今日頭條
官方微信
官方抖音
案例頻道
1 MACS控制系統(tǒng)簡介
兗礦魯南高科技化工園區(qū)千噸級木糖醇項(xiàng)目工藝復(fù)雜，系統(tǒng)操作壓力高，易燃易爆，自動化水平要求高，其中有許多復(fù)雜邏輯自動控制方案，如配料工段順控控制方案、氫化系統(tǒng)聯(lián)鎖控制方案等，這就要求DCS控制系統(tǒng)就有強(qiáng)大的軟件編程水平和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
木糖醇項(xiàng)目DCS控制系統(tǒng)使用的是北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司開發(fā)的大型分布式控制系統(tǒng)―MACS控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用目前世界上先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)，具有可靠性先進(jìn)、性價比高等特點(diǎn)。和國外相同功能的DCS控制系統(tǒng)如ROSEMOUNT-DELTAV、BAILEY-INFI90等系統(tǒng)相比，該控制系統(tǒng)具有價格低廉、全中文界面便于學(xué)習(xí)掌握、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢。
一個大型的MACS控制系統(tǒng)可由多個服務(wù)器組成，由此將系統(tǒng)劃分為多個域，每個域可由獨(dú)立的服務(wù)器、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)SNET和多個現(xiàn)場控制站（I/O站）組成，完成相對獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集和控制功能。操作員站和高級計(jì)算機(jī)站等可通過域名登錄到不同的域進(jìn)行操作。MACS控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由上到下分為管理網(wǎng)絡(luò)（MNET）、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（SNET）和控制網(wǎng)絡(luò)（CNET）三個層次。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工程師站、操作員站系統(tǒng)服務(wù)器與現(xiàn)場控制站的互連，控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主控單元與過程I/O單元的通訊。
現(xiàn)場控制站的技術(shù)特點(diǎn)：
(1) 每個現(xiàn)場控制站有兩個控制器，一主一輔，相互冗余，保證系統(tǒng)可靠性，可實(shí)現(xiàn)無擾動切換；
(2) 電源1：1冗余，保證電源系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；
(3) I/O卡件冗余，保證數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)可靠性；
(4) 網(wǎng)絡(luò)冗余，每個現(xiàn)場控制站設(shè)計(jì)兩套系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)雙冗余結(jié)構(gòu)，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性；
(5) 分散隔離措施，保證系統(tǒng)可靠性；
(6) 帶電插拔功能，方便維護(hù)，安全可靠；
(7) 系統(tǒng)故障自診斷能力，具有故障指示功能，便于排查故障；
(8) 豐富的功能實(shí)現(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)場的不同需要用豐富的組態(tài)編程工具實(shí)現(xiàn)控制方案，滿足客戶控制要求。
圖1 現(xiàn)場控制站內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
2 木糖醇項(xiàng)目DCS控制系統(tǒng)硬件配置
木糖醇項(xiàng)目DCS控制系統(tǒng)由三臺操作員站、一臺I/O控制單元組成。
(1) I/O控制單元由主控單元、I/O單元、電源單元、專用機(jī)柜四部分組成，完成現(xiàn)場信號采集、工程單位變換、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳輸?shù)讲僮鲉T站等功能。
(2) 操作員站和工程師站是最重要的人機(jī)交互界面，由高檔工控微機(jī)組成，進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控和管理。
(3) DCS控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由上到下分為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)兩個層次。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制站和系統(tǒng)操作員站的互連。控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制站與I/O單元的通訊。
(4) 操作員站配置說明：
計(jì)算機(jī)：DELLGX270 P4 2.26G/256M/40G/CD/網(wǎng)卡；
顯示器：DELL21；
交換機(jī)：DLINKDES-1008；
專用鍵盤；
專用球標(biāo)；
軟件狗。
(5) 現(xiàn)場控制站配置說明：
FP030：機(jī)柜 1臺；
FM910-A：現(xiàn)場電源 4塊；
FM811：主控單元 2塊；
FM143：8路熱電阻輸入模塊 3塊；
FM148A：8路模擬量輸入模塊 16塊；
FM151：8路模擬量輸出模塊 8塊；
FM147：8路熱電偶輸入模塊 4塊；
FM171B：16路開關(guān)量輸出模塊 4塊；
FM161D：16路開關(guān)量輸入模塊 6塊；
FM192B-CC：冷端匹配器 1塊。
(6) 控制網(wǎng)絡(luò):
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線式；
最大節(jié)點(diǎn)數(shù)：126；
傳輸速率：9.6Kbps~12Mbps；
通訊介質(zhì)：雙絞線或光纜。
(7) 木糖醇項(xiàng)目DCS控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 木糖醇項(xiàng)目DCS控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
3 木糖醇項(xiàng)目DCS控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
(1) MACS控制系統(tǒng)現(xiàn)場控制站組態(tài)軟件為CONMAKER系統(tǒng)
CONMAKER系統(tǒng)是用于開發(fā)控制方案的開發(fā)平臺，包含有控制方案編輯器和仿真調(diào)試器，是一套完整控制編輯和調(diào)試軟件包。
木糖醇項(xiàng)目的儀表I/O測量點(diǎn)分模擬量輸入（AI）、模擬量輸出（AO）、開關(guān)量輸入（DI）、開關(guān)量輸出（DO）、熱電偶輸入（TC）、熱電阻輸入（RTD）五類，單回路PID調(diào)節(jié)28個，串級調(diào)節(jié)回路4個，有配料工段順控控制方案、氫化系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)方案以及溫壓補(bǔ)償?shù)榷喾N控制算法方案。
控制方案設(shè)計(jì)采用FBD功能塊、ST語言等編程工具實(shí)現(xiàn)。單回路調(diào)節(jié)和模擬量輸入的組態(tài)方法如圖2所示。
圖2 單回路調(diào)節(jié)和模擬量輸入的組態(tài)方法
其他調(diào)節(jié)回路和控制方案就不再做詳細(xì)說明了。
(2) MACS控制系統(tǒng)操作員監(jiān)控操作軟件為FACVIEW系統(tǒng)
FACVIEW系統(tǒng)是制作操作員監(jiān)控操作界面的工具軟件。用于繪制流程圖、趨勢報表、報警、操作日志等，為操作人員提供便于操作監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的平臺。可對操作站的使用權(quán)限進(jìn)行分配設(shè)置監(jiān)視員、操作員、工程師等不同權(quán)限的用戶，根據(jù)不同權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同的操作控制功能。可保留最近30天的操作記錄和歷史趨勢便于分析判斷故障原因。
4 系統(tǒng)調(diào)試
(1) I/O測量點(diǎn)單通道調(diào)試：對所有I/O卡件所有通道用信號發(fā)生器送模擬信號進(jìn)行測試，測量精度準(zhǔn)確，測量誤差符合要求。
(2) 控制回路控制室手動、自動控制正常，閥門動作準(zhǔn)確到位，手動、自動控制可實(shí)現(xiàn)無擾動切換，達(dá)到工藝要求。
(3) 對配料工段順控程序、氫化系統(tǒng)控制加模擬信號進(jìn)行仿真調(diào)試，閥們動作順序正確，連鎖報警正常，達(dá)到工藝要求。
(4) 控制器、電源卡冗余切換實(shí)驗(yàn)正常穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。
經(jīng)過長期的連續(xù)運(yùn)行證明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，控制方案安全可靠，完全達(dá)到工藝要求。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號