關鍵詞：主控制卡 數(shù)據(jù)轉發(fā)卡 系統(tǒng)配置 軟件組態(tài) 組態(tài)下載
一 引言
燕山石化公司合成橡膠凝聚裝置的儀表控制系統(tǒng)原由常規(guī)儀表構成，且全是其他裝置更換下來的舊表，故障率較高。為了提高自動化水平，增強儀表控制系統(tǒng)的可靠性，我們對其進行了改造，淘汰了控制室內的所有常規(guī)儀表，改用DCS。
浙大中控公司的SUPCON JX-300X DCS充分利用了最新信號處理技術、高速網絡通信技術、可靠成熟的先進控制算法，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入輸出運算、過程控制和PLC聯(lián)鎖邏輯控制功能，獲得了廣泛的應用，特別是其性能價格比優(yōu)于同等規(guī)模的常規(guī)儀表系統(tǒng)，成了我們儀表改造首選的產品。
二 工藝流程簡介
凝聚裝置采用水蒸氣蒸餾、濕法脫氣的原理，脫去膠液中的溶劑油。現(xiàn)有兩條生產線，每條線包括膠罐系統(tǒng)、凝聚釜系統(tǒng)、尾氣回收系統(tǒng)。每條生產線有4個膠罐，根據(jù)膠液熔融指數(shù)的不同，不同膠罐中的膠液按相應的比例混配，保證膠液熔融指數(shù)合格。合格的膠液送至凝聚釜，根據(jù)水蒸氣蒸餾、濕法脫氣的原理，采用等壓不等溫的雙釜水析凝聚技術，把溶劑油和膠分離。凝聚釜分離出來的溶劑油尾氣由尾氣回收系統(tǒng)回收再利用。
三 DCS配置
JX-300X DCS由一個多功能站、一個操作站、一個控制站和過程控制網絡組成，系統(tǒng)結構如圖1。
多功能站既可作操作站使用也可作工程師站使用。工程師站內裝有相應的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護工具。操作站是操作人員完成生產過程監(jiān)控管理任務的平臺。
多功能站和操作站的硬件組成是完全一樣的，包括工控PC機、CRT、鼠標、鍵盤、網卡、專用操作員鍵盤、操作臺等。
控制站完成整個工業(yè)過程的實時監(jiān)控功能，由主控制卡、數(shù)據(jù)轉發(fā)卡、I/O卡件、供電單元等組成。控制站的各種卡件均可冗余配置，為了增加系統(tǒng)的可靠性，我們對控制站的主控制卡、數(shù)據(jù)轉發(fā)卡進行了冗余配置，控制回路的I/O卡件也采用冗余配置。表1列出了控制站的硬件，表2為系統(tǒng)的I/O信號及卡件配備表。
四 特殊功能的實現(xiàn)
1. 膠液流量的控制
膠液自膠罐經膠液泵輸送到1號凝聚釜，其帶控制點流程如圖2。
根據(jù)工藝情況和生產量的大小，有時運行一臺膠液泵(A泵或B泵)；有時運行兩臺泵(A泵和B泵)；有時兩臺泵都不運行，而使用另一條生產線的膠液泵。
這種控制方案用DCS提供的常規(guī)控制方案無法實現(xiàn)，為此，使用圖3所示的自定義控制方案。
圖3中，AI為DCS的模擬輸入點，AO1、AO2為DCS的模擬輸出點，F(xiàn)IC為自定義回路，其算法由SCX編程語言提供的PID算法函數(shù)實現(xiàn)，SELA、SELB為兩個一字節(jié)自定義變量，當SELA、SELB的值為ON時，相對應的AO1、AO2和FIC接通，相對應的變頻調速泵就受流量控制。當SELA、SELB的值均為OFF時，默認A泵受控制，這是因為如果AO1和AO2都不和FIC接通，F(xiàn)IC就不會從AI中讀取數(shù)據(jù)，在這種情況下，當使用另一條生產線的膠液泵時，膠液流量就不隨實際流量變化。
