1、引言

江西龍鵬特種纖維股份有限公司聚酯（PET）裝置由中國紡織工業(yè)設計院設計,，采用國內(nèi)開發(fā)的以醋酸銻為催化劑,、二氧化鈦為消光劑、精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）為原料的直接酯化,、連續(xù)縮聚的五釜流程工藝路線,，生產(chǎn)纖維級半消光聚酯切片。主控制系統(tǒng)為集散控制系統(tǒng)（DCS）,采用的是霍尼韋爾" title="霍尼韋爾">霍尼韋爾（Honeywell）的PKS" title="PKS">PKS系統(tǒng),。本文重點介紹PKS系統(tǒng)在裝置中的應用情況,。

2、系統(tǒng)介紹

2.1　系統(tǒng)構(gòu)成

PKS（Process Knowledge System） 是過程知識系統(tǒng)的簡稱,。PKS控制系統(tǒng)是Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系統(tǒng),。它集合了Plantscape系統(tǒng)組態(tài)方便的特點,又集合了TPS控制系統(tǒng)硬件上的優(yōu)點而推出的一款全新的DCS控制系統(tǒng)。我公司聚酯裝置" title="聚酯裝置">聚酯裝置的PKS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,。

·網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)：

1）以太網(wǎng)（TCP/IP）
傳輸速率為：100M/10M波特率,；
網(wǎng)絡節(jié)點：server,station,priter（switch,hub）等；
傳輸介質(zhì)：雙絞線：接頭（為RF45,，網(wǎng)卡）,，距離為100m以內(nèi)；

2） SCN（Supervisory Controlnet）監(jiān)控層
傳輸速度：5M波特率,；
網(wǎng)絡節(jié)點：CPM,，及其他通訊摸件（如PCIC）；
傳輸介質(zhì)：同軸電纜,；網(wǎng)絡終端需加75Ω電阻,；
傳輸協(xié)議：IEEE8023，令牌方式,；

3） I/O Controlnet
傳輸速度：5M波特率,；
網(wǎng)絡節(jié)點：PMIO（輸入輸出卡件）,、SIM等；
傳輸介質(zhì)：同軸電纜,；網(wǎng)絡終端需加75Ω電阻,；
傳輸協(xié)議：IEEE8023，令牌方式,；

·系統(tǒng)特點：

（1）冗余配置
　　
[1>服務器冗余：PKS過程系統(tǒng)的服務器可以冗余配置,，以提供更高等級的可靠性。采用一對配置相同的服務器,，以主/從結(jié)構(gòu)方式相互支持,。當主服務器出現(xiàn)故障時，從服務器采集數(shù)據(jù),，并為操作站提供數(shù)據(jù)服務,。主服務器通過冗余網(wǎng)絡傳送數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)處理信息到從服務器，使得主從服務器之間同步,。

[2>現(xiàn)場處理器（CPM）冗余配置:通過光纖連接冗余模塊RM（redundantmodule）來實現(xiàn)冗余通訊,。可在500ms內(nèi)自動切換,。
　　
[3>網(wǎng)絡通訊冗余配置：以太網(wǎng)可冗余配置,，即,，LINKA,、LINKB；SCN,、I/O Controlnet可以冗余配置,。
　　
[4>對于PKS系統(tǒng)，IOP可以冗余（即輸入輸出卡件可以冗余）

（2）混合控制器：CPM

如圖2所示,，混合控制器有機架,、電源、控制處理模件（CPM）,、controlnet接口,、冗余模件和輸入輸出模件組成。還可以包括一個可選的電池擴充模件,。機架由5種規(guī)格-4槽,，7槽，10槽,，13槽,，17槽等。所有的模件都可以帶電插拔,?？刂铺幚砥髂＜请p寬度的,，占用兩個機架槽位。處理器是 100MHZ的PowerPC 603E,帶有8M字節(jié)的EDAC內(nèi)存,。CPM支持非冗余或冗余配置兩種方式,。4M字節(jié)帶奇偶校練的內(nèi)存。

