一　前言 　　南京化纖股份有限公司是一家大型化纖紡織股份制企業(yè)，具有近40年生產(chǎn)歷史，屬于化工類流程性生產(chǎn)企業(yè)。目前具備年產(chǎn)粘膠短、長絲各一萬噸的生產(chǎn)能力。為加快企業(yè)發(fā)展、增強(qiáng)競爭能力，提升生產(chǎn)力及產(chǎn)品質(zhì)量，南化公司目前實(shí)施的《制膠降耗環(huán)保技改工程》中，其主要的生產(chǎn)設(shè)備為引進(jìn)設(shè)備，該工程設(shè)計生產(chǎn)力為年產(chǎn)兩萬噸粘膠短纖制品，其他設(shè)備為國內(nèi)配套設(shè)備。為提高自動化水平，增強(qiáng)儀表控制系統(tǒng)的可靠性，我們在設(shè)計時考慮到該系統(tǒng)的繁雜性、邏輯關(guān)系嚴(yán)謹(jǐn)、順序控制多的特點(diǎn)，因此采用了DCS。 　　浙大中控SUPCON JX-300X DCS充分利用了最新信號處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠成熟的先進(jìn)控制算法，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入輸出運(yùn)算、過程控制和PLC聯(lián)鎖邏輯控制功能，獲得了廣泛應(yīng)用，特別是其性能價格比優(yōu)于同等規(guī)模的常規(guī)儀表系統(tǒng)，成了此項工程自動控制系統(tǒng)首選的產(chǎn)品。 二 工藝流程簡介 　　本工程是以化纖制膠工藝過程為控制對象的自動控制系統(tǒng)。工藝流程由原液車間制膠工藝和短絲車間紡絲工藝組成。系統(tǒng)構(gòu)架與工藝流程如圖1所示。 　　1. 原液車間 　　原液車間是以制膠工藝過程為主的生產(chǎn)車間，是整個制膠生產(chǎn)過程的核心組成部分。目前該車間的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備都是進(jìn)口的，包括黃化機(jī)2臺、一道KK濾機(jī)5臺、二道KK濾機(jī)3臺、脫泡桶1臺。該生產(chǎn)過程有較多密切相關(guān)的邏輯互聯(lián)關(guān)系，對自動控制系統(tǒng)而言顯得較復(fù)雜。我們設(shè)置黃化工序設(shè)立主操作站一個，另外2個現(xiàn)場操作站分別設(shè)在浸壓粉和熟成工序，主操作站有權(quán)接管其他2個現(xiàn)場操作站、正常狀態(tài)3個操作站也可獨(dú)立運(yùn)行。 　?。?）浸壓粉現(xiàn)場操作站涵蓋I/O：118點(diǎn)，其中AI：85、AO：11、DI：12、DO：10。 　　（2）黃化主操作站涵蓋I/O：418點(diǎn)，其中AI：67、AO：15、DI：198、DO：138。 　?。?）熟成現(xiàn)場操作站涵蓋I/O：200點(diǎn)，其中AI：40、AO：19、DI：112、DO：29。 　　2. 短絲車間 　　I/O變量：429，其中AI為81，AO為13，DI為136，DO為199。 　　短絲車間設(shè)紡絲、精煉操作站各一個，操作站根據(jù)生產(chǎn)工藝提出的要求進(jìn)行控制。每個操作站都配備中規(guī)?？删幊炭刂破鞲饕惶?。紡絲和精煉操作站所使用的控制系統(tǒng)應(yīng)采用三級通信網(wǎng)絡(luò)并設(shè)人機(jī)接口，由上位機(jī)組成控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)使控制系統(tǒng)與采樣系統(tǒng)和控制設(shè)備間通信更為密切，而預(yù)留的數(shù)據(jù)通道將擴(kuò)展向中央控制室提供可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。 　　紡絲現(xiàn)場操作站涵蓋：I/O：156點(diǎn)，其中AI：58、AO：5、DI：40、DO：53。 　　