SUPCON集散控制系統(tǒng)在化工裝置中的應(yīng)用

趙世民

摘 要：現(xiàn)國(guó)內(nèi)化工裝置很多采用浙大中控SUPCON集散控制系統(tǒng)，文章主要針對(duì)該控制系統(tǒng)與同類(lèi)型其他控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，闡述該控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制中的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：浙大中控；控制系統(tǒng)；比較；優(yōu)缺點(diǎn)

1 系統(tǒng)硬件

和其他控制系統(tǒng)一樣，浙大中控控制系統(tǒng)硬件也是由電源系統(tǒng)、主控制卡CPU、I/O卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡等組成。

1.1 主控制卡

XP243X主控制卡是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，通過(guò)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)與操作站、工程師站相連。接收工程師站發(fā)出的管理信息，并向操作站傳遞工藝裝置的特性數(shù)據(jù)和采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。它可以自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集、信息處理、控制運(yùn)算等各項(xiàng)功能。

1.2 系統(tǒng)I/O卡件

本控制系統(tǒng)使用的I/O卡件包括：模擬量輸入卡XP313、模擬量輸出卡XP322、數(shù)字量輸入卡XP363、數(shù)字量輸出卡XP362、熱電偶輸入卡XP314及熱電阻輸入卡XP316。其中，該控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)相比，每塊I/O卡件本身都帶有撥碼開(kāi)關(guān)，可以單獨(dú)分組設(shè)定卡件設(shè)置，使用起來(lái)更加靈活、可靠。

1.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP233連接著主控制卡與I/O卡件，一方面驅(qū)動(dòng)SBUS總線，另一方面管理本機(jī)籠的I/O卡件。

2 軟件系統(tǒng)

2.1 組態(tài)工具

該系統(tǒng)采用分類(lèi)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)管理組態(tài)信息，使用戶能清晰把握系統(tǒng)的組態(tài)狀況。圖1為系統(tǒng)組態(tài)總體畫(huà)面，通過(guò)組態(tài)工具，可以對(duì)控制站、操作站及控制小組進(jìn)行具體設(shè)置。與進(jìn)口同類(lèi)型的控制系統(tǒng)相比，組態(tài)畫(huà)面全部采用中文界面，使組態(tài)更加直觀、易懂。而且條理清晰，容易上手。

2.2 系統(tǒng)回路組態(tài)

SUPCON控制系統(tǒng)通過(guò)通道組態(tài)畫(huà)面，可以將現(xiàn)場(chǎng)變送器來(lái)的電流、電壓或阻值信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍诹鞒虉D畫(huà)面上顯示的實(shí)際測(cè)量值畫(huà)面。其中，可以對(duì)量程、報(bào)警值等進(jìn)行設(shè)置。如果測(cè)量氣體介質(zhì)，可以通過(guò)溫度補(bǔ)償、壓力補(bǔ)償來(lái)進(jìn)行溫壓補(bǔ)償設(shè)置。如果測(cè)量流量信號(hào)，可以通過(guò)開(kāi)方選項(xiàng)來(lái)進(jìn)行設(shè)置，還可以進(jìn)行累計(jì)流量設(shè)置。在進(jìn)行一般控制回路的組態(tài)時(shí)，與其他控制系統(tǒng)相比，不需要進(jìn)行功能塊的搭建工作，只需在彈出的組態(tài)畫(huà)面對(duì)話框的設(shè)置欄設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)即可，節(jié)省了很大的工作量，而且避免了功能塊引腳連接錯(cuò)誤的弊端，大大提高了組態(tài)工作的及時(shí)性、準(zhǔn)確性。在化工裝置中，除了簡(jiǎn)單控制回路，還有復(fù)雜控制回路，其中最為典型的就是串級(jí)控制。

2.3 邏輯功能的實(shí)現(xiàn)

