iFIX在3150紙機(jī)DCS中的應(yīng)用
1 引言
黑龍江省斯達(dá)造紙有限公司是從事生產(chǎn)(國家專利技術(shù)生產(chǎn))精制牛皮紙、精制松木漿，以精制牛皮紙為主導(dǎo)的系列牛皮工業(yè)技術(shù)用紙的國有企業(yè)。3150紙機(jī)是斯達(dá)造紙有限公司利用外資和國有法人大股份投資建立的現(xiàn)代化、符合國際標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線。它的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了管控一體化，是高度的人機(jī)控制系統(tǒng)。3150紙機(jī)的控制系統(tǒng)包含了一個(gè)多億的投資，控制室的23臺(tái)計(jì)算機(jī)完全在自動(dòng)控制下進(jìn)行操作，所有數(shù)據(jù)向管理網(wǎng)的200多臺(tái)計(jì)算機(jī)開放，使每個(gè)人都可以介入運(yùn)行，而且可以在幾百公里以外的總部監(jiān)視運(yùn)行狀況。
3150紙機(jī)控制系統(tǒng)包括質(zhì)量控制系統(tǒng)QCS(Quality Control System)，集散控制系統(tǒng)DCS(Distribution Control System)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC(Direct Digital Control)等幾大部分。黑龍江省斯達(dá)浩普系統(tǒng)工程有限公司負(fù)責(zé)的是DCS控制。DCS集散型控制系統(tǒng)就是將采集和控制分散在多個(gè)現(xiàn)場控制站，而將操作和監(jiān)視功能集中在一個(gè)操作站。它的突出優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的硬件和軟件都具有靈活的組態(tài)和配置能力。
根據(jù)斯達(dá)造紙有限公司對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，下位機(jī)軟件采用了美國霍尼韋爾公司的Control Builder編程，上位機(jī)采用美國Intellution公司的iFix組態(tài)軟件。
2 intellution iFix 軟件的特點(diǎn)
通過在斯達(dá)造紙有限公司3150紙機(jī)DCS控制系統(tǒng)中iFix的實(shí)際應(yīng)用，深深地感到iFix軟件具有許多優(yōu)點(diǎn)，而且，作者認(rèn)為，下列優(yōu)點(diǎn)是其它組態(tài)軟件所不及的:
(1) iFix軟件功能強(qiáng)大
對(duì)控制系統(tǒng)中所要求實(shí)現(xiàn)的控制功能都能實(shí)現(xiàn);
(2) 內(nèi)嵌VBA(Visual Basic for Application)編程，簡便易學(xué)
在不需要懂得很多VBA編程技巧的情況下，也能發(fā)揮出VBA的強(qiáng)大功能;
(3) 畫圖功能非常強(qiáng)大
iFix軟件包含大量圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開發(fā)系統(tǒng);
(4) 結(jié)構(gòu)簡單，組態(tài)靈活方便，效率高;
(5) iFix提供真正的分布式、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)提供最大的可擴(kuò)展性;
(6) iFix采用許多工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，保證其開放性和可擴(kuò)展性，使得系統(tǒng)的開發(fā)和集成變得十分簡便;
(7) 可靠性高，維護(hù)簡便。
3 iFIX在3150紙機(jī)DCS控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
黑龍江省斯達(dá)造紙有限公司3150紙機(jī)DCS控制系統(tǒng)包括5個(gè)子系統(tǒng):白水回收工段控制系統(tǒng)、打漿工段控制系統(tǒng)、抄紙工段控制系統(tǒng)、三段通汽工段控制系統(tǒng)、進(jìn)口壓力篩控制系統(tǒng)。每個(gè)控制系統(tǒng)使用獨(dú)立的UMC800控制器來實(shí)現(xiàn)。5個(gè)UMC800系統(tǒng)彼此互相聯(lián)系，但又有著相對(duì)的獨(dú)立性，如果有一臺(tái)發(fā)生故障也不會(huì)影響其它工作站的運(yùn)行。因此整個(gè)系統(tǒng)采用控制環(huán)節(jié)分散、數(shù)據(jù)處理集中的方式，即多操作站的DCS系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的主要控制對(duì)象是各種漿池的液位，汽和漿的流量，電機(jī)和各種調(diào)節(jié)閥等。
3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
系統(tǒng)配置圖如圖1所示。
圖1 DCS系統(tǒng)配置圖
·UMC800與上位機(jī)采用RS485通訊協(xié)議實(shí)時(shí)通信;
·操作員站與工程師站間可以通過TCP/IP協(xié)議互訪資源;
·工程師站通過服務(wù)器可與MIS信息管理層進(jìn)行資源互訪，管理層可以及時(shí)看到工程師站中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)，報(bào)表記錄等信息。
3.3 客戶端軟件
為使現(xiàn)場操作人員使用方便，并考慮到工藝工程師和控制工程師的需要，每一個(gè)工段配置一臺(tái)上位監(jiān)控微機(jī)，作為普通級(jí)操作員站，利用iFIX iClient Readonly作為整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程客戶端，實(shí)現(xiàn)畫面組態(tài)，實(shí)時(shí)察看DCS控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，顯示現(xiàn)場的工藝流程狀況，監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，并將設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警信息反映在上位監(jiān)控畫面上;又可以方便的查詢各數(shù)據(jù)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)并形成歷史趨勢曲線及列表，操作員還可通過上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行操作和控制。iFIX是一個(gè)集成的完整系統(tǒng)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)有自己的節(jié)點(diǎn)名，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)都有自己的點(diǎn)名。每臺(tái)上位機(jī)之間可互相訪問節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫。iFIX網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的讀取都通過標(biāo)識(shí)SCADA Server節(jié)點(diǎn)名、數(shù)據(jù)點(diǎn)名及數(shù)據(jù)域來識(shí)別。