精煉現(xiàn)場操作站涵蓋：I/O：273點(diǎn)，其中AI：23、AO：8、DI：96、DO：146。 三　控制系統(tǒng)功能及要求 　　（1）該系統(tǒng)在浸壓粉工序和熟成工序設(shè)立相對獨(dú)立的現(xiàn)場操作站，每個操作站負(fù)責(zé)各自的生產(chǎn)維護(hù)功能彼此相互獨(dú)立，互不影響。 　?。?）該系統(tǒng)在黃化工序設(shè)立總操作站，除了負(fù)責(zé)黃化工序的正常生產(chǎn)控制，還應(yīng)具備控制浸壓粉工序和熟成工序的操作維護(hù)功能，并且對其相應(yīng)的操作站有更高的優(yōu)先權(quán)。 　?。?）各操作站之間的設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)連接，該網(wǎng)絡(luò)要進(jìn)行相應(yīng)的冗余設(shè)計，以保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性。 　?。?）該系統(tǒng)最上層要預(yù)留符合TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)管理操作接口，以備連接管理調(diào)度計算機(jī)，為今后實(shí)現(xiàn)全廠綜合管理自動化作好準(zhǔn)備。 　?。?）對重要關(guān)鍵部位的控制器、網(wǎng)絡(luò)、模塊、電源要進(jìn)行冗余配置，以保證各工序生產(chǎn)過程的可靠性。 　?。?）該系統(tǒng)與防爆設(shè)備相連的接口要采用相應(yīng)的防爆處理措施，達(dá)到所要求的防爆等級。 　?。?）該系統(tǒng)設(shè)計時要考慮到一定預(yù)留量，以備今后的擴(kuò)容。 　?。?）該系統(tǒng)的總操作站要有開發(fā)和運(yùn)行軟件功能，其余各操作站要有相應(yīng)的運(yùn)行功能，該系統(tǒng)的軟件要采用性能價格比相對較高的軟件，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。 　?。?）組態(tài)實(shí)用程序應(yīng)具備以下功能：過程變量的零點(diǎn)、量程及報警限設(shè)定;控制回路組態(tài);建立實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)庫;建立顯示趨勢圖畫面;建立報表;程序編輯和編譯;組態(tài)下載;組態(tài)在線修改;過程變量監(jiān)視;顯示和修改所有參數(shù)。 四 系統(tǒng)配置 　　JX-300X DCS由一個多功能站、5個操作站、5個控制站和過程控制網(wǎng)絡(luò)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2。 　　多功能站既可作操作站使用也可作工程師站使用。工程師站內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護(hù)工具。操作站是操作人員完成生產(chǎn)過程監(jiān)控管理任務(wù)平臺。多功能站和操作站的硬件組成完全一樣，包括工控PC機(jī)、CRT、鼠標(biāo)、鍵盤、網(wǎng)卡、專用操作員鍵盤、操作臺等。 　　控制站完成整個工業(yè)過程的實(shí)時監(jiān)控功能，由主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡件、供電單元等組成?？刂普镜母鞣N卡件均可冗余配置，為了增加系統(tǒng)的可靠性，我們對控制站的主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡進(jìn)行了冗余配置，控制回路的I/O卡件也采用冗余配置。 五 工程組態(tài) 　　SUPCON JX-300X DCS的組態(tài)包括主機(jī)設(shè)置、控制站組態(tài)、操作站組態(tài)，三者必須按順序完成。