CX1000/CX2000控制測量站在化工生產(chǎn)過程中的應用

田 華

（天津渤天化工有限責任公司，天津 300480）

計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，以計算機、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)展和應用。從20世紀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)場總線技術(shù)，經(jīng)歷過若干個階段的不斷發(fā)展，自動控制儀表和技術(shù)日臻完善。

目前在國內(nèi)占主導地位的是 DCS（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）控制系統(tǒng)，其應用廣泛，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。然而，傳統(tǒng)的常規(guī)儀表控制方式又存在儀表密布羅列、維護量大，在操作和監(jiān)視方面都很不方便，存儲和擴展功能差，難于實現(xiàn)復雜控制等等諸多弊端。另外，對于規(guī)模不小，需自動控制的控制點較少而需單純顯示的控制點很多；無順序控制和復雜控制系統(tǒng)，選用DCS或現(xiàn)場總線明顯不太合適。例如，單極式離子膜電解工藝中電解部分的測控需求，其單純測量顯示的控制點非常多，而控制回路極少，非常適合使用控制測量站實現(xiàn)測控目的。

為了解決這一矛盾，選擇控制測量站成為一種最優(yōu)的方式。事實上，控制測量站就是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 控制測量站的特點

（1）集記錄、控制、網(wǎng)絡功能于一體；

（2）對生產(chǎn)過程進行實時的監(jiān)視和歷史狀況的存貯；

（3）既具有內(nèi)部PID控制回路，又可使用擴展控制器進行擴展控制；

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

（5）系統(tǒng)構(gòu)成簡單、成本低。

2 CX1000/CX2000控制測量站的構(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)絡設備；

（3）外部存儲媒體；

（4）附件（分流電阻、閃存卡及轉(zhuǎn)換器等）。

其軟件包括：

（1）DAQSTATION：標準軟件， 用于 CX1000/CX2000的設定、數(shù)據(jù)顯示打印、文件連接顯示、程序模式設定，方便的使用其網(wǎng)絡功能；

（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：多通道實時數(shù)據(jù)采集軟件。

將CX1000/CX2000的硬件進行系統(tǒng)地連接，并使用適當?shù)膽密浖?，就能方便的?gòu)成不同的測量控制系統(tǒng)。

3 CX1000/CX2000控制測量站的功能及應用

CX1000/CX2000控制測量站實際上是把現(xiàn)代的智能型多功能記錄儀的使用進一步擴展，集記錄、控制、網(wǎng)絡功能于一體，具備"開箱即用"的特性，可對生產(chǎn)過程的實時狀況，歷史狀況進行監(jiān)視。

3.1 監(jiān)視畫面

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

3.2 控制功能

CX系列測量控制站能靈活的實現(xiàn)多種控制功能：

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

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

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

可選的程序控制功能：可實現(xiàn)多個回路分別動作、多個回路同時運行、程序運行和定值運行的混合等形式，程序的運行狀況一目了然、同時顯示程序的運行和事件，在運行中目標設定值（TSP）可以很容易變更，等待功能可以靈活的響應處理過程變化。

3.3 輸入變量

最多可達26點輸入信號 （6點用于控制，20點用于測量），測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 存儲記錄系統(tǒng)

DAQSTATION系列遠遠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?？纱鎯?shù)據(jù)包括采樣數(shù)據(jù)、時序運算數(shù)據(jù)、報表、報警和事件一覽、設定數(shù)據(jù)、控制模式報警等。

此外，外部存儲媒體采用3.5寸軟盤、閃存卡、Zip盤等介質(zhì)，實現(xiàn)長時間多種數(shù)據(jù)的存儲，并有手動和自動2種存儲方式；內(nèi)存采用閃存存儲器，無需備用電池。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)絡通信功能

（1）WEB 監(jiān)視

在WEB瀏覽器（IE等）可顯示CX畫面，能夠改變CX的畫面顯示狀態(tài)和輸入信息，可以輕而易舉的實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

（2）E-mail功能

可將報警發(fā)生、停電后恢復時間、存儲器滿、定時瞬時值、報表等信息用E-mail發(fā)送出去，且收信人可為多個。

（3）FTP 功能

可對CX的數(shù)據(jù)文件進行傳送。使用FTP客戶端功能，將存儲在CX1000/CX2000內(nèi)部存儲器的數(shù)據(jù)文件定期的傳送給文件服務器。另外，由于可以連接主/從這2臺服務器，一旦主服務器發(fā)生故障，文件會自動向從服務器傳送?？蛻舳擞嬎銠C可以下載存儲器中所存儲的所有數(shù)據(jù)。

3.6 通信

（1）與溫度調(diào)節(jié)計通信

可與溫度調(diào)節(jié)計通信，即將DAQSTATION CX作為控制終端，將分散的溫度調(diào)節(jié)計集中起來進行監(jiān)視和操作，通過友好的顯示界面設定執(zhí)行參數(shù)。

（2）Modbus通信

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

（3）PLC 通信

PLC可讀入CX的控制、測量數(shù)據(jù)，也可對CX發(fā)出動作指令，如通信寄存器數(shù)據(jù)、存儲器開始/停止、報警值設定、回路參數(shù)、模式切換等數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

CX1000/CX2000控制測量站充分利用了現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)，性能優(yōu)越、使用方便、系統(tǒng)構(gòu)建簡單、成本低廉、功能完善、擴展靈活。對較小型的化工生產(chǎn)過程，特別是控制簡單、控制回路少、顯示回路多的生產(chǎn)過程來說，是一種良好的選擇。

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