1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA1771-OFE2驅(qū)動AB模塊IC693ALG220CA
1 引言
集散控制系統(tǒng)（total distributed control system，亦稱分散型綜合控制系統(tǒng)，簡稱dcs）是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷興起和過程控制要求的日益復雜應運而生的綜合控制系統(tǒng)，它是計算機技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是完成過程控制、過程管理的現(xiàn)代化控制系統(tǒng)。
2 jx-300x系統(tǒng)簡介
jx-300x集散控制系統(tǒng)的基本組成包括工程師站（es）、操作站（os）、控制站（cs）和通訊網(wǎng)絡scnet ii。
為方便jx集散控制系統(tǒng)升級、網(wǎng)絡擴展優(yōu)化，通過在jx-300x的通訊網(wǎng)絡上掛接總線變換單元（bcu），可實現(xiàn)與jx-100、jx-200、jx-300系統(tǒng)的連接;在通訊網(wǎng)絡上掛接通信接口單元（ciu），可實現(xiàn)jx-300x與plc等數(shù)字設備的連接。
jx-300x控制站以先進的微控制器（30mhz philips p51xa）為核心，提高了系統(tǒng)的實時性和控制品質(zhì)，系統(tǒng)能完成各種先進的控制算法：過程管理級采用高性能cpu的主機和bs95/nt的多任務操作系統(tǒng)，以適合集散控制系統(tǒng)良好的操作環(huán)境和管理任務的多樣化;過程控制網(wǎng)絡采用雙重化的ethernet網(wǎng)技術(shù)，使過程控制級能高速安全的協(xié)調(diào)工作，做到真正的分散和集中。jx-300x控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
圖1中： os：操作站; es：工程師站; mfs：多功能計算站; bcu：總線變換單元; ciu：通訊接口單元;
pcs：過程控制站; lcs：邏輯控制站; das：數(shù)據(jù)采集站; sbus：系統(tǒng)i/o總線; iou:io單元;
riou：遠程io單元。
3 水處理工藝流程
萊鋼軋鋼廠中小型車間水處理主要由以下系統(tǒng)組成：
（1） 凈環(huán)水循環(huán)系統(tǒng)工藝流程圖如圖2;
（2） 濁環(huán)水循環(huán)系統(tǒng)工藝流程圖如圖3。
水處理主要控制功能為：一次沉淀、二次過濾、三次冷卻，監(jiān)控的設備主要有8個吸水井（凈環(huán)水系統(tǒng)：1#、2#、3#;濁環(huán)水系統(tǒng)：4#、5#、6#、7#、8#吸水井的液位）、水泵（水壓、開啟狀態(tài)）、進出水管道（水壓、水流量、水溫）、7臺過濾器（壓差、電動閥門開啟控制）、安全水塔（液位）等設備。
水處理自控系統(tǒng)采用的是浙大中控的supcon
dcs系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)外總點數(shù)有400多點，十幾幅全漢字動態(tài)畫面。該系統(tǒng)運行在bsnt環(huán)境中，擁有nt的更多功能，靈活易用，并且算法豐富，組態(tài)方便。supcon jx-300xdcs由工程師站、操作站、控制站、過程控制網(wǎng)絡等組成。配置靈活是jx-300xdcs的特點，用戶可根據(jù)需要，對卡件、網(wǎng)絡進行冗余、部分冗余或不冗余選擇，在保證系統(tǒng)可靠，靈活基礎上，降低用戶的費用。
3.1 系統(tǒng)配置
根據(jù)水處理系統(tǒng)規(guī)模，此系統(tǒng)設計了1個控制站，1個工程師站兼操作站?？刂普臼窍到y(tǒng)中直接與現(xiàn)場打交道的i/o處理單元，完成整個工業(yè)過程的實時監(jiān)控功能。工程師站兼操作站包括工控pc機、彩色顯示器、鼠標、scnet2網(wǎng)卡、專用操作員鍵盤、打印機等。在此機器上可完成系統(tǒng)組態(tài)維護、實時監(jiān)控等功能。jx-300xdcs控制站內(nèi)部以機籠為單位，本系統(tǒng)用了一個機柜中的兩個機籠。jx-300xdcs控制站的機籠固定在機柜的多層機架上，每只機柜最多配置7只機籠：1只電源箱機籠和6只卡件機籠（可配置控制站各類卡件）。水處理過程控制網(wǎng)絡采用scnet2網(wǎng)絡，scnet2網(wǎng)絡連接系統(tǒng)的工程師站、操作站和控制站，完成站與站之間的數(shù)據(jù)交換。scnet2可以連多個scnet2子網(wǎng)，形成一種組合結(jié)構(gòu)。scnet2網(wǎng)絡又叫過程控制網(wǎng)，采用了雙絞線高速冗余工業(yè)以太網(wǎng)作為其過程控制網(wǎng)絡，連接操作站、工程師站與控制站等，傳輸各種實時信息。控制站網(wǎng)絡又叫sbus，采用主控制卡指揮式令牌，存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之間進行信息交換的通道。每個scnet2網(wǎng)理論上最多可帶1024個節(jié)點，最遠可達10000m。系統(tǒng)構(gòu)成如圖4所示。
