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北极星电力网技术频道 作者:朱月志 姚小虎 周汝俊 王德辉 2009/5/18 15:54:48
摘 要：介绍了JX-300X DCS系统在重钢焦化厂脱硫氰中的应用，重点介绍了系统结构、硬件、软件组态、监控等。
关键词：脱硫脱氰DCS控制
1系统硬件及结构
1.1网络结构
该系统采用三层通信网络结构，如图1所示。
第一层为信息管理网，采用符合TCP/IP协议的以太网，连接了有关其它控制现场的网桥以及我厂内部的各类管理计算机，用于厂级的信息传送和管理，可以实现远程数据实时查看、管理。
第二层为过程控制网(为Scnet网)，采用了双高速冗余工业以太网ScnetⅡ作为其过程控制网络，连接操作站、工程师站与控制站等，传输各种实时信息，在我厂硬件采用了两台Hub集线器。
第三层为控制站内部网络(为SBUS)，采用主控制卡指挥式令牌网络，存储转发通信协议，是控制站各卡件间进行信息交换的通道。
1.2控制站FCS结构
控制站是系统中直接与现场打交道的I/O单元，完成整个工业过程的实时监控功能。通过在工程师站进行软件设置和硬件的不同配置可构成不同功能的控制结构。
控制站主要由机柜、机笼、供电单元和各类卡件组成。其核心是主控制卡。我厂脱硫脱氰DCS控制站结构如图2所示。
最上部为控制站的供电单元，接下来依次是0#～10#机笼，最下部为Hub集线器。
每个机笼内部有20个槽位，用于插接各类卡件，每个槽位的具体分工如图3所示。
即每个机笼最多可配插16块I/O块，其地址依次为0#～15#。如无主控制卡则用空卡插入。在各机笼后面有SBUS-S2总线连接，进行相互间通讯。
2软件组态
根据脱硫脱氰工艺设计需求，统计各现场检测点，控制回路数和输出控制点，共有温度类57点，压力流量类47点，液位10点，控制回路12个，控制输出12点，开关量输入25点，开关量输出3点。分别对这些标上位号，以方便组态时使用。
软件组态采用浙大中控JX-300X系统的组态软件Sckey进行。在工程师站上进入Sckey组态后，分别进行I/O组态、控制回路组态、流程图绘制、流程图各检测点数据显示、SCX语言编制，自定义字节编制、历史曲线组态等。共有14幅流程图，25幅历史曲线，包括了所有的工艺检测及历史曲线。本系统大部分都是常规的检测仪表，如Pt100热电阻、4～20mADC信号输入/输出、开关量输入/输出，控制回路是简单的单回路控制系统，系统组态容易实现。特殊的有：电捕后煤气含氧量和电捕温度带有连锁，对这些带联锁的点，我们在板卡上实行冗余，以提高可靠性。
对电捕后煤气含氧量和电捕温度的联锁组态，通过进行图形编程来实现。工艺要求当电捕后煤气含氧量过高(2%)时必须停电捕，以保证电捕安全运行，当电捕温度过低(＜
在组态完毕之后，进行编译，编译正确后分别传送到各操作站，系统投入运行即可监控现场各类数据。
3实时监控
进入实时监控后，即可进行现场各种检测数据的实时查看、报警查看、历史曲线查看等。
系统登录后设置有各种操作权限，由低到高依次有：观察员、操作员、工程师、系统管理员。只有在登录到操作员级别以上才能进行调节回路的控制、手动/自动的切换等。
在实时监控画面中包括有几大部分，分别是：系统总貌、控制分组、调整画面、趋势图、流程图、数据一览。这些与系统软件组态内容相对应。随系统登录级别的不同而有相应的操作权限，在鼠标指向某一项菜单时都会有相应的中文提示，因此操作简单、方便、直观。
4系统特点
(1) 可靠性高
控制站通过SBUS网络构成了一种更分散的控制结构，提高了系统的可靠性，而且每一块卡件均带有专用的微处理器，负责该卡件的控制、检测、运算、处理及故障诊断等，提高了每块卡件的配合性，使系统的可靠性大幅上升。
(2) 热冗余技术
机笼内都采用板极热冗余技术，卡件可根据需要实现1∶1热备份。当任一设置为冗余方式的工作卡件发生故障时，备用卡件即自动切换，整个系统仍按原进程工作，不影响系统的运行。
系统的主控制卡、数据转发卡、HUB集线器都采用了热冗余技术，确保正常上传、采集，对重要参数如电捕后煤气含氧量，我们采用了热冗余板卡，确保其数据正常。
(3) 卡件可带电拔插，不会影响整个系统的安全运行。
(4) 系统具有自诊断性能，维护人员通过实时监控画面上的自诊断可以了解各板卡的运行状况，查找相应故障，还有通讯、组态是否一致等自诊断功能。
(5) 系统能够自动记录，供工程师以上级别人员查看，方便进行历史查询，为查找问题提供了方便。
(6) 系统维护方便、容易。根据需要，我们先后几次对系统组态进行更改，投入运行后，未出现任何问题。
(7) 开放性能好。该系统可以根据需要及时进行更改，对用户开放性好，我们将其中的一个操作站移到了鼓风机室(ADV4)，系统运行良好。2002年10月，我们又将该系统连入厂信息网络，在中控室增加了一台管理计算机(ADV2)，在我厂信息管理系统上的任一台计算机上都可以查看该系统的实时数据，实现了对系统的远程实时查询，系统运行稳定。
5结束语
该JX-300X DCS系统自2001年7月试投入运行以来，运行效果好，根据需要我们对其中的组态进行更改后，未出现任何问题，系统的稳定性好，可靠性高，组态实现容易，控制策略丰富，能够很好地满足工厂现场控制的需要。
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