關(guān)鍵詞：主控制卡　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡　系統(tǒng)配置　軟件組態(tài)　組態(tài)下載

一 引言

燕山石化公司合成橡膠凝聚裝置的儀表控制系統(tǒng)原由常規(guī)儀表構(gòu)成，且全是其他裝置更換下來(lái)的舊表，故障率較高。為了提高自動(dòng)化水平，增強(qiáng)儀表控制系統(tǒng)的可靠性，我們對(duì)其進(jìn)行了改造，淘汰了控制室內(nèi)的所有常規(guī)儀表，改用DCS。

浙大中控公司的SUPCON JX-300X DCS充分利用了最新信號(hào)處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠成熟的先進(jìn)控制算法，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入輸出運(yùn)算、過(guò)程控制和PLC聯(lián)鎖邏輯控制功能，獲得了廣泛的應(yīng)用，特別是其性能價(jià)格比優(yōu)于同等規(guī)模的常規(guī)儀表系統(tǒng)，成了我們儀表改造首選的產(chǎn)品。

二 工藝流程簡(jiǎn)介

凝聚裝置采用水蒸氣蒸餾、濕法脫氣的原理，脫去膠液中的溶劑油。現(xiàn)有兩條生產(chǎn)線，每條線包括膠罐系統(tǒng)、凝聚釜系統(tǒng)、尾氣回收系統(tǒng)。每條生產(chǎn)線有4個(gè)膠罐，根據(jù)膠液熔融指數(shù)的不同，不同膠罐中的膠液按相應(yīng)的比例混配，保證膠液熔融指數(shù)合格。合格的膠液送至凝聚釜，根據(jù)水蒸氣蒸餾、濕法脫氣的原理，采用等壓不等溫的雙釜水析凝聚技術(shù)，把溶劑油和膠分離。凝聚釜分離出來(lái)的溶劑油尾氣由尾氣回收系統(tǒng)回收再利用。

三 DCS配置

JX-300X DCS由一個(gè)多功能站、一個(gè)操作站、一個(gè)控制站和過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。


多功能站既可作操作站使用也可作工程師站使用。工程師站內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺(tái)和系統(tǒng)維護(hù)工具。操作站是操作人員完成生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控管理任務(wù)的平臺(tái)。

多功能站和操作站的硬件組成是完全一樣的，包括工控PC機(jī)、CRT、鼠標(biāo)、鍵盤、網(wǎng)卡、專用操作員鍵盤、操作臺(tái)等。

控制站完成整個(gè)工業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，由主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡件、供電單元等組成。控制站的各種卡件均可冗余配置，為了增加系統(tǒng)的可靠性，我們對(duì)控制站的主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡進(jìn)行了冗余配置，控制回路的I/O卡件也采用冗余配置。表1列出了控制站的硬件，表2為系統(tǒng)的I/O信號(hào)及卡件配備表。


四 特殊功能的實(shí)現(xiàn)

1. 膠液流量的控制

膠液自膠罐經(jīng)膠液泵輸送到1號(hào)凝聚釜，其帶控制點(diǎn)流程如圖2。


根據(jù)工藝情況和生產(chǎn)量的大小，有時(shí)運(yùn)行一臺(tái)膠液泵(A泵或B泵)；有時(shí)運(yùn)行兩臺(tái)泵(A泵和B泵)；有時(shí)兩臺(tái)泵都不運(yùn)行，而使用另一條生產(chǎn)線的膠液泵。

這種控制方案用DCS提供的常規(guī)控制方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)，為此，使用圖3所示的自定義控制方案。


圖3中，AI為DCS的模擬輸入點(diǎn)，AO1、AO2為DCS的模擬輸出點(diǎn)，F(xiàn)IC為自定義回路，其算法由SCX編程語(yǔ)言提供的PID算法函數(shù)實(shí)現(xiàn)，SELA、SELB為兩個(gè)一字節(jié)自定義變量，當(dāng)SELA、SELB的值為ON時(shí)，相對(duì)應(yīng)的AO1、AO2和FIC接通，相對(duì)應(yīng)的變頻調(diào)速泵就受流量控制。當(dāng)SELA、SELB的值均為OFF時(shí)，默認(rèn)A泵受控制，這是因?yàn)槿绻鸄O1和AO2都不和FIC接通，F(xiàn)IC就不會(huì)從AI中讀取數(shù)據(jù)，在這種情況下，當(dāng)使用另一條生產(chǎn)線的膠液泵時(shí)，膠液流量就不隨實(shí)際流量變化。

要實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制方案，首先要定義兩個(gè)一字節(jié)自定義變量，輸入SCX語(yǔ)言程序并編譯，然后在自定義回路中用程序中所用的回路號(hào)登錄并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。為了方便操作，在流程圖上建兩個(gè)按鈕，分別和自定義變量SELA、SELB聯(lián)系，運(yùn)行時(shí)，在流程圖上點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕，就可對(duì)SELA或SELB置值，從而選擇哪個(gè)泵用來(lái)調(diào)節(jié)流量。

