【 摘 要 】 ： 本文介紹了霍尼韋爾公司混合控制器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及在制漿過程控制中與Experion® PKS系統(tǒng)平臺的一體化集成應(yīng)用，與傳統(tǒng)的繼電器安全保護(hù)系統(tǒng)相比具有可視性、易診斷、易調(diào)試、安全性高等特點(diǎn)，為HC900在其它行業(yè)的應(yīng)用提供了借鑒。
【 abstract】 ：This article describe the Honeywell hybrid controller, including structure, character and the application in pulp process control integrated with Experion® PKS system. Comparison to traditional relay safety protection system, this system possess visible, diagnosable, easy commission, high safety etc. advantages. And this application provides an example for other areas.
【關(guān)鍵詞】 ： HC900 Experion®過程知識系統(tǒng) 混合控制器 PCDI
【Keywords】: HC900 Experion®PKS Hybrid controller 對等控制數(shù)據(jù)接口
1. 概述
新加坡金鷹集團(tuán)旗下的山東亞太森博漿紙有限公司新建項(xiàng)目是目前世界上最大的單線制漿和堿回收工廠，全廠過程控制使用了霍尼韋爾公司的最新一代DCS系統(tǒng)Experion®過程知識系統(tǒng)PKS310，該系統(tǒng)以Experion為平臺，把過程控制及安全系統(tǒng)集成為一個(gè)單一且統(tǒng)一的整體。整套系統(tǒng)大量應(yīng)用了冗余C300 控制器、Profibus、Hart總線及霍尼韋爾公司專利的容錯(cuò)以太網(wǎng)技術(shù)，總的IO數(shù)量雖然眾多，但系統(tǒng)仍然保留了足夠的擴(kuò)展空間，更為獨(dú)特的是根據(jù)不同的控制需求，該系統(tǒng)也集成了霍尼韋爾HC900混合控制器的應(yīng)用，是目前霍尼韋爾過程控制系統(tǒng)在國內(nèi)漿紙行業(yè)最大的項(xiàng)目。
2．HC900混合控制器簡介
霍尼韋爾HC900 混合控制器是一種先進(jìn)的回路及邏輯混合型控制單元，采用模塊化設(shè)計(jì)，滿足各種過程處理設(shè)備對于控制和數(shù)據(jù)管理的需要。這種混合設(shè)計(jì)，為用戶提供了過程控制非常理想的解決方案。同時(shí)，由于采用開放的以太網(wǎng)連接及Modbus TCP 協(xié)議，可采用各種第三方HMI/SCADA 軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入。
本文主要介紹項(xiàng)目中使用的C70R冗余控制器結(jié)構(gòu)。
2.1 HC900硬件結(jié)構(gòu)介紹
2.1.1 C70R 冗余控制器
HC900控制器的CPU包括用于非冗的C30 、C50、C70及用于冗余的C70R。
完全冗余HC900 控制器由兩個(gè)互為主從的C70R 控制器模塊、可由兩路獨(dú)立供電的雙電源模塊、冗余控制器切換模塊、不帶本地I/O的單獨(dú)機(jī)架組成，通過冗余控制器切換模塊（RSM）上的一個(gè)鑰匙開關(guān)也可以手動(dòng)改變主從C70R 控制器的運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)和工作模式的切換。
HC900混合控制器提供開放的以太網(wǎng)通訊，可以通過PKS的SCADA與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫連接到一起。C70R提供冗余以太網(wǎng)端口，與C300控制器點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)時(shí)通訊及遠(yuǎn)程IO實(shí)時(shí)通訊。C70R模塊使用雙重掃描模式，用于處理快速數(shù)字掃描和常規(guī)模擬輸入掃描，在常規(guī)掃描期間執(zhí)行的功能模塊與模擬輸入測量同步，最高刷新速率為500ms。非冗余控制器，快速掃描功能模塊的最高更新速率為27ms。對冗余于控制器，最高更新速率為53ms。
HC900 C70R 控制器模塊使用閃存卡保存組態(tài)程序，用電池后備RAM存儲器來存儲動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以便在電源中斷的情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全恢復(fù)。
在HC900 控制器上電以后，第一個(gè)可用的C70R 控制器模塊便為主控制器，主控制器實(shí)時(shí)地刷新后備控制器，一旦出現(xiàn)故障事件，能確?？刂仆剿栊畔⒁恢?。
