基于羅克韋爾PlantPAx自動化系統設計方案的研究

摘要：常減壓裝置是煉油企業原油加工的第一道工序，決定煉化企業產能和能耗的重要裝置。每個石化企業的資金投入、技術力量、設備型號、生產工藝的差異，在不影響生產的基礎上對原裝置進行全局優化，沒有一個通用的最優方案來一步就能解決這個問題。

羅克韋爾PlantPAx虛擬技術，基于企業的實際生產情況，建立過程自動化系統，從系統構架、系統元件、系統應用、基礎架構、現場設備集成和批次管理與控制等方面進行優化，最終設計解決方案，為企業節能降耗提供科學依據。

關鍵詞：常減壓裝置;節能降耗;PlantPAx;優化

中圖分類號：TP242?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）12-0020-01

常減壓蒸餾裝置的優化對煉廠的能耗影響很大，可以從裝置內部和裝置之間兩個方面進行優化節能。羅克韋爾PlantPAx虛擬技術，建立過程自動化系統，從系統構架系統元件、系統應用、基礎架構、現場設備集成和批次管理與控制等方面進行優化，最終設計解決方案。

1 系統構架

PlantPAx過程自動化系統由一系列符合羅克韋爾自動化標的產品按照一定原則進行配置組成，使其過程自動化系統最優化。自動化系統所具有的可伸縮性和可擴展性體現在其高速離散的應用中，這些都是架構產品基于PlantPAx實現的。

基于生產實際情況，采用適用于全廠操作的分布式系統架構。分布式系統是一個多服務器、多客戶端的配置，用來支持各種大型過程應用。分布級架構通過增加應用服務器，每個生產裝置作為a獨立過程區域，將多個區域互連到一個系統中，實現對集中級架構的擴展。分布式系統可以擴展到四個控制區域。每個區域可容納5個工程師工作站，每個過程控制可留置8個操作員工作站，滿足系統設計需求。

2 系統元件

PlantPAx 系統元件是指組成 PlantPAx 系統的各個服務器、客戶端和控制器。本系統元件包括過程控制自動化系統服務器 （PASS）、過程控制自動化系統服 、務器 （PASS）、操作員工作站 （OWS）、過程控制器和應用服務器。這些構件是系統架構的基礎。

過程控制自動化系統服務器 （PASS）需要一個過程控制自動化系統服務器，并包括：FactoryTalk Directory 服務器、HMI服務器和數據服務器。工程師工作站只需要5個，操作員工作站用于過程控制自動化系統服務器的8個遠程客戶端，6個ControlLogix 控制器，每組控制器（六個）需要一個AppServ-Batch。

3 系統應用

控制器用來過程控制，使用 RSLogix 5000 軟件。為了使 PlantPAx 系統建議和量化工具正常工作，應當將在 RSLogix5000 軟件中默認創建的連續任務刪除或改為周期性任務。

3.1優先級設置。生產實際中系統多為一組單個或多個程序提供調度和優先級信息。創建多個周期性任務，考慮掃描率這個因數進行優先級設置，就能使越快的任務優先級高，設置中對任務數量進行限制，避免發生多個任務處于同一優先級。

3.2通信 。通信狀態由數據和邏輯存儲器的容量決定，為保證控制器能夠正常、快速的處理數據，CPU運行時利用率低于75%，保留一半的可用數據和邏輯存儲器用于通信。

4 基礎架構

PlantPAx系統基礎架構在基于現有商用技術的 IT 基礎架構的基礎上構建而成，可實現系統元件間的無縫集成以及與更高級業務系統的無縫集成。將 PlantPAx 服務器和工作站作為 Windows 域的成員。同時工作站和服務器數量不超過 10 臺的系統支持工作組。

以太網為工作站、服務器和控制器的監管級網絡提供通信主干。將所有通信接口配置為在10/100 網絡適配器的100MB全雙工（ 不使用自動協商 ）模式下運行。禁用負責將工作站連接到網絡上其它設備的網絡接口卡 （NIC） 的節能模式。在一個工作站上安裝并設置多個 DCOM 協議，為了確保DCOM通信正常進行，需要移除 TCP/IP之外的所有協議。

5 現場設備集成

現代化現場設備 （如驅動器和流量變送器 ）通常都基于微處理器。這些智能設備可提供用于調試、維護、故障處理以及（ 最重要的一點 ）控制的數字量數據。

智能現場設備使用雙向數字協議進行通信。PlantPAx 系統上的常用現場設備通信選項包括 EtherNet/IP、 DeviceNet、 ControlNet、基金會現場總線、 PROFIBUS PA 網絡或通過使用 HART。

組態現場設備時可以使用的選項有很多，包括：現場設備供應商工具、直接位于現場設備上的接口、選定現場設備網絡或協議所需的手持設備和使用 FactoryTalk AssetCentre 實現的企業級解決方案。

6 批次管理與控制

PlantPAx 批次管理與控制包括兩個用于可擴展解決方案的選項：一是基于控制器的單個單元或多個獨立單元解決方案 （LBSM）;另一個為用于綜合批次解決方案的 AppServ-Batch （FactoryTalk Batch）。在此設計方案的“Logix 批次控制和順序管理器 ”（LBSM） 是基于控制器的解決方案，由應用于 Logix5000 和 FactoryTalk View 軟件上的控制器代碼和可視化元件組成。

綜上，基于PlantPAx在自動化系統設計的方案形成，依據方案對裝置進行選型，建立控制系統，實現常減壓生產裝置的最優自動化，進而降耗節能。

參考文獻：

[1] PlantPAx 過程自動化系統參考手冊系統版本2.0

[2]高建，基于PlantPax平臺的Lyocell短纖維生產工藝自動控制系統的開發，人造纖維，2019年01期.

作者簡介：朱彬（1982— ）男，滿族，遼寧錦州人， 遼寧石化職業技術學院自動化系教師，職稱：講師，主要研究方向是智能控制。