2. 膠罐容積的顯示

在工藝操作中，為了便于生產(chǎn)調(diào)度，操作人員記錄的是膠罐容積而不是液位百分?jǐn)?shù)。原來(lái)操作人員都是根據(jù)儀表的百分讀數(shù)查對(duì)照表來(lái)?yè)Q算膠罐容積，DCS提供的折線函數(shù)十分容易地解決了這個(gè)問(wèn)題。JX-300X DCS有兩種折線運(yùn)算方法。一種是首先在自定義折線函數(shù)中定義自定義折線函數(shù)，然后在模擬輸入點(diǎn)設(shè)置組態(tài)時(shí)選中所需的自定義函數(shù)即可；另一種方法是利用SCX編程語(yǔ)言提供的折線運(yùn)算功能實(shí)現(xiàn)。前一種方法只能提供折線運(yùn)算后的數(shù)據(jù)，而不能提供原始數(shù)據(jù)(液位百分?jǐn)?shù))，不利于和現(xiàn)場(chǎng)變送器對(duì)照，因此采用SCX編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)膠罐容積的顯示。為此，要建一個(gè)自定義兩字節(jié)變量顯示膠罐容積，用模擬輸入點(diǎn)顯示液位百分?jǐn)?shù)，兩者用SCX編程語(yǔ)言的折線運(yùn)算功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

需要指出的是，JX-300X DCS的各種運(yùn)算都是對(duì)量程的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算的。如液位80%，算法為0.8而不是80，工業(yè)量程的轉(zhuǎn)換由點(diǎn)本身來(lái)實(shí)現(xiàn)。

五 使用中的體會(huì)

1. 控制站配置

(1)JX-300X DCS的每個(gè)過(guò)程控制網(wǎng)最多可掛15個(gè)控制站，每個(gè)控制站的主控制卡可以冗余配置也可以不冗余配置，地址范圍是2～31。冗余配置時(shí)，兩塊主控制卡的地址應(yīng)遵循“I和I+1連續(xù)，且I必須為偶數(shù)，2≤I<31”的原則，且地址不能重復(fù)；不冗余配置時(shí)，主控制卡的地址為I，I為偶數(shù)，2≤I<31，地址I+1必須保留，不能用作其他主控制卡的地址。

(2)每個(gè)控制站最多有8個(gè)機(jī)籠(8個(gè)邏輯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡可以冗余配置也可以不冗余配置，地址范圍是0～15。冗余配置時(shí)，兩塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡的地址應(yīng)遵循“I和I+1連續(xù)，且I必須為偶數(shù)，0≤I<15”的原則，且地址不能重復(fù)；不冗余配置時(shí)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡可插在兩個(gè)槽位中的任何一個(gè)，地址為I，I為偶數(shù)，0≤I<15，地址I+1必須保留，不能用作其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡的地址。

(3)每個(gè)機(jī)籠有16個(gè)I/O卡件插槽，地址為0～15。當(dāng)I/O卡件冗余配置時(shí)，互為冗余的兩塊卡件必須插在I和I+1槽位，I為偶數(shù)，0≤I<15。

(4)電流信號(hào)輸入卡SP313每個(gè)回路既可向外供電也可不向外供電。在I/O卡件配置時(shí)，應(yīng)盡量使同一塊卡件的所有回路要么全向外供電，要么全不向外供電，同時(shí)應(yīng)盡量把向外供電的卡件分配到不同的機(jī)籠中。

2. 組態(tài)

SUPCON JX-300X DCS的組態(tài)包括主機(jī)設(shè)置、控制站組態(tài)、操作站組態(tài)，三者必須按順序完成。

主機(jī)設(shè)置是對(duì)系統(tǒng)各主控制卡、操作站、工程師站在系統(tǒng)中的位置進(jìn)行組態(tài)，也就是每個(gè)站在過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)上的地址、每個(gè)控制站的運(yùn)算周期、是否冗余等的組態(tài)。

控制站組態(tài)是指對(duì)控制站硬件和控制方案的組態(tài)，圖4為控制站組態(tài)流程。

在進(jìn)行控制站組態(tài)時(shí)，要注意以下事項(xiàng)：

(1)首先進(jìn)行I/O組態(tài)，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡件、信號(hào)點(diǎn)、信號(hào)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置的組態(tài)，組態(tài)時(shí)要按圖中箭頭所示順序進(jìn)行；

(2)在進(jìn)行自定義控制方案組態(tài)時(shí)，最好先完成I/O組態(tài)、自定義變量定義，然后在SCKey組態(tài)軟件中啟動(dòng)SCX編程語(yǔ)言編程(不要單獨(dú)啟動(dòng)SCX編程語(yǔ)言)，這樣SCX編程語(yǔ)言能直接引用已經(jīng)組態(tài)的信號(hào)點(diǎn)位號(hào)，減少輸入和編譯錯(cuò)誤；

(3)自定義控制方案程序編譯通過(guò)后，必須在自定義回路中登錄，登錄的自定義回路號(hào)要和程序中的引用號(hào)相同；

(4)各種卡件的組態(tài)地址要和硬件地址相同；

(5)在進(jìn)行熱電阻信號(hào)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置組態(tài)時(shí)，必須指明量程范圍；