在化工裝置中，除了復(fù)雜控制方案外，還有聯(lián)鎖、邏輯、順序控制功能，其中最為典型的順序控制便是裝卸車(chē)管理。浙大中控DCS系統(tǒng)所采用的AdvanTrol Pro軟件，可以開(kāi)發(fā)用戶端特殊需求軟件功能。化工裝置所使用的SCTruck V1.0裝卸車(chē)管理軟件就是其中一例。該SCTruck V1.0裝卸車(chē)管理軟件主要實(shí)現(xiàn)在AdvanTrol Pro 監(jiān)控畫(huà)面下，對(duì)物料的裝卸車(chē)進(jìn)行管理。通過(guò)該軟件自動(dòng)檢測(cè)實(shí)際的裝卸貨量，并且和裝車(chē)車(chē)輛牌號(hào)、來(lái)料單位等進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)，統(tǒng)一保存、顯示、查詢和打印。在SUPCON系統(tǒng)中，SCTruck V1.0裝卸車(chē)管理軟件配合設(shè)計(jì)所提供的裝車(chē)系統(tǒng)順控方案，可完全替代目前市場(chǎng)上使用的批控儀設(shè)備，操作方便，管理罐區(qū)定量裝車(chē)及實(shí)時(shí)票據(jù)打印，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化罐區(qū)管理。其他同類(lèi)型DCS控制系統(tǒng)與之相比，很難實(shí)現(xiàn)上述裝卸車(chē)系統(tǒng)。而且浙大中控系統(tǒng)可以在線監(jiān)測(cè)聯(lián)鎖邏輯圖中的動(dòng)態(tài)變量數(shù)據(jù)，便于問(wèn)題的查找與解決。同時(shí)，對(duì)需要強(qiáng)制的變量，可以在線強(qiáng)制，方便、安全。

3 故障診斷功能

3.1 故障診斷方法

該系統(tǒng)設(shè)有專門(mén)的在故障診斷畫(huà)面，可以清晰地看見(jiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。如果某個(gè)卡件出現(xiàn)故障，那么就會(huì)出現(xiàn)紅色報(bào)警指示。想進(jìn)一步了解具體通道故障，可以雙擊紅色顯示的卡件即可。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，整個(gè)畫(huà)面指示燈應(yīng)該全部為綠色。黃色顯示的狀態(tài)為備用狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的冗余功能。

3.2 操作站故障現(xiàn)象及處理方法（見(jiàn)表1）

4 系統(tǒng)維護(hù)注意事項(xiàng)

在裝置的日常維護(hù)過(guò)程中，由于工藝參數(shù)的調(diào)整，需要對(duì)系統(tǒng)組態(tài)進(jìn)行修改。對(duì)組態(tài)進(jìn)行的任何修改，都應(yīng)將組態(tài)“傳送“到各操作站，以保證操作站的運(yùn)行組態(tài)與主控卡保持一致。在組態(tài)傳送時(shí)，應(yīng)首先注意各個(gè)操作站的監(jiān)控軟件正在運(yùn)行當(dāng)中，為了不至對(duì)操作站的監(jiān)控運(yùn)行造成影響，因此應(yīng)事先提醒被“傳送“組態(tài)的操作站運(yùn)行人員注意。其次被傳送組態(tài)的操作站在組態(tài)傳送期間，應(yīng)提醒操作員暫時(shí)停止畫(huà)面操作，否則可能會(huì)發(fā)生傳送失敗的情況。另外組態(tài)傳送時(shí)，需要注意，務(wù)必使得工程師站以及各操作站的“FTP SERVER“軟件處于運(yùn)行狀態(tài)。不會(huì)對(duì)裝置造成任何波動(dòng)，而且組態(tài)的發(fā)布具有選擇性，不會(huì)影響工藝人員的在線操作。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)產(chǎn)集散控制系統(tǒng)的不斷更新?lián)Q代，系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能也越來(lái)越完善，甚至一些功能已經(jīng)趕超進(jìn)口控制系統(tǒng)，而且在穩(wěn)定性方面也在不斷提高。從性價(jià)比方面綜合考慮，國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)在今后的煉油化工裝置中應(yīng)該占有很大一部分比例。

參考文獻(xiàn)

[1]何衍慶，俞金壽.集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第二版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002（10）：120-125.

[2]陸德民.石油化工自動(dòng)控制設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000（1）：162-297.

[3]王長(zhǎng)力，羅安.集散型控制系統(tǒng)選型與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，1996（11）：126-127.