1 裝置概述

大慶年產(chǎn)5萬(wàn)噸ABS裝置，1997年9月年年底開工投產(chǎn)裝置生產(chǎn)采用韓國(guó)味元公司的專利技術(shù)，2005年底改擴(kuò)建為年產(chǎn)ABS產(chǎn)品10萬(wàn)噸，該裝置采用乳液接枝聚合工藝，該工藝是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯為主要原料的三元共聚工藝過(guò)程；該工藝過(guò)程包括以下四個(gè)過(guò)程：首先是采用乳液聚合工藝的PB聚合反應(yīng)，然后是采用乳液接枝聚合丁藝的ABS接枝反應(yīng)，之后，ABS接枝聚合物通過(guò)凝聚、脫水、干燥制得ABS接枝粉料，最后是該粉料與SAN粒料和各種添加劑進(jìn)行均勻摻混用以生產(chǎn)ABS的最終產(chǎn)品。

2 控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件配置

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

針對(duì)改擴(kuò)建后的工藝及設(shè)備控制要求，采用橫河CS一3000系統(tǒng)。

隨著產(chǎn)業(yè)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)的生產(chǎn)及管理綜合自動(dòng)化成為必然趨勢(shì)。為此，橫河電機(jī)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造、研究開發(fā)上提出了面向21世紀(jì)的ETS（Enterprise Technology Solutions）的系統(tǒng)概念，從工廠的生產(chǎn)運(yùn)行 , 綜合效益為出發(fā)點(diǎn)，充分滿足工廠的各種需求，以最先進(jìn)的技術(shù) , 最可靠的產(chǎn)品 , 為用戶提供從設(shè)計(jì)開發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的完善、優(yōu)化適用的綜合決策方案。CS（Concentral Solution）系列綜合生產(chǎn)管理與控制系統(tǒng)CENTUM-CS3000，即是橫河ETS概念的最重要產(chǎn)品之一。

橫河電機(jī)的 CENTUM CS3000 是一套可靠的、穩(wěn)定的、開放的新一代的集散控制系統(tǒng)，是世界上第一套以 WINDOWS XP 為操作平臺(tái)的 DCS 系統(tǒng)。 它采用了最新的“Open Network Technologies”和經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)證明了的具有高可靠性的硬件和軟件。

CENTUM CS3000 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分靈活，可根據(jù)用戶的需要配置不同規(guī)模大小的系統(tǒng)， CS3000 擁有傳統(tǒng) DCS 系統(tǒng)所具有的所有的功能和特點(diǎn)，同時(shí)支持 HART 和基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線。不但可以和橫河前幾代系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，而且還可以與其他 DCS 、 PLC 、 ESD 廠家的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。通過(guò)與工廠上層管理系統(tǒng)包括 PIMS 、 LIMS 、以及 ERP 等系統(tǒng)的連接，可以完全實(shí)現(xiàn)工廠一體化管理，使工廠各個(gè)部門即使了解到現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況。

CENTUM-CS3000 綜合生產(chǎn)控制系統(tǒng)正是橫河公司為體現(xiàn) ETS 概念而開發(fā)生產(chǎn)的新一代集散型控制系統(tǒng)（DCS）的旗艦。

橫河電機(jī)CENTUM CS3000集散控制系統(tǒng)（DCS）是一個(gè)結(jié)構(gòu)真正開放的系統(tǒng)，較前幾代產(chǎn)品在性能上有很大的提高。該系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：

（1）采用Windows XP標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，支持DDE／OPC。

（2）獨(dú)家采用了4 CPU冗余容錯(cuò)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制站，實(shí)現(xiàn)了在任何故障及隨機(jī)錯(cuò)誤產(chǎn)生的情況下進(jìn)行糾錯(cuò)與連續(xù)不問斷地控制。

（3）采用橫河公司的V—NET控制總線，該控制總線速度可高達(dá)100 Mbps。滿足了用戶對(duì)實(shí)時(shí)性和大規(guī)模數(shù)據(jù)通訊的要求。

（4）較好的可擴(kuò)展性和與既有系統(tǒng)的兼容性。

在DCS控制系統(tǒng)中由2套控制站來(lái)完成I／O處理，數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)采集，模擬控制和順序控制；l套工程師站用于系統(tǒng)工程目的，如控制回路組態(tài)，畫面生成，報(bào)表生成等，以及過(guò)程趨勢(shì)和參數(shù)整定等；8臺(tái)操作站使操作員可以在正常和異常情況下對(duì)本站各設(shè)備進(jìn)行控制，并可監(jiān)視全線各站的操作數(shù)據(jù)和狀態(tài)，也可以對(duì)操作站進(jìn)行組態(tài)（見圖1）。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 硬件配置