3.2 控制站性能
jx-300x dcs控制站機籠內(nèi)部卡件的型號分為兩類：主控制機籠（配置主控制卡）和i/o機籠（不配置主控制卡）。每個機籠最多可配置20塊卡件，即除了最多配置一對互為冗余的主控制卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡之外，還可以配置16塊各類i/o卡件。水處理系統(tǒng)控制站主要配置如下：主控制卡1塊（sp243x）;模擬量輸入模板（sp313x）;數(shù)字量輸入模板（sp331）;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡（sp233）;數(shù)字量輸出模板（sp364）模擬量輸出模板（sp233）。主控制卡必須插在機籠最左端的兩個槽位。在一個控制站內(nèi)，主控制卡通過sbus網(wǎng)絡可以掛接8個io或遠程io單元（即8各機籠）。主控制卡是控制站的核心，可以冗余配置，保證實時過程控制的完整性。主控制卡的高度模塊化結(jié)構(gòu)，用簡單的配置方法實現(xiàn)復雜的過程控制。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡槽位可配置為冗余的兩塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡是每個機籠必配的卡件。如果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡按非冗余方式配置，則數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡可插在這兩個槽位的任何一個，空缺的一個槽位不可作為i/o槽位。
配置靈活時jx-300x dcs的特點，用戶可以根據(jù)需要，對卡件選擇全冗余、部分冗余或不冗余，在保證系統(tǒng)可靠、靈活基礎上降低用戶的費用。在配置時，地址設置應遵循以下原則：
（1）主控制卡可以冗余配置，也可以非冗余配置，地址范圍是2-31。冗余配置時，主控制卡的地址遵循“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。
（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡可以冗余配置，也可以非冗余配置，地址范圍是0-15。冗余設置時，地址遵循“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。
（3） 當i/o卡件按冗余方式配置時，互為冗余的兩卡件槽位地址遵循“i和i+1連續(xù)，且i必須為偶數(shù)，0≤i＜15”。
3.3 網(wǎng)絡配置
supcon jx-300x dcs系統(tǒng)采用高速工業(yè)以太網(wǎng)scnet2作為其過程控制網(wǎng)絡，它直接連接了系統(tǒng)的控制站、操作站、工程師站，通訊接口單元是傳送過程控制實時信息的通道，具有很高的實時性和可靠性，通過連接網(wǎng)橋，scnet2可以與上層的信息管理網(wǎng)或其他設備連接。
過程控制網(wǎng)絡scnet2是在10base ethernet基礎上開發(fā)的網(wǎng)絡系統(tǒng)，各節(jié)點的通訊接口均采用了專用的以太網(wǎng)控制器。數(shù)據(jù)傳輸遵循tcp/ip和udp/ip協(xié)議。
scnet2的通訊介質(zhì)、網(wǎng)絡控制器、驅(qū)動接口等均可冗余配置，在冗余配置的情況下，發(fā)送站點（源）對傳輸數(shù)據(jù)包（報文）進行時間標識，接收站點（目標）進行出錯檢驗和信息通道故障判斷、擁擠情況等處理;若檢驗結(jié)果正確，按時間順序等方法擇優(yōu)獲取冗余的兩個數(shù)據(jù)包中的一個，而濾去重復和錯誤的數(shù)據(jù)包。而當某一條信息通道出現(xiàn)故障，另一條信息通道將負責整個系統(tǒng)通信任務，通訊仍然暢通。
對于數(shù)據(jù)傳輸，除專用控制器所具有的循環(huán)校驗、命令/響應超時檢查、載波丟失檢查、沖突檢測及自動重發(fā)等功能外，應用層軟件還提供路由控制、流量控制、差錯控制、自動重發(fā)（對于物理層無法檢測的數(shù)據(jù)丟失）、報文傳輸時間順序檢查等功能，保證了網(wǎng)絡的響應特性，使響應時間小于1s。
在保證高速可靠傳輸過程數(shù)據(jù)的基礎上，scnet還具有完善的在線實時診斷、查錯、校錯等手段。系統(tǒng)配有scnet2網(wǎng)絡診斷軟件，內(nèi)容覆蓋了網(wǎng)絡上每一個站點、每一個冗余端口，每一個部件。網(wǎng)絡各組成部分經(jīng)診斷后的故障狀態(tài)被實時顯示在操作站上以提醒用戶及時維護。