（3）開放性
　　
[1> 集成Honeywell的先前產(chǎn)品:TDC2000,TDC3000,Plantscape,S9000,Logix60
　　
[2> 與PLC通訊（如：SIMENSE,AB,ABB）
　　
[3> 與現(xiàn)場總線技術的集成（Profibus-DP,Fieldbus,Modebus,HART等）
　　
[4> 標準化的數(shù)據(jù)訪問程序
　　
[5> AEC：高性能服務器,，直接與OPC服務器或客戶機進行數(shù)據(jù)交換,。

2.2　硬件說明

1）服務器、操作站,、打印機等,；

服務器通過PCIC卡與下層（SCN）進行數(shù)據(jù)交換通訊；TC-PCIC01Typical系統(tǒng)適用于1個server（可冗余）和10-12個station,；processor主頻 1GHZ;RAM 384MB以上,；

NETWORK 10Mbps;
顯卡 1014×768 65K
硬盤 18.2G
一般選 Dell power

2）SCN 監(jiān)控層；

A,、PS （power supply）:提供120/240AC給機架,，背板，卡件供電,。MC-PSRX04提供卡籠箱的DC電源,。TC-FPDXX2
B、CNI （CONTROLNET INTERFACE MODULE）,；與其它網(wǎng)絡層進行通訊的通訊接口,。TC-CCR013
C、PM 過程處理器：占兩個槽,，是控制系統(tǒng)的核心設備,，進行數(shù)據(jù)處理、計算,、控制等,。TC-PPRS021
D、RM 冗余模件,；TC-PRR021
E,、IOLIM（I/O LINK INTERFACE MODULE）:負責與CPM與PMIOP的通訊；可帶電插拔,。TC-IOII01

3） Romal I/O

A,、卡籠箱：file裝PMIO的卡籠箱，一般有7,，15槽,。
B、PMIO （輸入輸出卡件）

控制站使用的I/O卡件的種類有:HLAI高電平模擬量輸入卡（16點）、AO模擬量輸出卡（16點）,、DI開關量輸入卡（32點）,、DO開關量輸出卡（32點）、LLMUX多路低電平模擬量輸入卡（32點）,。除控制站本身采用冗余外,，控制回路的I/O卡件也采用冗余，大大提高了系統(tǒng)的可靠性,。

C,、FTA（現(xiàn)場接線端子）

MC-TAIH12、MC-TAOY22,、MC-TAIH02,、MC-TLPA02、MC-TAMR03,、MC-TDOY22,、MC-TDIY22

2.3 軟件說明

（1）control Builder——Control Builder是一種圖形化的、面向?qū)ο蟮?、基于窗口的工程工具,，用于過程系統(tǒng)控制處理器的控制執(zhí)行環(huán)境和應用控制環(huán)境的控制策略的設計、組態(tài),、和實施,。用于組態(tài)硬件,如網(wǎng)絡、I/O模件,、控制器,、和現(xiàn)場總線設備，以及組態(tài)控制點,，如調(diào)節(jié)控制,、設備（馬達）控制,、邏輯控制,、順序控制和特殊的用戶定義的功能等。

（2）QUICK BUilder——QUICK Builder使得用戶可以組態(tài)第三方的控制器/RTU,，以及它們的點,、組態(tài)操作站和打印機。 Quick Builder使用關系數(shù)據(jù)庫引擎,，提供篩選數(shù)據(jù)庫的用戶顯示,、多點編輯工具、和直觀的窗口風格的用戶界面,，極大地提高了組態(tài)效率,。關系數(shù)據(jù)庫還捉供用戶自定義的域，可以用來設置終止調(diào)度,，記錄接線編號等,，同時還提供標準的報表,。ExperiOn PKS過程系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的添加和修改均可以在線進行。