2.2.1過(guò)程接口

2.2.1.1過(guò)程I／O卡件

接口硬件包括接線端子，輸入／輸出（I／O）卡件和連接電纜等，I／O卡件相關(guān)設(shè)備安裝在機(jī)柜室內(nèi)的各獨(dú)立機(jī)柜中，且符合有關(guān)國(guó)際制造標(biāo)準(zhǔn)。I／O卡件具備識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)接線斷路并發(fā)出報(bào)警的功能；輸出信號(hào)卡在設(shè)備故障時(shí)能保持輸出不變或達(dá)到預(yù)先設(shè)置的安全輸出值；用于熱電偶溫度檢測(cè)的I／O卡具備冷端溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｈ纾耗M輸入4～20mA DC和1～5V DC、模擬輸入mV和RTD模擬輸出4～20Made、干觸電輸入、開關(guān)量輸出（有源，24VDC由DCS系統(tǒng)供電）、脈沖輸入，除了上述I／O接口外還配置下列幾類（包括相應(yīng)的軟件）智能變送器接口；標(biāo)準(zhǔn)串口和并行通訊接口（如：RS一485、RS一422）；常用的PLC接口。

2.2.1.2 輸入處理

模擬輸入處理：在I／O卡件級(jí)完成濾波、工程單位轉(zhuǎn)換及對(duì)非線性輸入的線性化。觸電狀態(tài)檢查：由系統(tǒng)供電（24v）直流檢查現(xiàn)場(chǎng)觸電的狀態(tài)變化。

2.2.1.3 電氣隔離和沖擊

所有輸入輸出信號(hào)都與系統(tǒng)電氣隔離，所有的點(diǎn)與點(diǎn)之間為真正的光電隔離，所有輸入輸出卡件都滿足AN—SI37.90抗沖擊測(cè)試要求。

2.2.1.4 現(xiàn)場(chǎng)儀表的直流供電

DCS系統(tǒng)能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變送器進(jìn)行供電，其電壓在24V至26V之間可調(diào)并穩(wěn)壓。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的24-26V直流供電裝在系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)部，并冗余配置，以便在維護(hù)時(shí)移去電源而不影響對(duì)整個(gè)系統(tǒng)（包括擴(kuò)展部分）負(fù)載的供電。

2.2.2 過(guò)程控制站（FCS）

控制器能完成監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)和順序控制功能。包括：溫度、壓力、流量、液位的檢測(cè)、溫壓補(bǔ)償、PID調(diào)節(jié)和各種復(fù)雜調(diào)節(jié)，各種閥門的開關(guān)、各種油泵的啟停等順序控制、各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和聯(lián)鎖保護(hù)等，控制器還支持高級(jí)語(yǔ)言用于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的顯見控制策略。

2.2.2.1 硬件冗余

為了保證系統(tǒng)的可靠性，過(guò)程控制站的電源、控制器、通訊卡和控制用I／O卡等按l：l冗余配置，一旦主控制硬件出現(xiàn)故障，后備控制硬件自動(dòng)提供不問斷控制。

2.2.2.2 模擬控制功能

模擬控制功能包括各類反饋、前饋、串級(jí)及科學(xué)計(jì)算功能，標(biāo)準(zhǔn)算法有：PID控制、計(jì)算、報(bào)警、邏輯控制、數(shù)據(jù)傳送功能。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 順序控制功能

順序控制功能可由操作員請(qǐng)示或自動(dòng)地啟動(dòng)和停止。它可以根據(jù)操作員的命令或選定的模擬和數(shù)字信號(hào)自動(dòng)動(dòng)作，執(zhí)行特定功能。它還可對(duì)不正常的條件、中斷等做出報(bào)警，完成對(duì)各種設(shè)備和操作的監(jiān)視和報(bào)警。操作員通過(guò)顯示屏可以監(jiān)視順序執(zhí)行過(guò)程并且隨時(shí)可以中斷順序。在解除危險(xiǎn)后還可以恢復(fù)被中斷的順序。

3.2 軟件配置

操作軟件采用WindowsXP中文操作系統(tǒng)，支持OPC數(shù)據(jù)及畫面的傳送功能；工程師軟件采用WindowsXP系統(tǒng)，具有無(wú)線測(cè)試等功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)和控制系統(tǒng)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)視和操作。

3.3 系統(tǒng)通訊

通訊系統(tǒng)為全冗余的工業(yè)化數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，每段電纜可達(dá)2公里（無(wú)中斷設(shè)備）。通訊系統(tǒng)為控制站、操作站、工程師站提供可靠的高速數(shù)據(jù)傳送，傳送速率為10Mb以上。雙重化的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)能夠自動(dòng)切換，并產(chǎn)生系統(tǒng)診斷報(bào)警；在切換時(shí)數(shù)據(jù)不丟失。

軟件可以進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)、生成、應(yīng)用軟件編輯，通過(guò)圖形界面，交互式菜單會(huì)話，方便快捷，不需要使用者具備很多計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，組態(tài)文件可以在線修改下裝，而不停止控制站的CPU。

4 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)應(yīng)用后，適合小規(guī)模到超大規(guī)模的裝置生產(chǎn)，對(duì)ABS裝置小粒徑、冰箱板材等新產(chǎn)品的開發(fā)，提供了系統(tǒng)可靠性及穩(wěn)定性；創(chuàng)建了包容ERP，MES的高級(jí)管理信息系統(tǒng)，以及包括控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所有內(nèi)容的企業(yè)網(wǎng)，可以處理關(guān)于全部操作管理操作支持、工程管理、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理等所有內(nèi)容，提供工廠（車間）級(jí)的所有控制和管理功能，并集成全企業(yè)的信息管理功能。