3.4 系統(tǒng)組態(tài)
用戶界面友好，只需填表就可完成大部分的組態(tài)工作。軟件提供專用控制站編程語言scx（類c語言）、功能強大的專用控制模塊、超大編程空間，可方便實現(xiàn)各種理想的控制策略。圖形化控制組態(tài)軟件sccontrol集成了ld編輯器、fbd編輯器、sfc編輯器、數(shù)據(jù)類型編輯器、變量編輯器、dfb編輯器。sccontrol的所有編輯器使用通用的標準菜單file、bs、help。靈活的自動切換不同編輯器的特殊菜單和工具條。
sccontrol在圖形方式下組態(tài)十分容易，如圖5所示。在各編輯器中，目標（功能塊、線圈、觸點、步、轉(zhuǎn)換等）之間的連接在連接過程中進行語法檢查。不同數(shù)據(jù)類型間的鏈路在編輯時就被禁止。sccontrol提供注釋、目標對齊等功能改進圖形程序的外觀。sccontrol采用工程化的文檔管理方法，通過導入導出功能，用戶可以在工程間重用代碼和數(shù)據(jù)。
3.5 豐富、實用、友好的實時監(jiān)控界面
實時監(jiān)控軟件advantrol是基于中文bs nt/95開發(fā)的應用軟件，支持實時數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，用戶界面友好，具有分組顯示、趨勢圖顯示打印、動態(tài)流程、報警管理、報表及記錄、數(shù)據(jù)存檔、現(xiàn)場控制站遠程自診斷等監(jiān)控功能。操作員通過豐富靈活的動態(tài)畫面，可以方便準確地完成生產(chǎn)過程的監(jiān)視、操作任務。根據(jù)水處理具體情況，分別制作了水處理工藝流程圖、過濾間工藝流程圖，主要參數(shù)的歷史趨勢圖、調(diào)整畫面及分組控制圖等。通過操作站，可以清晰的掌握水處理的運行情況。如圖6所示，在畫面上有動態(tài)的工藝顯示，實時、歷史的報警記錄窗，實時、歷史的曲線記錄窗，以及各種參數(shù)設定的彈出窗。
實時監(jiān)控軟件操作畫面包括：報警一覽、系統(tǒng)總貌、控制分組、調(diào)整畫面、趨勢畫面、流程圖、數(shù)據(jù)一覽。當設備發(fā)生故障時，dcs系統(tǒng)發(fā)生聲光報警，并附信息提示，供操作人員和維護人員參考。附表示出操作畫面一覽表。
調(diào)整畫面是實時監(jiān)控軟件根據(jù)所組態(tài)的回路、模入信號點、自定義模擬信號點自動生成，一頁只顯示一個回路或模入信號點或自定義模擬信號點的信息。
3.6 事件記錄功能
jx-300x提供了功能強大的過程順序事件記錄、操作人員的操作記錄、過程參數(shù)的報警記錄等多種事件記錄功能，并配以相應的事件存取、分析、打印、追憶等軟件。系統(tǒng)具有最小事件分辨間隔（1ms）的事件序列記錄（soe）卡件，可以通過多卡時間同步的方法同時對256點信號進行高速順序記錄。
3.7 控制方式
（1） 水泵控制
水處理各泵組均可實現(xiàn)機旁控制和遠程集中控制。機旁控制通過機旁操作箱實現(xiàn)，遠程集中控制則通過操作站進行;
（2） 過濾器控制
軋鋼廠水處理共有8臺過濾器，每臺過濾器均有手動、半自動、自動三種方式，過濾器不設機旁操作箱，過濾器三種控制方式都是通過操作站實現(xiàn)。
在一個工作周期中，每臺過濾器均有以下4種工作狀態(tài)：過濾、排水、水反洗、過濾。正常工作時，7臺過濾器處于過濾狀態(tài)，1臺過濾器處于反洗狀態(tài)。每24小時一個周期，在一個周期眾，每一個過濾器都要反洗一次，反洗完畢的過濾器在一個周期中不在進行反洗;
（3） 4#泵組變頻電機控制
4#泵組為軋鋼水冷段供水，采用3臺355kw電機，工作方式為兩用一備用。由于工藝要求此水泵水壓必須保持恒壓，故在設計中先用了3臺motocan ac型變頻器對4#泵組的3臺泵進行控制。
4 結(jié)束語
該系統(tǒng)規(guī)模變換靈活，可以實現(xiàn)從一個單元的過程控制，到全廠范圍的自動化集成，能簡單、方便地完成整個工廠的控制、管理，是用于水處理系統(tǒng)理想的dcs系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2002年投入運行以來，穩(wěn)定可靠，在線修改和調(diào)試方便，確實給操作人員和維護人員帶來很大的方便，在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，降低能耗和安全環(huán)保等方面發(fā)揮很大的作用，同時為進一步水處理自動控制的使用打下良好基礎，達到了設計預期的效果，創(chuàng)造最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。
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