淺談DCS在我廠電站的作用

金文威(中鹽常化股份有限公司 江蘇 常州 213000)

中鹽常州化工股份有限公司建有自己的自備電廠，2臺(tái)75萬(wàn)噸的流化床鍋爐，1.5萬(wàn)的發(fā)電機(jī)機(jī)組，所有汽輪機(jī)頻率、轉(zhuǎn)速、溫度包括所有發(fā)電系統(tǒng)的繼電保護(hù)對(duì)公司生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度要求較高。為了進(jìn)一步提高工廠綜合自動(dòng)化水平與信息化的建設(shè)，于是提出適合自己工廠分散控制系統(tǒng)DCS以提高生產(chǎn)效率，DCS系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能。是完成過(guò)程控制、過(guò)程管理的現(xiàn)代化設(shè)備。

我公司主要用的是浙江中控技術(shù)有限公司ECS1和利時(shí)的DCS控制系統(tǒng)HOLLiASMACS-S系統(tǒng)。其中使用的DCS控制系統(tǒng)有浙大中控JX300X系列，ECS100系列，日本橫河CS3000系列，和利時(shí)MACS-SM系列。

下面就談下我對(duì)公司DCS的認(rèn)識(shí)

1.1 DCS是英文Distributed ControlSys—tem的縮寫，即分布式控制系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)也稱作集散型控制系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，DCS系統(tǒng)在工業(yè)過(guò)程控制越來(lái)越廣泛，與常規(guī)模擬儀表相比，其優(yōu)越性越來(lái)越得到廣大用戶的認(rèn)可。下面我就以我們公司浙江中控技術(shù)有限公司ECS1中為例簡(jiǎn)單說(shuō)下它在我公司工業(yè)控制系統(tǒng)的作用。浙江控技術(shù)有限公司ECS1采用了新型的WEB其含義是利用微處理機(jī)或者計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中管理和分散控制的系統(tǒng)。相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型過(guò)程控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。這種系統(tǒng)以多臺(tái)計(jì)算機(jī)分別作用與過(guò)程控制所有的信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最佳最安全化控制；通過(guò)CRT裝置，通訊總線和鍵盤，打印機(jī)等設(shè)備又能非常高度集中地控制、操作、顯示、報(bào)警。這種系統(tǒng)繼承了模擬儀表系統(tǒng)以及集中控制系統(tǒng)的一系列優(yōu)先，且克服了此類老系統(tǒng)危險(xiǎn)性集中，控制單一的缺點(diǎn)。

一、ECS1的通信網(wǎng)絡(luò)分為三層第一層網(wǎng)絡(luò)是信息管理網(wǎng)，第二層是過(guò)程控制網(wǎng)，第三層是I/O總線。

1.信息管理網(wǎng)，是采用通用的以太網(wǎng)技術(shù)，用于工廠級(jí)的信息之間的交換管理，是實(shí)現(xiàn)全廠的信息管理通道。該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)在多功能站上安裝多重網(wǎng)卡鏈接的方法，實(shí)現(xiàn)公司生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)與過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)間鏈接，已獲得系統(tǒng)運(yùn)行中的過(guò)程參數(shù)和生產(chǎn)反饋，同時(shí)也向下傳送工藝管理人員的調(diào)度指令和生產(chǎn)指導(dǎo)信息。

2.過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，ECS1采用了高速冗余以太網(wǎng)作為其過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)。它直接連接了系統(tǒng)的控制站、操作站、工程師站、通訊接口單元等、是傳送過(guò)程實(shí)時(shí)信息的通道，具有很高的實(shí)時(shí)性和和可靠性，通過(guò)掛接網(wǎng)線，DCS可以與上層的信息管理網(wǎng)或其他的廠家設(shè)備連接。ECS1的過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)通訊接口均采用了專用的以太網(wǎng)控制器，數(shù)據(jù)傳輸遵循TCP/IP和UDP/IP協(xié)議，根據(jù)過(guò)程控制系統(tǒng)的和以太網(wǎng)的負(fù)載特性，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模受到了一定的限制。ECS1的通訊介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)控制器，驅(qū)動(dòng)接口等均可冗余配置，在冗余配置的情況下，發(fā)送站點(diǎn)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)包進(jìn)行時(shí)間標(biāo)識(shí)、接受站點(diǎn)進(jìn)行出錯(cuò)檢驗(yàn)和信息通道故障判斷、擁擠情況判斷等處理。