工程組態(tài)還包括組態(tài)下載和運(yùn)行維護(hù)。 　　1. 主機(jī)設(shè)置 　　它是對系統(tǒng)各主控制卡、操作站、工程師站在系統(tǒng)中的位置進(jìn)行組態(tài)，也就是每個站在過程控制網(wǎng)絡(luò)上的地址、每個控制站的運(yùn)算周期、是否冗余等的組態(tài)。 　　2. 控制站組態(tài) 　　它是指對控制站硬件和控制方案的組態(tài)，圖3為控制站組態(tài)流程。 　　在進(jìn)行控制站組態(tài)時須注意事項： 　?。?）首先進(jìn)行I/O組態(tài)，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡件、信號點(diǎn)、信號點(diǎn)參數(shù)設(shè)置的組態(tài)，組態(tài)時要按圖3中箭頭所示順序進(jìn)行; 　?。?）在進(jìn)行自定義控制方案組態(tài)時，最好先完成I/O組態(tài)、自定義變量定義，然后在SCKey組態(tài)軟件中啟動SCX編程語言編程（不要單獨(dú)啟動SCX編程語言），這樣SCX編程語言能直接引用已經(jīng)組態(tài)的信號點(diǎn)位號，減少輸入和編譯錯誤; 　　（3）自定義控制方案程序編譯通過后，必須在自定義回路中登錄，登錄的自定義回路號要和程序中的引用號相同; 　?。?）各種卡件的組態(tài)地址要和硬件地址相同; 　?。?）在進(jìn)行熱電阻信號點(diǎn)參數(shù)設(shè)置組態(tài)時，必須指明量程范圍; 　?。?）在進(jìn)行信號點(diǎn)參數(shù)設(shè)置組態(tài)時，信號點(diǎn)的報警使能狀態(tài)要組為使能（也就是選中報警）狀態(tài)，這樣，在監(jiān)控軟件運(yùn)行時，既可使該點(diǎn)有報警，也可禁止該點(diǎn)報警，否則在運(yùn)行時就不能使該點(diǎn)具有報警功能，如要更改，必須重新組態(tài)、編譯、下載; 　?。?）在進(jìn)行信號點(diǎn)參數(shù)設(shè)置組態(tài)時，報警值要根據(jù)工藝要求組態(tài)，如留到監(jiān)控軟件運(yùn)行時更改，當(dāng)重新下載軟件時，報警值就會變?yōu)樵M態(tài)值，影響安全運(yùn)行; 　　（8）報警級別并不是各種報警的優(yōu)先權(quán)，而是為了方便不同的操作小組查看相應(yīng)級別的報警。 　　3. 操作站組態(tài) 　　它是面向操作人員的計算機(jī)操作平臺的定義，主要包括操作小組設(shè)置、標(biāo)準(zhǔn)畫面組態(tài)（總貌畫面、趨勢曲線、控制分組、數(shù)據(jù)一覽）、流程圖、報表、自定義鍵、語音報警等6部分。操作站組態(tài)要注意以下事項： 　?。?）在進(jìn)行操作站組態(tài)時，必須先進(jìn)行操作小組設(shè)置，一個系統(tǒng)最多可組16個操作小組，每個操作小組可有不同的操作畫面; 　?。?）流程圖組態(tài)軟件、報表制作軟件最好在組態(tài)軟件SCKey下啟動; 　?。?）在繪制流程圖時，動態(tài)對象（數(shù)值、圖形）可以和非動態(tài)對象、其他動態(tài)對象重疊，當(dāng)動態(tài)對象和非動態(tài)對象重疊時，動態(tài)對象要置于圖形的最上層，一個動態(tài)對象不能和其他任何對象組合成組合對象，否則監(jiān)控軟件運(yùn)行時沒有動態(tài)效果，動態(tài)對象不能進(jìn)行剪切、粘貼，但可以在同一張流程圖上復(fù)制; 　?。?）趨勢（歷史）數(shù)據(jù)在操作站計算機(jī)硬盤上記錄的時間由趨勢畫面組態(tài)的存儲點(diǎn)數(shù)和存儲間隔決定。