(6)在進(jìn)行信號(hào)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置組態(tài)時(shí)，信號(hào)點(diǎn)的報(bào)警使能狀態(tài)要組為使能(也就是選中報(bào)警)狀態(tài)，這樣，在監(jiān)控軟件運(yùn)行時(shí)，既可使該點(diǎn)有報(bào)警，也可禁止該點(diǎn)報(bào)警，否則在運(yùn)行時(shí)就不能使該點(diǎn)具有報(bào)警功能，如要更改，必須重新組態(tài)、編譯、下載；

(7)在進(jìn)行信號(hào)點(diǎn)參數(shù)設(shè)置組態(tài)時(shí)，報(bào)警值要根據(jù)工藝要求組態(tài)，如留到監(jiān)控軟件運(yùn)行時(shí)更改，當(dāng)重新下載軟件時(shí)，報(bào)警值就會(huì)變?yōu)樵M態(tài)值，影響安全運(yùn)行；

(8)報(bào)警級(jí)別并不是各種報(bào)警的優(yōu)先權(quán)，而是為了方便不同的操作小組查看相應(yīng)級(jí)別的報(bào)警。

操作站組態(tài)是面向操作人員的計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)的定義，主要包括操作小組設(shè)置、標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)面組態(tài)(總貌畫(huà)面、趨勢(shì)曲線、控制分組、數(shù)據(jù)一覽)、流程圖、報(bào)表、自定義鍵、語(yǔ)音報(bào)警等6部分。操作站組態(tài)要注意以下事項(xiàng)：

(1)在進(jìn)行操作站組態(tài)時(shí)，必須先進(jìn)行操作小組設(shè)置，一個(gè)系統(tǒng)最多可組16個(gè)操作小組，每個(gè)操作小組可有不同的操作畫(huà)面；

(2)流程圖組態(tài)軟件、報(bào)表制作軟件最好在組態(tài)軟件SCKey下啟動(dòng)；

(3)在繪制流程圖時(shí)，動(dòng)態(tài)對(duì)象(數(shù)值、圖形)可以和非動(dòng)態(tài)對(duì)象、其他動(dòng)態(tài)對(duì)象重疊，當(dāng)動(dòng)態(tài)對(duì)象和非動(dòng)態(tài)對(duì)象重疊時(shí)，動(dòng)態(tài)對(duì)象要置于圖形的最上層，一個(gè)動(dòng)態(tài)對(duì)象不能和其他任何對(duì)象組合成組合對(duì)象，否則監(jiān)控軟件運(yùn)行時(shí)沒(méi)有動(dòng)態(tài)效果，動(dòng)態(tài)對(duì)象不能進(jìn)行剪切、粘貼，但可以在同一張流程圖上復(fù)制；

(4)趨勢(shì)(歷史)數(shù)據(jù)在操作站計(jì)算機(jī)硬盤上記錄的時(shí)間由趨勢(shì)畫(huà)面組態(tài)的存儲(chǔ)點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)間隔決定。每張趨勢(shì)畫(huà)面的存儲(chǔ)點(diǎn)數(shù)可在1920～2592000間選擇，存儲(chǔ)間隔可在1～3600s間任選，存儲(chǔ)點(diǎn)數(shù)乘以存儲(chǔ)間隔就是趨勢(shì)數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間(s)，如一張趨勢(shì)畫(huà)面組態(tài)的存儲(chǔ)點(diǎn)數(shù)為1920點(diǎn)，存儲(chǔ)間隔為1s，則可記錄1920s(32min)的趨勢(shì)數(shù)據(jù)，如存儲(chǔ)間隔改為60s，則可記錄1920min(32h)的趨勢(shì)數(shù)據(jù)；

(5)每張趨勢(shì)畫(huà)面顯示的最大時(shí)間范圍為960乘以存儲(chǔ)間隔，如存儲(chǔ)間隔為1s，則最大顯示時(shí)間為960s(16min)；如存儲(chǔ)間隔為60s，則最大顯示時(shí)間為960min(16h)；

(6)在趨勢(shì)畫(huà)面組態(tài)時(shí)，如組態(tài)的存儲(chǔ)間隔較長(zhǎng)，觀察到的趨勢(shì)可能會(huì)和實(shí)際不一樣，特別是對(duì)變化較快的參數(shù)，因此對(duì)同一組參數(shù)，建議組兩張趨勢(shì)畫(huà)面，一張時(shí)間間隔為1s，一張時(shí)間間隔為60s，前者比較真實(shí)地反映參數(shù)的變化情況，后者便于觀察操作是否平穩(wěn)，便于生產(chǎn)管理；

(7)趨勢(shì)畫(huà)面中不能包含模擬輸出點(diǎn)，如想查看模擬輸出點(diǎn)的趨勢(shì)，可用參數(shù)：控制回路位號(hào).MV。注意：模擬輸出點(diǎn)也不能操作，要想操作，必須建一個(gè)控制回路和其相連。

3. 組態(tài)下載

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