二、ECS1的網(wǎng)絡(luò)組件分為操作站網(wǎng)卡、主控制卡、通訊接口卡‘等部分組成

1.ECS1的操作站網(wǎng)卡是采用帶內(nèi)置式收發(fā)器提供的以太網(wǎng)口。它既是ECS1通訊網(wǎng)與上位操作站的通訊接器或交換機(jī)級(jí)聯(lián)在一起使用。

生產(chǎn)裝置由多個(gè)工藝單元組成，工藝復(fù)雜程度高，流程長(zhǎng)，對(duì)控制的要求高，按照全廠主要生產(chǎn)裝置和輔助生產(chǎn)裝置特點(diǎn)不同、用途不同、其重要性不同，依據(jù)目前工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展水平和應(yīng)用狀態(tài)，根據(jù)生產(chǎn)裝置對(duì)控制系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性，先進(jìn)性和可通信性的要求，選擇技術(shù)成熟的過(guò)程控制系統(tǒng)(DCS)作為主要的控制系統(tǒng)，用于工藝生產(chǎn)裝置過(guò)程數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、過(guò)程參數(shù)顯示、報(bào)警和控制。

2.ECS1的主控制卡其作用是幫助ECS1過(guò)程通訊網(wǎng)實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通訊功能ECS1主控制卡面板上有兩個(gè)互為冗余的過(guò)程通訊網(wǎng)通訊口7個(gè)LED狀態(tài)指示燈。

3.ECS1通訊接口卡是通訊單元的核心，是過(guò)程通訊網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一，他解決了系統(tǒng)與其他廠家測(cè)控系統(tǒng)和智能互聯(lián)問(wèn)題ECS1通訊接口卡具有一個(gè)RS232的物理端口。通過(guò)軟件編程可以完成其他通信總線與過(guò)程通訊網(wǎng)之間的物理層連接、通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換、流量控制、信息緩沖等功能。

4.ECS1的通訊卡接口具有16個(gè)RJ-45端口和2個(gè)額外端口。ECS1的通訊卡接口可以通過(guò)RJ-45級(jí)聯(lián)端口端口，AUI端口或是BNC端口連接到其他的集線器上，他可以與細(xì)纜或粗纜網(wǎng)段混合連接，或是通過(guò)光纖轉(zhuǎn)換器與光纖主干相連。ECS1的通訊卡接口既可以單獨(dú)使用，也可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)的19吋機(jī)架中，與其他集線器或交換機(jī)級(jí)聯(lián)在一起使用。

比如我廠自備電廠的生產(chǎn)裝置由多個(gè)工藝單元組成，工藝復(fù)雜程度高，流程長(zhǎng)，對(duì)控制的要求高，如用PLC控制就沒有DCS這么穩(wěn)定，集成化成度也沒這么高。要查找實(shí)時(shí)工作參數(shù)曲線也非常困難。按照全廠主要生產(chǎn)裝置和輔助生產(chǎn)裝置特點(diǎn)不同、用途不同、其重要性不同，依據(jù)目前工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的發(fā)展水平和應(yīng)用狀態(tài)，根據(jù)我廠生產(chǎn)裝置對(duì)控制系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性，先進(jìn)性和可通信性的要求，選擇一種適合自己并技術(shù)成熟的過(guò)程控制系統(tǒng)(DCS)作為主要的控制系統(tǒng)，用于工藝生產(chǎn)裝置過(guò)程數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、過(guò)程參數(shù)顯示、報(bào)警和控制，是非常重要的。

[1]鐘肇新彭侃.可編程控制器原理及應(yīng)用.華南理工大學(xué)出版社，2001.

[2]陸德民.石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè),第三版.