4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
利用iFix開發(fā)的斯達(dá)造紙有限公司3150紙機(jī)DCS控制系統(tǒng)上位監(jiān)控程序具有良好的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了以下功能:
(1) 與下位UMC800的通訊
iFix提供了豐富的I/O(輸入/輸出)服務(wù)程序，能夠與眾多廠家的控制器通訊。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) Server監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集服務(wù)器直接連接到物理I/O,建立并維護(hù)過程數(shù)據(jù)庫。通訊方便可靠。
(2) 各種監(jiān)控畫面的切換
根據(jù)3150紙機(jī)的工藝要求，作者為DCS控制系統(tǒng)的監(jiān)視程序制作了十多幅監(jiān)視控制畫面。包括主畫面，每個(gè)工段的工藝流程畫面，電機(jī)的啟?？刂飘嬅妫瑘?bào)警畫面，歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢曲線，數(shù)據(jù)查詢，報(bào)表，自動(dòng)手動(dòng)切換畫面等等。每幅畫面都能夠方便的進(jìn)行切換。
通過監(jiān)視動(dòng)態(tài)畫面，操作員可以很方便地監(jiān)視時(shí)設(shè)備狀態(tài)，如液位的高低，閥門的開度等，并及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。五臺(tái)上位機(jī)通過聯(lián)網(wǎng)，各自的畫面也能互相操作。
(3) 自動(dòng)/手動(dòng)回路的切換
對(duì)于調(diào)節(jié)回路有兩種控制方式，自動(dòng)調(diào)節(jié)和手動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)點(diǎn)擊畫面上的自動(dòng)或手動(dòng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)，可以切換自動(dòng)手動(dòng)方式。在自動(dòng)狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路由下位機(jī)進(jìn)行控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開度。此時(shí)，若點(diǎn)擊閥門，將出現(xiàn)提示窗口，提示此時(shí)是處于自動(dòng)狀態(tài)下，不能手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。若處于手動(dòng)狀態(tài)下，操作工可以自行調(diào)節(jié)閥門開度。
(4) 用標(biāo)簽組實(shí)現(xiàn)控制過程中相同的生產(chǎn)線
由于本控制系統(tǒng)中有幾十條調(diào)節(jié)控制回路，所以采用標(biāo)簽組的方法用一個(gè)畫面來實(shí)現(xiàn)多個(gè)控制過程。當(dāng)打開一個(gè)畫面或切換當(dāng)前畫面時(shí)系統(tǒng)可以讀取標(biāo)簽組文件，并且使用其中所定義的過程值替代圖中的標(biāo)記。使用標(biāo)簽組顯著的節(jié)省寶貴的系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間。
(5) 安全保護(hù)
本上位監(jiān)控系統(tǒng)具有安全保護(hù)功能。系統(tǒng)除了操作員和管理員可以進(jìn)行各自的工作，其他人員不能操作。操作員和管理員分別有自己的權(quán)限。當(dāng)上位機(jī)一開機(jī)，系統(tǒng)就自動(dòng)進(jìn)入iFix的運(yùn)行畫面，用戶注冊(cè)后方可進(jìn)行操作。在運(yùn)行過程中，操作員和管理員可以根據(jù)自己的需要隨意更改各自的口令。
(6) 數(shù)據(jù)查詢
a) 查詢各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，確認(rèn)設(shè)備是否處于正常工作狀態(tài);
b) 查詢各種流量計(jì)的流量和流量累積值;
c) 查詢標(biāo)簽的歷史數(shù)據(jù)。
(7) 數(shù)據(jù)上傳
由于管理層的需要，必須把一些重要的參數(shù)如流量、流量累積值、平均值等送到管理層數(shù)據(jù)庫中。在調(diào)度處理器Scheduler中利用VBA編程將所要的數(shù)據(jù)送到上層數(shù)據(jù)庫中。
(8) 信息提示
對(duì)于一些重要的操作，為了防止操作工誤操作設(shè)了一些提示，使操作員按提示操作，避免了錯(cuò)誤的發(fā)生。如“請(qǐng)先選擇所要查詢的時(shí)間”、“確實(shí)要打印嗎？請(qǐng)按‘確定’按鈕”等。
(9) 設(shè)備報(bào)警
當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，如紙機(jī)斷紙、液位過高等，報(bào)警狀態(tài)欄中就會(huì)出現(xiàn)提示，并通過聲音進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警狀態(tài)欄根據(jù)報(bào)警設(shè)備的優(yōu)先級(jí)現(xiàn)示不同的報(bào)警顏色，提示操作員及時(shí)處理。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，打印機(jī)可自動(dòng)打印報(bào)警信息。
(10) 報(bào)表打印
操作員可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要打印一些與生產(chǎn)相關(guān)的報(bào)表。如年報(bào)表，月報(bào)表等。
5 結(jié)束語
目前斯達(dá)造紙有限公司3150紙機(jī)DCS控制系統(tǒng)已經(jīng)正常使用。該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，操作容易，維護(hù)方便。使用iFix開發(fā)的上位監(jiān)控程序功能完善，綜合性強(qiáng)，人機(jī)界面美觀友好，注重實(shí)用，得到了廠家的好評(píng)。
文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
服務(wù)咨詢