要實現(xiàn)這個控制方案，首先要定義兩個一字節(jié)自定義變量，輸入SCX語言程序并編譯，然后在自定義回路中用程序中所用的回路號登錄并設置相應參數(shù)。為了方便操作，在流程圖上建兩個按鈕，分別和自定義變量SELA、SELB聯(lián)系，運行時，在流程圖上點擊相應按鈕，就可對SELA或SELB置值，從而選擇哪個泵用來調節(jié)流量。
2. 膠罐容積的顯示
在工藝操作中，為了便于生產調度，操作人員記錄的是膠罐容積而不是液位百分數(shù)。原來操作人員都是根據(jù)儀表的百分讀數(shù)查對照表來換算膠罐容積，DCS提供的折線函數(shù)十分容易地解決了這個問題。JX-300X DCS有兩種折線運算方法。一種是首先在自定義折線函數(shù)中定義自定義折線函數(shù)，然后在模擬輸入點設置組態(tài)時選中所需的自定義函數(shù)即可；另一種方法是利用SCX編程語言提供的折線運算功能實現(xiàn)。前一種方法只能提供折線運算后的數(shù)據(jù)，而不能提供原始數(shù)據(jù)(液位百分數(shù))，不利于和現(xiàn)場變送器對照，因此采用SCX編程語言實現(xiàn)膠罐容積的顯示。為此，要建一個自定義兩字節(jié)變量顯示膠罐容積，用模擬輸入點顯示液位百分數(shù)，兩者用SCX編程語言的折線運算功能進行轉換。
需要指出的是，JX-300X DCS的各種運算都是對量程的百分數(shù)進行計算的。如液位80%，算法為0.8而不是80，工業(yè)量程的轉換由點本身來實現(xiàn)。
五 使用中的體會
1. 控制站配置
(1)JX-300X DCS的每個過程控制網最多可掛15個控制站，每個控制站的主控制卡可以冗余配置也可以不冗余配置，地址范圍是2～31。冗余配置時，兩塊主控制卡的地址應遵循“I和I+1連續(xù)，且I必須為偶數(shù)，2≤I<31”的原則，且地址不能重復；不冗余配置時，主控制卡的地址為I，I為偶數(shù)，2≤I<31，地址I+1必須保留，不能用作其他主控制卡的地址。
(2)每個控制站最多有8個機籠(8個邏輯數(shù)據(jù)轉發(fā)卡)。數(shù)據(jù)轉發(fā)卡可以冗余配置也可以不冗余配置，地址范圍是0～15。冗余配置時，兩塊數(shù)據(jù)轉發(fā)卡的地址應遵循“I和I+1連續(xù)，且I必須為偶數(shù)，0≤I<15”的原則，且地址不能重復；不冗余配置時，數(shù)據(jù)轉發(fā)卡可插在兩個槽位中的任何一個，地址為I，I為偶數(shù)，0≤I<15，地址I+1必須保留，不能用作其他數(shù)據(jù)轉發(fā)卡的地址。
(3)每個機籠有16個I/O卡件插槽，地址為0～15。當I/O卡件冗余配置時，互為冗余的兩塊卡件必須插在I和I+1槽位，I為偶數(shù)，0≤I<15。
(4)電流信號輸入卡SP313每個回路既可向外供電也可不向外供電。在I/O卡件配置時，應盡量使同一塊卡件的所有回路要么全向外供電，要么全不向外供電，同時應盡量把向外供電的卡件分配到不同的機籠中。
2. 組態(tài)
SUPCON JX-300X DCS的組態(tài)包括主機設置、控制站組態(tài)、操作站組態(tài)，三者必須按順序完成。
主機設置是對系統(tǒng)各主控制卡、操作站、工程師站在系統(tǒng)中的位置進行組態(tài)，也就是每個站在過程控制網絡上的地址、每個控制站的運算周期、是否冗余等的組態(tài)。
控制站組態(tài)是指對控制站硬件和控制方案的組態(tài)，圖4為控制站組態(tài)流程。
在進行控制站組態(tài)時，要注意以下事項：
(1)首先進行I/O組態(tài)，包括數(shù)據(jù)轉發(fā)卡、I/O卡件、信號點、信號點參數(shù)設置的組態(tài)，組態(tài)時要按圖中箭頭所示順序進行；
