CX1000/CX2000控制測(cè)量站在化工生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用

田 華

（天津渤天化工有限責(zé)任公司，天津 300480）

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，以計(jì)算機(jī)、通訊、控制和CRT（“4C”）為核心技術(shù)的現(xiàn)代控制技術(shù)也隨之得到了充分的發(fā)展和應(yīng)用。從20世紀(jì)六七十年代的基地式單元組合儀表到八九十年代的Ⅲ型智能儀表，再到現(xiàn)在的DCS及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，經(jīng)歷過(guò)若干個(gè)階段的不斷發(fā)展，自動(dòng)控制儀表和技術(shù)日臻完善。

目前在國(guó)內(nèi)占主導(dǎo)地位的是 DCS（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）控制系統(tǒng)，其應(yīng)用廣泛，與常規(guī)儀表相比其優(yōu)越性不言而喻。

但是DCS系統(tǒng)一次投資額大、成本高，尤其對(duì)于不是很大的小型工業(yè)生產(chǎn)工藝流程，顯然是大材小用，是一種資源上的浪費(fèi)。然而，傳統(tǒng)的常規(guī)儀表控制方式又存在儀表密布羅列、維護(hù)量大，在操作和監(jiān)視方面都很不方便，存儲(chǔ)和擴(kuò)展功能差，難于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制等等諸多弊端。另外，對(duì)于規(guī)模不小，需自動(dòng)控制的控制點(diǎn)較少而需單純顯示的控制點(diǎn)很多；無(wú)順序控制和復(fù)雜控制系統(tǒng)，選用DCS或現(xiàn)場(chǎng)總線明顯不太合適。例如，單極式離子膜電解工藝中電解部分的測(cè)控需求，其單純測(cè)量顯示的控制點(diǎn)非常多，而控制回路極少，非常適合使用控制測(cè)量站實(shí)現(xiàn)測(cè)控目的。

為了解決這一矛盾，選擇控制測(cè)量站成為一種最優(yōu)的方式。事實(shí)上，控制測(cè)量站就是DCS系統(tǒng)的縮影。它既有DCS的各種功能，又可以解決常規(guī)儀表控制的弊端。

1 控制測(cè)量站的特點(diǎn)

（1）集記錄、控制、網(wǎng)絡(luò)功能于一體；

（2）對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視和歷史狀況的存貯；

（3）既具有內(nèi)部PID控制回路，又可使用擴(kuò)展控制器進(jìn)行擴(kuò)展控制；

（4）可通過(guò)以太網(wǎng)接口方便地與其他網(wǎng)絡(luò)連接，具有E-mail和FTP功能；

（5）系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、成本低。

2 CX1000/CX2000控制測(cè)量站的構(gòu)成

CX1000/CX2000是橫河川儀有限公司生產(chǎn)的一種典型的控制測(cè)量站，其硬件包括：

（1）彩色液晶屏記錄儀（包括數(shù)據(jù)輸入端）；

（2）通訊接口及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；

（3）外部存儲(chǔ)媒體；

（4）附件（分流電阻、閃存卡及轉(zhuǎn)換器等）。

其軟件包括：

（1）DAQSTATION：標(biāo)準(zhǔn)軟件， 用于 CX1000/CX2000的設(shè)定、數(shù)據(jù)顯示打印、文件連接顯示、程序模式設(shè)定，方便的使用其網(wǎng)絡(luò)功能；

（2）DAQEXPLORER：支持文件傳輸功能和數(shù)據(jù)監(jiān)視功能的軟件；

（3）DAQLOGGER：多通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集軟件。

將CX1000/CX2000的硬件進(jìn)行系統(tǒng)地連接，并使用適當(dāng)?shù)膽?yīng)用軟件，就能方便的構(gòu)成不同的測(cè)量控制系統(tǒng)。

3 CX1000/CX2000控制測(cè)量站的功能及應(yīng)用

CX1000/CX2000控制測(cè)量站實(shí)際上是把現(xiàn)代的智能型多功能記錄儀的使用進(jìn)一步擴(kuò)展，集記錄、控制、網(wǎng)絡(luò)功能于一體，具備"開(kāi)箱即用"的特性，可對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)狀況，歷史狀況進(jìn)行監(jiān)視。

3.1 監(jiān)視畫(huà)面

包括控制器面板畫(huà)面、調(diào)整畫(huà)面、程序運(yùn)行畫(huà)面、DI/DO狀態(tài)顯示畫(huà)面、控制動(dòng)作畫(huà)面、監(jiān)視和總覽畫(huà)面等。

3.2 控制功能

CX系列測(cè)量控制站能靈活的實(shí)現(xiàn)多種控制功能：

控制方式：最多可以控制6點(diǎn)（CX2000），其控制方式有單回路控制、串級(jí)控制、雙輸入切換控制。

模擬再傳送:數(shù)據(jù)(測(cè)量通道數(shù)據(jù)、控制回路數(shù)據(jù)等)可用于運(yùn)算表達(dá)式，運(yùn)算結(jié)果從CX控制輸出端子輸出。