每張趨勢畫面的存儲點(diǎn)數(shù)可在1920～2592000點(diǎn)間選擇，存儲間隔可在1～3600s間任選，存儲點(diǎn)數(shù)乘以存儲間隔就是趨勢數(shù)據(jù)記錄的時間（s），如一張趨勢畫面組態(tài)的存儲點(diǎn)數(shù)為1920點(diǎn)，存儲間隔為1s，則可記錄1920s（32min）的趨勢數(shù)據(jù)，如存儲間隔改為60s，則可記錄1920min（32h）的趨勢數(shù)據(jù); 　?。?）每張趨勢畫面顯示的最大時間范圍為“960＊存儲間隔”，如存儲間隔為1s，則最大顯示時間為960s（16min）;如存儲間隔為60s，則最大顯示時間為960min（16h）; 　?。?）在趨勢畫面組態(tài)時，如組態(tài)的存儲間隔較長，觀察到的趨勢可能會和實(shí)際不一樣，特別是對變化較快的參數(shù)，因此對同一組參數(shù)，建議組兩張趨勢畫面，一張時間間隔為1s，一張時間間隔為60s，前者比較真實(shí)地反映參數(shù)的變化情況，后者便于觀察操作是否平穩(wěn)，便于生產(chǎn)管理; 　?。?）趨勢畫面中不能包含模擬輸出點(diǎn)，如想查看模擬輸出點(diǎn)的趨勢，可用參數(shù)：控制回路位號.MV。注意：模擬輸出點(diǎn)也不能操作，要想操作，必須建一個控制回路和其相連。 　　4. 組態(tài)下載 　　組態(tài)下載用于將上位機(jī)上的組態(tài)內(nèi)容編譯后下載到控制站。在修改與控制站有關(guān)的組態(tài)信息（主控制卡配置、I/O卡件配置、信號點(diǎn)組態(tài)、常規(guī)控制方案組態(tài)、SCX語言組態(tài)等）后，需要重新下載組態(tài)信息;如果修改操作站組態(tài)信息（標(biāo)準(zhǔn)畫面組態(tài)、流程圖組態(tài)、報表組態(tài)等）則不需要下載組態(tài)信息。 　　在組態(tài)下載畫面上有將要下載的組態(tài)文件信息和已經(jīng)下載（控制站正運(yùn)行）的文件信息，兩者都包括文件名、編譯日期及時間、文件大小、特征字。如果組態(tài)編譯后兩者的特征字相同，就可以不進(jìn)行組態(tài)下載;如果組態(tài)編譯后兩者的特征字不同，就必須進(jìn)行組態(tài)下載。在監(jiān)控軟件運(yùn)行時，如果指示操作站和控制站運(yùn)行軟件是否一致的指示燈閃爍，也必須進(jìn)入組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)下載。 　　組態(tài)下載有全部下載和部分下載兩種方式。全部下載將組態(tài)的所有內(nèi)容下載到控制站;部分下載可以選擇下載總體組態(tài)、AI、AO、常規(guī)控制回路信息，SCX語言程序、梯形圖程序或折線表定義。其中AI、AO、常規(guī)控制回路信息還可以選擇部分回路下載，此時必須指定想要下載的回路號，常規(guī)控制回路的回路號就是組態(tài)登記的回路號;AI的回路號就是所有已經(jīng)組態(tài)的AI點(diǎn)按硬件地址排列的順序號;如某控制站的1號和2號機(jī)籠均組態(tài)有一塊4回路AI卡件，1號機(jī)籠內(nèi)組態(tài)了4個AI點(diǎn)，2號機(jī)籠的卡件上組態(tài)了3個AI點(diǎn)，分別在卡件的1、2、4通道，則2號機(jī)籠AI卡件第4通道對應(yīng)的AI點(diǎn)的回路號就是7。同樣， AO的回路號就是所有已經(jīng)組態(tài)的AO點(diǎn)按硬件地址排列的順序號。 　　由于JX-300X DCS的內(nèi)部軟件地址采用上述方法確定，所以位號一旦組態(tài)，就不能刪除（除非所刪位號位于最后），硬件上空的點(diǎn)也不能插入組態(tài)新點(diǎn)（如上例中2號機(jī)籠中AI卡件的第3通道就不能組態(tài)使用），否則后面所有位號的軟件地址都會移位，造成系統(tǒng)混亂。因此在組態(tài)時，特別是需要在線修改時還要注意以下事項： 　?。?）