PKS技術在KAAP-15M4型制氧機中的應用

趙珉 周昆寧

【摘 要】PKS系統(tǒng)是honeywell公司開發(fā)生產的新一代DCS過程控制系統(tǒng)，它具有良好的開放性、多樣性和分散集中控制能力，該系統(tǒng)為工業(yè)過程控制和現(xiàn)場儀表提供了一個性價比更高的開放式控制平臺，本為主要介紹Honeywell PKS控制系統(tǒng)在KAAP-15M4型制氧機過程控制中的應用技巧

【關鍵詞】DCS;PKS;過程控制;切換

1、概述

KAAP-15M4型制氧機是從俄羅斯進口的空分設備，在自動化控制儀表方面，其技術水平居于70年代末期，已遠遠滿足不了現(xiàn)代化生產特征的需要。2006年因15000Nm3/h氧氣壓縮機監(jiān)控系統(tǒng)納入DCS控制，DCS控制系統(tǒng)進行擴容改造為現(xiàn)在的Honeywell PKS控制系統(tǒng)。主要包括：空分生產工藝流程的過程監(jiān)控、蓄冷器切換的過程控制、氬凈化干燥器切換的過程控制、空氣壓縮機的儀控以及15000Nm3/h氧氣壓縮機的過程控制等。

2、PKS系統(tǒng)介紹

PKS系統(tǒng)是honeywell公司開發(fā)生產的新一代DCS過程控制系統(tǒng)，它具有良好的開放性、多樣性和分散集中控制能力。PKS系統(tǒng)為工業(yè)過程控制和現(xiàn)場儀表提供了一個性價比高的開放式控制平臺。

2.1、硬件組成（KAAP-15M4型制氧機控制系統(tǒng)PKS為例）

KAAP-15M4型制氧機PKS控制系統(tǒng)設有一個工程師站（服務器），一個FLEX操作員站，一個consle操作員站;其中FLEX站與C200控制器保持控制同步，歷史數據來源于工程師站;consle操作員站通過容錯的FTE工業(yè)以太網與工程師站連接完成過程控制功能，歷史數據依然來自工程師站。工程師站、FLEX站通過容錯的FTE工業(yè)以太網與冗余的C200控制器通信，并保持同步，其系統(tǒng)拓撲結構如圖1：

2.2、軟件

HoneyWell PKS軟件基于Windows2000 Server 技術開發(fā)，流程畫面采用HoneyWell HMIWeb技術和Display Build畫圖軟件結合建立生成，過程控制的功能模塊CMs（Control Modules）和順序控制模塊SCMs（Squence Control Modules）則是通過Control Builder組態(tài)生成。

2.3、PKS系統(tǒng)的功能特點

2.3.1、基于Windows2000 Server 的操作系統(tǒng)，具有通用和易維護的特點。

2.3.2、冗余的混合控制器C200和容錯的FTE工業(yè)以太網可保證工業(yè)過程控制的安全。

2.3.3、工藝流程圖生成和組態(tài)簡便，可采用VBScript腳本來作為流程圖畫面的腳本程序。

2.3.4、面向對象的圖形化、模塊化的組態(tài)工具Control Builder易學易懂，控制組態(tài)方便快捷。

2.3.5、實時數據庫、歷史數據庫采用真正的操作員站/服務器結構，由服務器為操作員站提供所需的實時數據、歷史數據，具有較強的數據處理功能和能力。

2.3.6、歷史趨勢組態(tài)簡單，使用方便、靈活，操作員可根據需要自行對多個參數組進行歷史趨勢組態(tài)。

3、Honeywell PKS控制系統(tǒng)在KAAP-15M4型制氧機過程控制中的應用。

3.1、歷史趨勢查詢功能在KAAP-15M4型空分生產過程中的應用

空分生產是一個連續(xù)的生產過程，空分工況狀態(tài)趨勢及劣化傾向的超前判斷至關重要。Honeywell PKS控制系統(tǒng)提供的歷史數據庫功能和歷史趨勢查詢功能，可以幫助空分操作人員準確地分析判斷出空分工況趨勢，并參照相關參數的歷史趨勢曲線及時地對工況進行調整，以趨達到最佳工況。

3.2、PKS控制系統(tǒng)中首觸功能的應用

為了有效保護制氧機組穩(wěn)定運行和機組本身的安全，壓縮機組設置了連鎖保護程序，機組某一個運行參數偏離了規(guī)定工藝值達到一定程度時，機組聯(lián)鎖停機。有些參數因信號干擾數值瞬間達到停機值或接觸不良造成的停機，這些時有時無的停機原因是很難查找的，PKS控制系統(tǒng)中首觸功能塊的功能就是要找出第一個停機參數的，本功能塊組態(tài)簡單，實際應用靈活可靠。

3.3、工藝流程畫面

利用工藝流程畫面生成軟件Display Builder 和腳本運行程序VBScript生成的流程畫面，采用了新一代Honeywell HMIWeb技術，使用HTML格式作為用戶顯示畫面格式，操作員可通過安全的操作員站環(huán)境來操控過程顯示畫面，其人機界面友好、易操作、簡潔實用。

3.4、在單回路控制調節(jié)中的應用

KAAP-15M4型制氧機系統(tǒng)中有相當多的PID調節(jié)回路，一個調節(jié)效果好的調節(jié)控制，不僅僅是執(zhí)行機構好就能達到調節(jié)效果的，PID的算法和參數的選取也是相當關鍵的。PKS Control Builder 具有先進的PID算法庫為技術支持，其PID參數的選取較容易、工作性能都要好一些（系統(tǒng)響應速度快，靜差小，不易超調）。

3.5、PKS控制系統(tǒng)斷線保護功能的應用

在DCS控制系統(tǒng)中，經常會出現(xiàn)信號線斷線或接觸不良的假信號，通常的做法是在軟件控制組態(tài)中采取延時的辦法來解決，PKS控制系統(tǒng)解決的辦法是在硬件，它每種類型卡件的FTA對每個輸入信號都做了硬件斷線保護，從源頭就把信號線斷線或接觸不良的假信號給切除了，保證了機組的溫度運行。

3.6、PKS控制系統(tǒng)OPC協(xié)議的應用

PKS控制系統(tǒng)提供了更加開放的OPC協(xié)議，使得數據共享變得更簡單。有了開放的OPC協(xié)議，工廠管理網絡可以和PKS系統(tǒng)FTE以太網輕松連接，查看和制作各種數據報表，甚至瀏覽實時流程畫面。

4、總結

綜上所述，Honeywell PKS控制系統(tǒng)在工藝流程落后、自動化程度較低的KAAP-15M4型制氧機中的成功應用，它給我們的結果不盡是應用的本身，更重要的是啟發(fā)我們要不斷學習新技術、運用新技術，只有這樣，工作才有創(chuàng)新，企業(yè)才有大發(fā)展。

作者簡介：趙珉（1972—），男，大專，自動控制工程師，研究方向自動控制。周昆寧（1983—），男，本科，機械工程師，研究方向：機械研究。