（3）Display Builder ——Display Builder是面向?qū)ο蟮?，全集成化的用戶畫面組態(tài)工具,，用于生成用戶專用的顯示圖形畫面。動態(tài)顯示可以簡單地通過鼠標點擊迅速生成,。系統(tǒng)還提供一個圖形庫含有如容器,、管道、閥門,、罐,、馬達等通用的工廠設備，幫助用戶進一步加快圖形設計的速度,。此外,對于一些多處用到的相似的畫面,，可以用模板畫面的功能減少組態(tài)時間。提供的過程對象和調(diào)色板功能可以幫助用戶快速簡便地創(chuàng)建用戶對象,，并可以帶有三維效果,。通過使用腳本程序（VBScript和Jscript）組件，可以顯著地增強圖形畫面功能,，如高速動畫,、工具提示、操作站程序執(zhí)行的控制作用等都可以通過腳本程序完成,。許多ActiveX的組件類型,，如播放聲音和視頻圖像等都可以插入在畫面中被調(diào)用。

（4）Knowledge Builder——Knowledge Builder,在線的電子資料,，采用HTML結(jié)構(gòu)的瀏覽器閱;在線幫助,，（F1功能鍵調(diào)用，許多應用予以支持）,。

3,、系統(tǒng)應用

3.1　17反應釜液位控制

17反應釜是聚酯裝置的終縮聚釜，液位的穩(wěn)定關系到熔體粘度的穩(wěn)定即產(chǎn)品的最終質(zhì)量,，所以本裝置采用了兩套放射性液位計,，一臺靠近入口端 LIC17017，另一臺靠近出口端LIC17023,，17反應釜的液位取三七開,，即通過AUX輔助計算塊完成 0.3＊LIC17017.DACA.PV+0.7＊LIC17023.DACA.PV的計算作為PID控制塊的測量值。通過PID控制塊的運算OP輸出至SIC16009作為設定值,，控制16熔體泵的泵速以調(diào)節(jié)17反應釜的進料達到液位穩(wěn)定的目的,。

3.2酯化攪拌器聯(lián)鎖控制
　
在裝置中電機12A01帶動一酯化攪拌器轉(zhuǎn)動,電機12A01P帶動油泵轉(zhuǎn)動來給12A01潤滑和冷卻。一酯化攪拌器的啟動條件是反應釜的液位 LIC12019、LIC12009未低低報,、油泵12A011已經(jīng)運行,、油壓正常（PAL12036未低報）,所以兩個電機的啟停順序應該是先開油泵 12A01P,再開攪拌器12A01,停止時先停12A01再停12A01P;另外，為保護攪拌器12A01,，在一酯化液位計LC12019,、12009 液位低低報時、在12A01P故障停止時應聯(lián)鎖停止12A01,。系統(tǒng)使用了一個DEVICE塊簡單,、方便地實現(xiàn)了以上功能,示意圖如圖3所示。

DEVICE塊是一種多輸入多輸出點,，它提供對馬達,、泵、開關閥等離散型設備的操作控制面板,。所用兩個DC點的狀態(tài),，S0是停止狀態(tài)、S1是運行狀態(tài),，連接著2個輸出和2個輸入,。12A01的輸出啟動信號（S1）是DO點12A01T,輸出停止信號（S0） 是DO點12A01P；反饋輸入信號 DI點是12A01I,、12A01F,均為1時表示12A01已運轉(zhuǎn),，12A01I為0、12A01P為1時表示其已停止,。
　　
12A01啟動的允許條件是PI（1）為1,即液位計未低報,、油壓未低報及油泵已經(jīng)啟動三個條件均滿足。在液位低報時,，12A01¬-ANDA.OUT為1,，使12A01P動作停12A01。

4,、結(jié)束語

PKS控制系統(tǒng)強大的功能模塊和其優(yōu)越性能保證了裝置按照設計方案在預定時間內(nèi)順利開車,。該PKS系統(tǒng)自2004年12月投用以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定,，沒有因DCS系統(tǒng)本身的問題對生產(chǎn)造成過影響,，而且由于該系統(tǒng)的開放性,、靈活性,、易操作性等優(yōu)越性能，能夠根據(jù)生產(chǎn)需要自主的進行一些過程點的組態(tài)操作,，如一些控制方案的增改,、聯(lián)鎖關系的變動，都能夠在不影響正常生產(chǎn)的前提下在線修改。