商艷國(guó)（唐山三友遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司，河北　唐山　063305）

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粘膠短纖維工序中DCS控制系統(tǒng)分析

商艷國(guó)
（唐山三友遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司，河北唐山063305）

摘要：隨著我國(guó)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展及自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提高，目前的化工企業(yè)在粘膠纖維生產(chǎn)中都采用了DCS控制系統(tǒng)，一方面節(jié)約了生產(chǎn)成本，另一方面提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文分析了DCS控制系統(tǒng)核心的框架結(jié)構(gòu)及功能和相關(guān)要求，以供參考。

關(guān)鍵詞：粘膠纖維工序；DCS控制系統(tǒng)；系統(tǒng)分析

在化工企業(yè)粘膠纖維生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟。源自它自動(dòng)化程度高，為企業(yè)提供準(zhǔn)確、及時(shí)的數(shù)據(jù)，為穩(wěn)定生產(chǎn)、工藝尋優(yōu)、合理利用能源和降低生產(chǎn)成本提供了手段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)化控制完成對(duì)粘膠短纖維的產(chǎn)品一等品率達(dá)到95%以上。

1 DCS控制系統(tǒng)

DCS的骨架系統(tǒng)可以說(shuō)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其次才是連接在網(wǎng)絡(luò)上的三類節(jié)點(diǎn)—面向被控過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站、面向操作人員的操作員站和面向DCS監(jiān)督管理人員的工程師站等，具體如圖1所示。從圖1可以看出，它可以分為若干個(gè)服務(wù)器，操作員站、工程師站及現(xiàn)場(chǎng)控制站、系統(tǒng)工作站等。操作員站提供的是供運(yùn)行人員進(jìn)行操作的操作平臺(tái)，它是確保系統(tǒng)各功能充分發(fā)揮和利用，主要完成像報(bào)警的顯示和確認(rèn)，報(bào)表或事故順序的打印等。工程師站是每個(gè)技術(shù)員生產(chǎn)和修改應(yīng)用系統(tǒng)的平臺(tái)，它的主要功能體現(xiàn)在控制回路生產(chǎn)某系統(tǒng)的4個(gè)控制回路，完成某個(gè)系統(tǒng)中的原理圖，報(bào)警圖等的系統(tǒng)模擬效果，還可以完成系統(tǒng)的配置組態(tài)，應(yīng)用系統(tǒng)的生成等。另外一方面還可以編譯和下裝各種應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站是完成對(duì)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)I/O處理的直接數(shù)字控制器（DDC），它對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的過(guò)程量作數(shù)字采集和存貯，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向上傳送，同時(shí)本身也完成局部的閉環(huán)控制與順序控制。它一般是由主控制卡，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和I/O卡件等組成，為了增加系統(tǒng)的可靠性我們一方面也對(duì)控制站的主控制卡，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡進(jìn)行冗余配置，控制回路的I/O卡件同樣地我們也采用冗余配置。而所謂的I/O控制站。在實(shí)際控制應(yīng)用中像模擬量、脈沖量等它們這些的輸入輸出及相關(guān)信號(hào)的采集轉(zhuǎn)換和處理都是由I/O控制站來(lái)完成的。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。它是DCS控制系統(tǒng)最基本的信息資源，這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和管理。在DCS中，建立和修改實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄比較常用的方法是通用數(shù)據(jù)庫(kù)工具軟件生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件，系統(tǒng)直接利用這種數(shù)據(jù)格式進(jìn)行管理或采用某種方法將生成的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為DCS所要求的格式。報(bào)表的生成。一般來(lái)說(shuō)，不同的DCS在報(bào)表打印功能方面存在較大的差異，所以操作員在進(jìn)行報(bào)表打印時(shí)候只能通過(guò)組態(tài)軟件中的報(bào)表生成部分進(jìn)行組態(tài)。

2 控制系統(tǒng)的功能和相關(guān)要求

在實(shí)際生產(chǎn)中，控制系統(tǒng)的功能一般體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：DCS控制系統(tǒng)主要涵蓋原液車(chē)間的制膠工藝自動(dòng)化控制、紡絲車(chē)間的紡絲生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化控制和三廢治理或回收的自動(dòng)化控制。另外對(duì)原液車(chē)間工藝主要實(shí)現(xiàn)控制包括：實(shí)現(xiàn)喂粕速度、浸漬桶液位、溫度的調(diào)節(jié)控制。對(duì)黃化機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，對(duì)KKF濾機(jī)過(guò)膠量進(jìn)行優(yōu)化控制等。對(duì)紡絲車(chē)間工藝主要實(shí)現(xiàn)了精練機(jī)的糾偏、速度同步控制；紡絲產(chǎn)量速度控制。完成了信號(hào)處理和傳遞、信號(hào)接收和顯示、報(bào)表生產(chǎn)和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印和報(bào)警等功能。同時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)對(duì)三廢治理或回收工藝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，使整個(gè)生產(chǎn)流程安全環(huán)保清潔，生產(chǎn)企業(yè)有效的實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，深受好評(píng)和信賴。它的多功能站在工作中既可以作為操作站使用也可以作為工程師站使用。一般地工程師站設(shè)有相應(yīng)的組態(tài)平臺(tái)和系統(tǒng)維護(hù)工具。操作人員完成生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)控管理。另外多功能站和操作站的硬件組成完全一樣，包括像標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)面組態(tài)、流程圖、報(bào)表、語(yǔ)音報(bào)警及小組設(shè)置等部分。在控制站完成的整個(gè)過(guò)程中都能實(shí)時(shí)做到監(jiān)控效果，并有主控制卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡等單元組成。控制站的多種卡件均可實(shí)現(xiàn)冗余配置。為了增加系統(tǒng)的可靠性，有時(shí)候需要對(duì)主控制卡，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡進(jìn)行必要的冗余配置，控制回路的I/O卡件也需要冗余配置。另外，各操作站之間的設(shè)備要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)連接，需要注意的是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行必要的處理，那就是冗余設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)那些重要部位的模塊，控制器及電源等也要進(jìn)行冗余配置。同時(shí)系統(tǒng)在浸壓粉和熟成工序環(huán)節(jié)匯總要設(shè)立獨(dú)立的操作站，同時(shí)還要保障每個(gè)操作站要負(fù)責(zé)獨(dú)自的維護(hù)。另外它的總操作站要有開(kāi)發(fā)和運(yùn)行軟件功能，其余的要有相應(yīng)的運(yùn)行功能，軟件要采用性能價(jià)格比較高的軟件。在組態(tài)應(yīng)用程序上，過(guò)程變量的零點(diǎn)，量程等限設(shè)定，控制回路組態(tài)，在組態(tài)下載，組態(tài)在線修改等。除此之外，對(duì)于DCS控制系統(tǒng)本身的各種故障，操作或DCS維護(hù)人員可根據(jù)操作畫(huà)面綜合信息欄內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警指示燈狀態(tài)進(jìn)行判斷。該指示燈正常時(shí)為綠色，一旦注意到該指示燈以紅色閃爍就可以利用故障診斷畫(huà)面進(jìn)行故障分析和排除。

結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上面的闡述，我們得知DCS控制系統(tǒng)它是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)，以操作和管理集中為特性，集先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、CRT技術(shù)和控制技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)正向著多元化、開(kāi)放化及集成管理方向發(fā)展，使那些不同型號(hào)的DCS可以互連，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上網(wǎng)，成為過(guò)程工業(yè)自動(dòng)控制的主流。

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中圖分類號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A