(2)在進行自定義控制方案組態(tài)時，最好先完成I/O組態(tài)、自定義變量定義，然后在SCKey組態(tài)軟件中啟動SCX編程語言編程(不要單獨啟動SCX編程語言)，這樣SCX編程語言能直接引用已經組態(tài)的信號點位號，減少輸入和編譯錯誤；
(3)自定義控制方案程序編譯通過后，必須在自定義回路中登錄，登錄的自定義回路號要和程序中的引用號相同；
(4)各種卡件的組態(tài)地址要和硬件地址相同；
(5)在進行熱電阻信號點參數(shù)設置組態(tài)時，必須指明量程范圍；
(6)在進行信號點參數(shù)設置組態(tài)時，信號點的報警使能狀態(tài)要組為使能(也就是選中報警)狀態(tài)，這樣，在監(jiān)控軟件運行時，既可使該點有報警，也可禁止該點報警，否則在運行時就不能使該點具有報警功能，如要更改，必須重新組態(tài)、編譯、下載；
(7)在進行信號點參數(shù)設置組態(tài)時，報警值要根據(jù)工藝要求組態(tài)，如留到監(jiān)控軟件運行時更改，當重新下載軟件時，報警值就會變?yōu)樵M態(tài)值，影響安全運行；
(8)報警級別并不是各種報警的優(yōu)先權，而是為了方便不同的操作小組查看相應級別的報警。
操作站組態(tài)是面向操作人員的計算機操作平臺的定義，主要包括操作小組設置、標準畫面組態(tài)(總貌畫面、趨勢曲線、控制分組、數(shù)據(jù)一覽)、流程圖、報表、自定義鍵、語音報警等6部分。操作站組態(tài)要注意以下事項：
(1)在進行操作站組態(tài)時，必須先進行操作小組設置，一個系統(tǒng)最多可組16個操作小組，每個操作小組可有不同的操作畫面；
(2)流程圖組態(tài)軟件、報表制作軟件最好在組態(tài)軟件SCKey下啟動；
(3)在繪制流程圖時，動態(tài)對象(數(shù)值、圖形)可以和非動態(tài)對象、其他動態(tài)對象重疊，當動態(tài)對象和非動態(tài)對象重疊時，動態(tài)對象要置于圖形的最上層，一個動態(tài)對象不能和其他任何對象組合成組合對象，否則監(jiān)控軟件運行時沒有動態(tài)效果，動態(tài)對象不能進行剪切、粘貼，但可以在同一張流程圖上復制；
(4)趨勢(歷史)數(shù)據(jù)在操作站計算機硬盤上記錄的時間由趨勢畫面組態(tài)的存儲點數(shù)和存儲間隔決定。每張趨勢畫面的存儲點數(shù)可在1920～2592000間選擇，存儲間隔可在1～3600s間任選，存儲點數(shù)乘以存儲間隔就是趨勢數(shù)據(jù)記錄的時間(s)，如一張趨勢畫面組態(tài)的存儲點數(shù)為1920點，存儲間隔為1s，則可記錄1920s(32min)的趨勢數(shù)據(jù)，如存儲間隔改為60s，則可記錄1920min(32h)的趨勢數(shù)據(jù)；
(5)每張趨勢畫面顯示的最大時間范圍為960乘以存儲間隔，如存儲間隔為1s，則最大顯示時間為960s(16min)；如存儲間隔為60s，則最大顯示時間為960min(16h)；
(6)在趨勢畫面組態(tài)時，如組態(tài)的存儲間隔較長，觀察到的趨勢可能會和實際不一樣，特別是對變化較快的參數(shù)，因此對同一組參數(shù)，建議組兩張趨勢畫面，一張時間間隔為1s，一張時間間隔為60s，前者比較真實地反映參數(shù)的變化情況，后者便于觀察操作是否平穩(wěn)，便于生產管理；
(7)趨勢畫面中不能包含模擬輸出點，如想查看模擬輸出點的趨勢，可用參數(shù)：控制回路位號.MV。注意：模擬輸出點也不能操作，要想操作，必須建一個控制回路和其相連。
3. 組態(tài)下載
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