主控制器在過以下情況下轉(zhuǎn)變?yōu)楹髠鋸目刂破鳎?br />
主控制器發(fā)生故障
手動(dòng)切換位于RSM冗余切換模塊上的鑰匙開關(guān)
主機(jī)通訊發(fā)來的指令
C70R CPU 主機(jī)通訊采用冗余網(wǎng)絡(luò)。主控制器上的所有網(wǎng)絡(luò)端口都保持激活。從控制器 上的網(wǎng)絡(luò)端口不可用于外部通訊，Honeywell 的OPC 服務(wù)器軟件可用于支持冗余以太網(wǎng)通訊和自動(dòng)傳輸通訊。
● RS232通訊口，完成組態(tài)軟件上傳或下傳，Modbus/RTU 協(xié)議
● RS422通訊口，可用于與就地操作面板連接，Modbus/RTU 協(xié)議
● RS485通訊口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊，Modbus/RTU 協(xié)議
● 以太網(wǎng)通訊口，可同時(shí)支持10臺上位機(jī)遠(yuǎn)程通訊，Modbus/TCP協(xié)議
C70R控制器通過100Base-T通訊網(wǎng)絡(luò)與其PC機(jī)接口進(jìn)行通訊、使用的是Modbus/TCP 協(xié)議（一種開放的接口協(xié)議，可用于多數(shù)流行的HMI 軟件包）。C70R 最多可以同時(shí)支持10個(gè)主連接，主機(jī)可以通過以太網(wǎng)進(jìn)行控制監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集。
2.1.2 I/O 模塊
HC900 控制器支持將I/O 模塊從卡槽上直接插拔，而無需掉電?？迦牒螅刂破鲿?huì)自動(dòng)識別是否有效并進(jìn)行自動(dòng)組態(tài)。
控制器通過100 Base-T 以太網(wǎng)物理通訊鏈路可與5 個(gè)I/O 機(jī)架進(jìn)行通訊。當(dāng)系統(tǒng)使用一個(gè)以上的I/O 機(jī)架時(shí)，則需要集線器，擴(kuò)展模塊的兩個(gè)擴(kuò)展通訊口分別連接一個(gè)集線器，通過使用兩個(gè)以太網(wǎng)集線器，連接距離最長可達(dá)300米。
HC900 遠(yuǎn)程I/O 通過遠(yuǎn)程I/O 擴(kuò)展模塊與主CPU 模塊通訊并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
I/O模件為插卡式安裝，支持熱插拔
HC900的IO模件種類齊全，可適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，本項(xiàng)目中使用了：
AI模件（16個(gè)通道/卡）可以接收各種型號的模擬輸入，只需在組態(tài)時(shí)選擇輸入型號類型即可
DI模件（16個(gè)通道/卡）可以接收無源接點(diǎn)輸入
DO模件（16個(gè)通道/卡）可以輸出無源接點(diǎn)或24VDC／220VAC輸出
2.2 HC900控制器組態(tài)軟件
HC Designer混合控制設(shè)計(jì)軟件是基于Windows專用于HC900控制的控制策略組態(tài)工具，可以通過以太網(wǎng)、串行端口或調(diào)制解調(diào)器連接組態(tài)。與帶有雙以太網(wǎng)功能的C70R CPU一起使用，HC Designer混合控制設(shè)計(jì)軟件支持對兩個(gè)通訊端口的驗(yàn)證，可以與任一端口連接使用。這種控制器提供了先進(jìn)的監(jiān)控功能用與調(diào)試，允許通過軟件改變運(yùn)行模式設(shè)置，上載完整的、帶注釋的、圖形化的控制器組態(tài)，以及提供一組增強(qiáng)型文件報(bào)表。
2.2.1功能特點(diǎn)
● 圖形化的拖拽和軟件接線組態(tài)方式
● 支持運(yùn)行模式下的在線編輯和下裝功能
● 圖形化的拖曳和軟接線組態(tài)方式
● 支持Run 運(yùn)行模式下的在線編輯和下裝功能圖形化功能模塊組態(tài)
● 允許使用“工作表”進(jìn)行圖形化組態(tài)分區(qū)，可多達(dá)800多組態(tài)頁
● 多種在線監(jiān)控功能: 用戶定義和預(yù)定義的監(jiān)視窗、功能模塊端腳值、同時(shí)打開多個(gè)功能模塊、對源信號的回溯
● 5種縮放級別，用于細(xì)節(jié)查看
● 用于分析控制器、I/O，網(wǎng)絡(luò)主機(jī)和控制器對等連接的在線診斷窗口
● 支持以太網(wǎng)、RS485、RS-232直接和RS-232調(diào)制解調(diào)器的通訊方式來訪問HC900控制器
2.2.2軟件組態(tài)界面如下：
2.2.3數(shù)字量操作
可以在線實(shí)時(shí)地監(jiān)視過程數(shù)據(jù)及邏輯運(yùn)算狀態(tài)，方便地診斷現(xiàn)場故障。
在單一顯示畫面上可以有多個(gè)工作表的多功能模塊監(jiān)視器訪問，大多數(shù)內(nèi)部參數(shù)可用于讀/寫，同時(shí)模塊輸出也可以被強(qiáng)制，包括 I/O 和邏輯模塊；邏輯狀態(tài)在線指示，綠色的實(shí)線表示“開（ON）”狀態(tài)，紅色的點(diǎn)劃線表示“關(guān)（OFF）”狀態(tài)。 &n