最好I/O卡件的所有通道都要組態(tài)，無實(shí)際位號的用假位號代替，作為備用，這樣才能發(fā)揮硬件富余量的作用，將來如要用某一點(diǎn)，更改位號名并重新設(shè)置即可; 　?。?）不要刪除已經(jīng)組態(tài)的位號（除非所刪位號位于最后），不用的位號可以保留作為備用; 　?。?）如要增加位號，只能在所空硬件的最后增加，不可在中間插入，也就是說空的硬件點(diǎn)如沒有預(yù)先組態(tài)，就不能再使用，從而造成浪費(fèi); 　?。?）增加自定義變量時，應(yīng)在所有已定義的自定義變量的最后增加; 　?。?）自定義控制方案程序中應(yīng)盡量不用臨時變量（全局變量和局部變量），而使用自定義變量; 　?。?）自定義控制方案程序中的臨時變量也要在已有臨時變量的最后增加。 　　如果進(jìn)行了組態(tài)下載，就必須從工程師站向各操作站進(jìn)行組態(tài)傳送。否則，指示操作站和控制站運(yùn)行軟件是否一致的指示燈就會閃爍。 　　5. 運(yùn)行維護(hù) 　　4路電流輸入卡SP313的每一路均可接收0～10mA或4～20mA信號，既可向變送器供電也可以不供電，這4路信號分為兩組，其中1、2通道為一組，3、4通道為一組，兩組間的信號互相隔離，并且與控制站的電源隔離，但同一組內(nèi)的兩個信號采用同一個隔離電源供電，實(shí)際應(yīng)用中如需點(diǎn)點(diǎn)隔離，SP313卡就只能接受兩路信號，并且這兩路信號要分別接入不同組的兩個通道上。在對同一組的兩個現(xiàn)場變送器進(jìn)行維護(hù)時，要特別注意一個回路對另一個回路的影響，因為如果其中一個回路短路或因變送器故障輸出電流大于30mA（向外供電時的短路保護(hù)電流），SP313卡就會自動保護(hù)，造成兩個回路都無輸入。因此建議如需拆接變送器的端子接線，最好在室內(nèi)接線端子處先斷開回路，以免造成短路。 　　另外，如果同一組的兩個現(xiàn)場變送器全是智能變送器，那么手持通信器就不能和智能變送器通信，要想實(shí)現(xiàn)兩者間的通信，就必須斷開一個回路。 　　開關(guān)量輸入卡SP363X接收無源觸點(diǎn)信號或開關(guān)量輸出卡SP362X輸出無源晶體管觸點(diǎn)信號，通過卡件上的跳線可以選擇是7路或是8路輸入，當(dāng)選擇7路輸入時，一塊卡件上的7個回路公用一根地線;當(dāng)選擇8路輸入時，同一機(jī)籠中的所有SP363X或SP362X卡件的所有回路公用一根地線。因此，為了減少公用地線引起的風(fēng)險，應(yīng)將SP363X或SP362X卡件設(shè)置為7路輸入，維修時不要隨意動這根地線。 　　否則，如果公用地線斷路可能會造成使用同一公用地線的所有SP363X或SP362X卡件相繼燒毀。 　　JX-300X DCS提供的故障診斷畫面比較全面地顯示了控制站軟、硬件的運(yùn)行情況，一旦自檢到操作站和控制站通信、主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、I/O卡件故障，故障診斷畫面就會有相應(yīng)的顯示，并進(jìn)行聲音報警。 　　對于系統(tǒng)本身的各種故障，操作或DCS維護(hù)人員可根據(jù)操作畫面綜合信息欄內(nèi)的系統(tǒng)報警指示燈狀態(tài)進(jìn)行判斷。該指示燈正常時為綠色，一旦注意到該指示燈以紅色閃爍就可以利用故障診斷畫面進(jìn)行故障分析和排除。 六 結(jié)束語 　　該工程采用JX-300X DCS是國內(nèi)首次在粘膠行業(yè)成功應(yīng)用的中大型控制系統(tǒng)，具有較高的推廣價值。JX-300X DCS組態(tài)工作簡單明了，軟件功能豐富，能方便地實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的控制方案。該系統(tǒng)自投用以來，運(yùn)行效果良好，大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，控制效果平穩(wěn)，故障率很低。