PV運(yùn)算/SP運(yùn)算:PV/SP的運(yùn)算結(jié)果可作為PID的運(yùn)算輸入。PID的運(yùn)算結(jié)果可以被PV、SP使用。因此，根據(jù)使用要求，CX可以實(shí)現(xiàn)更為符合實(shí)際用途的精確控制。

可選的程序控制功能：可實(shí)現(xiàn)多個(gè)回路分別動(dòng)作、多個(gè)回路同時(shí)運(yùn)行、程序運(yùn)行和定值運(yùn)行的混合等形式，程序的運(yùn)行狀況一目了然、同時(shí)顯示程序的運(yùn)行和事件，在運(yùn)行中目標(biāo)設(shè)定值（TSP）可以很容易變更，等待功能可以靈活的響應(yīng)處理過(guò)程變化。

3.3 輸入變量

最多可達(dá)26點(diǎn)輸入信號(hào) （6點(diǎn)用于控制，20點(diǎn)用于測(cè)量），測(cè)量輸入和控制輸入包括熱電偶、熱電阻、直流電壓、直流電流、DI等。

3.4 存儲(chǔ)記錄系統(tǒng)

DAQSTATION系列遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以往記錄儀的概念，它可高效率的記錄所需數(shù)據(jù)，大大提高了記錄數(shù)據(jù)的后期處理效率。可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包括采樣數(shù)據(jù)、時(shí)序運(yùn)算數(shù)據(jù)、報(bào)表、報(bào)警和事件一覽、設(shè)定數(shù)據(jù)、控制模式報(bào)警等。

此外，外部存儲(chǔ)媒體采用3.5寸軟盤(pán)、閃存卡、Zip盤(pán)等介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間多種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并有手動(dòng)和自動(dòng)2種存儲(chǔ)方式；內(nèi)存采用閃存存儲(chǔ)器，無(wú)需備用電池。即使在斷電的情況下，也可以保證不丟失數(shù)據(jù)。

3.5 網(wǎng)絡(luò)通信功能

（1）WEB 監(jiān)視

在WEB瀏覽器（IE等）可顯示CX畫(huà)面，能夠改變CX的畫(huà)面顯示狀態(tài)和輸入信息，可以輕而易舉的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（2）E-mail功能

可將報(bào)警發(fā)生、停電后恢復(fù)時(shí)間、存儲(chǔ)器滿、定時(shí)瞬時(shí)值、報(bào)表等信息用E-mail發(fā)送出去，且收信人可為多個(gè)。

（3）FTP 功能

可對(duì)CX的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行傳送。使用FTP客戶端功能，將存儲(chǔ)在CX1000/CX2000內(nèi)部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)文件定期的傳送給文件服務(wù)器。另外，由于可以連接主/從這2臺(tái)服務(wù)器，一旦主服務(wù)器發(fā)生故障，文件會(huì)自動(dòng)向從服務(wù)器傳送。客戶端計(jì)算機(jī)可以下載存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)。

3.6 通信

（1）與溫度調(diào)節(jié)計(jì)通信

可與溫度調(diào)節(jié)計(jì)通信，即將DAQSTATION CX作為控制終端，將分散的溫度調(diào)節(jié)計(jì)集中起來(lái)進(jìn)行監(jiān)視和操作，通過(guò)友好的顯示界面設(shè)定執(zhí)行參數(shù)。

（2）Modbus通信

DAQSTATION CX支持Modbus通信協(xié)議（RTU主機(jī)/從機(jī)），可很容易的接入使用Modbus通信協(xié)議構(gòu)件的系統(tǒng)。用Modbus的主機(jī)功能，CX可以讀入、顯示和記錄從機(jī)設(shè)備的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；用Modbus從機(jī)功能，主機(jī)可以讀入CX的數(shù)據(jù)，在主系統(tǒng)登錄的數(shù)據(jù)也可以在CX上進(jìn)行顯示和記錄。

（3）PLC 通信

PLC可讀入CX的控制、測(cè)量數(shù)據(jù)，也可對(duì)CX發(fā)出動(dòng)作指令，如通信寄存器數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)器開(kāi)始/停止、報(bào)警值設(shè)定、回路參數(shù)、模式切換等數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

CX1000/CX2000控制測(cè)量站充分利用了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)，性能優(yōu)越、使用方便、系統(tǒng)構(gòu)建簡(jiǎn)單、成本低廉、功能完善、擴(kuò)展靈活。對(duì)較小型的化工生產(chǎn)過(guò)程，特別是控制簡(jiǎn)單、控制回路少、顯示回路多的生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，是一種良好的選擇。

［1］王驥程，祝和云.化工過(guò)程控制工程.[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.