1、 計算機集散控制系統的功能研發 摘 要:計算機集散控制系統（DCS）在化工生產上的應用與功能研發。關鍵詞:DCS系統 功能 研發隨著化工生產過程自動化控制水平的日益提高，計算機集散控制系統（DCS）在化工生產上的應用也越來越廣泛。從20世紀80年代剛剛引進DCS系統應用于石油煉制催裂化裝置以來，到目前為止，在許多重要化工生產裝置上實現了DCS系統控制。DCS系統控制主要有：ABB公司的MOD-300、Advant-500；Honeywell公司的TDC-3000、TPS；Yokogawa公司的CS1000、CS3000等；它們分別應用于石油化工生產如常減壓、催裂化、連續重整、加氫裂化、延遲焦化

2、等不同類型的生產裝置中，而且系統運行平衡，可靠性高，提高了生產管理和控制水平。由于生產的需要和對DCS系統認識的逐步加深，對其DCS功能的研發和完善也越來越廣泛和深入，筆者在DCS系統的研發方面進行了積極探索。DCS功能的開發對各種不同類型的DCS，其通常使用的基本功能有連續控制、邏輯控制、批處理、歷史紀錄、報表打印等。它們在DCS的早期使用中盡管可以完成工業生產的常規需求，但是隨著管理的深入，對DCS的功能提出了新的需求，如：不同控制系統的通訊互連、滿足管理系統的需要、實時數據采集和分析上傳、PID自整定、設備安全檢測管理、復雜控制、先進控制等。1DCS與上層網絡之間的接口開發煉油廠在實施計

3、算機綜合生產管理系統（CIMS）、先進控制（APC）的過程中，需要將生產裝置有關數據實時的讀到服務器或上位機中，并存儲、處理和寫回到DCS系統。1.1 DCS與CIMS的接口為及時在企業網上了解主要裝置的生產和工藝情況，開發各種實時數據接口，將DCS的實時數據定時采集到實時數據庫如INFOPLUS中，再通過IE和PE將實時數據顯示在企業網用戶終端上，使用戶可瀏覽工藝流程實時數據，任意組合查詢多個位號的歷史趨勢。在安裝服務器和INFOPLUS的基礎上，首先在INFOPLUS實時數據庫中以裝置為單元通過數據定義模塊分別按工藝位號定義數據點，為了區別每個裝置的位號，在位號前增加了代表裝置的代碼，并分

4、別存放在不同的目錄中；再通過時間調度模塊開發了各種DCS和上位機的數據采集有所差異，數據采集的具體方法原理也有所不同。1.2 DCS與APC的接口DCS與先進控制的接口通訊要求實時性強、可靠性高，以保證及時準確的數據交換，提高先進控制系統的投用率。對于ABB公司MOD-300 DCS和Advant-500 DCS，均可以使用該系統自身具有的Gateway接口子系統，該子系統作為DCN網絡的1個節點，將DCS控制總線的特殊協議轉換成以太網協議。實施先進控制使用的上位機有所差別，煉油廠一般常減壓裝置采用VAX3100服務器，但也有的常減壓裝置采用ALPHA800服務器，但它們均具有OPEN VMS

5、開發環境，接口程序的開發均使用FORTRAN語言。另外，對于Advant500 OCS也可以對其配置企業歷史站（EH），該站也是DCN的1個節點，完成與上位機的接口通訊，接口程序的開發使用C+語言。DCS接口子系統提供的API程序，應用功能函數近100個，接口軟件的開發中需要合理選擇和利用這些API函數，并通過API函數的調用對DCS的數據進行讀寫操作。2DCS與其它控制系統之間的通訊MODBUS通訊協議是各控制系統生產廠家共同遵循的國際通訊標準，使得不同系統間的數據通訊成為可能。MODBUS通訊技術是建立在RS232、RS485或RS422數據通訊接口協議基礎之上，在支持本協議的控制系統之間

6、實現雙向數據通訊的一種通訊技術。每一個系統需要提供相應的硬件設備和軟件包，采用軟件組態或編程技術，實現同其它系統的MODBUS數據通訊。在MODBUS通訊的調試過程中，采用正確的通訊電纜連接方式是通訊調試工作中最關鍵的一步。在施工過程中，經過詳細查閱有關方面的資料，最終確定了DCS系統與其它控制系統進行MODBUS通訊的信號接線方式，成功實現DCS系統與TRICONEX公司ESD、霍尼威爾公司FSC、AB公司PLC、西門子公司PLC和MTL公司MTL838各個系統之間的數據通訊。2.1 CS-3000 MODBUS橫河CS-3000 DCS提供ACM11、ACM12卡件與MODBUS通訊軟件包

7、。ACM11卡支持RS422或RS485數據接口進行數據通訊。在連續重整-加氫裂化聯合裝置和1.4Mt/a延遲焦化裝置控制系統中，MODBUS通訊技術都得到成功應用，使大機組的運用狀態和運行參數、催化劑再生系統的控制狀態、工藝參數等信息傳到DCS系統中，并對工藝參數作歷史記錄，使得操作人員在DCS系統上可以全面監視裝置的過程數據，實現了對裝置的集中檢測和控制。2.2 Advant-500 MODBUSABB Advant-500 OCS提供了MODBUS軟件包，AC460控制器的SC510承載模件支持多用戶接口卡件MVI，用戶可根據需要選擇CI532/X卡件系列的型號，實現與PLC等控制系統的通訊，既可配置為雙卡雙纜的冗余串級通訊，也可配置為單卡單纜的非冗余串級通訊。聯合裝置MTL838多路溫度測量數據的集中采集便是使用MODBUS通訊技術實現的非冗余串級通訊。結語目前新推出的DCS在功能上有了新的擴展，突出特點是網絡結構簡單，通訊速度快，組態方便，擴展靈活，接口開放，控制功能增強，管理功能豐富，適應了工藝生產的需要和管理控制一體化的要求。從應用方面來說，DCS功能的開發取決于對DCS系統的深入了解和與生產工藝的密切結合。近年來一些煉油廠在DCS深層次功能開發方面做了一些工作，有力地提升了生產的管理水平和控制水平