Experion PKS系統的組態和維護

摘 要:簡要介紹了在大慶煉化公司煉油二廠硫磺回收裝置中使用的PKS控制系統的組成，著重討論系統組態、維護以及故障的分析判斷處理。

關鍵詞:組態 系統維護 集散控制系統

中圖分類號:TP319.3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(a)-0104-01

1 引言

Honeywell Experion PKS控制系統是霍尼威爾公司最新開發的一種新型的集散控制系統，它將人員與過程控制、經營和資產管理融合在一起。采用標準的人機接口開放性的網絡結構，整個系統性能穩定，人機界面友好，組態簡單，維護調試方便。該控制系統首次在大慶煉化公司應用，有力的保證了硫磺回收裝置的穩定、安全的運行，避免對水和大氣的污染。

2 PKS系統的介紹及其硬軟件配置

來自美國honeywell公司的DCS－－ Experion PKS過程知識系統，具有先進的DCS功能和開放式體系結構。其中包含了狀態管理、安全管理和信息管理技術，支持多種現場總線的連接;系統配有容錯以太網控制網絡，采用的目前流行的以太網設備，可組成全廠性的大型網絡控制系統。

2.1 主要硬件部分

2．1．1 控制器C300

它是新一代的基于CEE執行環境的控制器，C300控制器和C系列I/O卡件占用很小的空間，每個C300最多支持64個冗余I/O 模件。C300控制防火墻，實現拒絕接收所有控制器不需要的信息，如果通訊速度變慢，將對那些不重要的信息流進行控制。機柜內排布和接線的垂直設計更有利于散熱管理。容錯以太網FTE用于系統服務器，操作員站和控制器之間的數據通信。Honeywell專利技術為PKS量身定制開發的FTE驅動突破以太網瓶頸實現優先級選擇，使得商用的100Mbps 以太網實現容錯。FTE以先進的多路由選擇替代雙網結構傳統冗余模式網絡。C系列卡件及PMIO收集現場信息，通過IOTA的IOLINK送達到控制器，控制器進行判斷和執行。

2．1．2 PMI/O為過程管理站輸入輸出系統，采用TPS系統的過程管理站的I/O產品，具有診斷能力，故障測試，同現場一體化的供電，冗余I/O，在線維護，冗余的XPM電源系統。

2.2 軟件部分

PKS系統是以Experion PKS服務器軟件、Windows2003服務器軟件和控制生成、顯示生成、快速生成組態軟件。單一化、集成化的組態工作室消除了由于在不同窗口中采用各種不同的組態工具而導致的組態工作的混亂和低效。在組態工作室可以任意開啟各種組態工具簡單、方便地完成工程組態工作。

3 PKS系統的結構及其介紹

PKS是以Windows2003Professional為操作系統，提供了C300卡件運行的軟件平臺。Experion 的企業模型提供了完善的數據以支持操作員和工程師。

3.1 容錯以太網FTE(Fault Tolerant Ethernet)

容錯以太網FTE的特點是容錯、快速、安全。FTE節點之間有4條路徑，每個FTE節點連續分布于其它節點通訊的測試信息并建立狀態表，通訊速度快、切換時間1S，有四條路徑;多點容錯。而普通以太網節點之間只有1條路徑，通訊速度慢，整網切換時間長

3.2 操作站和控制站

控制站是冗余的系統，采用了2臺Flex站和1臺Console站。Flex站是普通PC機，它與C300控制器的數據通訊要依賴于服務器。通過Console站上運行的STATION軟件，從服務器或本地調用HMI Web Display Builder組態生成的監控畫面，實現對硫磺回收裝置的監控。當兩臺服務器都不工作時，Console站可以直接與控制器通訊，仍然可以實現對硫磺回收裝置的監控，保證安全生產。

3.3 工程師站

在系統中的作用是服務器，一般冗余配置。各個操作站都是直接從服務器讀取數據，兩臺服務器的是保持同步的，數據是一模一樣。一旦主服務器發生故障自動切換到備服務器上。兩臺服務器也都可以當作操作站使用，一般來說工程師站是用于系統維護人員使用，可以對系統組態修改、下裝。

4 PKS系統的組態

PKS系統的組態主要包括系統設計、系統組態及下裝、組態調試。

4.1 系統設計

系統設計主要包括I/O清單設計，工藝控制回路設計，聯鎖邏輯設計和操作流程圖畫面設計。

4.2 系統組態及下裝

Control Builder組態全部采用圖形化的工具，系統的控制程序是以CM(控制模塊)為基本單位，可以單獨從控制器中上裝、下裝。系統的下裝過程就是通過FTE網絡把編寫好的控制程序下裝到C300控制器中，一旦下裝完成，控制器就會按照編寫好的程序完成對生產裝置的實時監控和聯鎖控制。下裝可以針對一個CM塊，也可以對所有的CM塊同時下裝，一個CM塊下裝時不影響其他CM塊。

4.3 組態調試

調試是化工裝置開車前必不可少的一步，也是檢驗組態是否符合工藝要求的必要途徑。在調試過程中可以在操作站或工程師站的監控程序中直接修改一些參數，大多數參數都可以利用工程師權限在操作站里直接修改。為了使之與組態完全保持一致，可以采用上裝，這樣就可以讓組態和已經下裝到控制器的組態參數完全一樣。如調試有誤，需要修改編程時，修改完后可以重新下裝到300控制器中。調試合格后方能投入正常運行。

5 PKS系統的維護

PKS系統的維護大致可以分為日常維護、預防性維護和故障維護三個方面，日常維護和預防維護是在系統未發生故障前所進行的維護。而故障維護是在發生故障之后，這時往往已經對DCS本身或生產造成了一定的影響，為了避免類似故障的發生而進行的維護。

5.1 PKS系統的日常維護

日常維護是保持和提高系統穩定性、高效性運行的基礎:

1)建立和完善系統的維護管理制度及細化巡檢制度，保證控制室內的溫度、濕度都在正常范圍內。

3)注意保持控制室、機柜間和工程師站的清潔與散熱。

4)按時對控制器、FTE網絡、服務器等冗余設備的巡檢，作好巡檢記錄。

5)做好系統組態文件、系統數據文件的備份工作。

5.2 預防維護

為了保證系統長期穩定可靠的運行需要做好以下預防維護工作:

1)對控制站、操作站、工程師站停電檢修，包括電腦主機和控制站卡件等灰塵清理。

2)系統冗余測試，包括對電源、服務器、控制器、通訊網絡等。

3)系統接地檢查，包括工作接地和保護接地的對地電阻測試等。

4)對電源系統進行了改造，增加了一路市電保證PKS系統的安全運行。

5)大修完成后，具備上電條件后一定要按照嚴格的上電步驟逐級上電。

5.3 故障維護

故障維護即為系統發生故障后進行的被動性維護，PKS系統具有強大的自診斷功能，維護人員可以通過報警指示，直接查找到故障點解決故障。

6 結語

Experion PKS 根據現在企業的要求，以圍繞提高工廠營運品質為目標，通過大量的新技術，幫助工廠以較低運行與維護成本，實現超大規模、高穩定性、高安全性、高品質地完成企業生產目標，實現利益的最大化。