商艷國（唐山三友遠達纖維有限公司，河北　唐山　063305）

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粘膠短纖維工序中DCS控制系統(tǒng)分析

商艷國
（唐山三友遠達纖維有限公司，河北唐山063305）

摘要：隨著我國生產(chǎn)力的不斷發(fā)展及自動化技術水平的不斷提高，目前的化工企業(yè)在粘膠纖維生產(chǎn)中都采用了DCS控制系統(tǒng)，一方面節(jié)約了生產(chǎn)成本，另一方面提高了企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。本文分析了DCS控制系統(tǒng)核心的框架結構及功能和相關要求，以供參考。

關鍵詞：粘膠纖維工序；DCS控制系統(tǒng)；系統(tǒng)分析

在化工企業(yè)粘膠纖維生產(chǎn)中DCS控制系統(tǒng)技術的應用現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟。源自它自動化程度高，為企業(yè)提供準確、及時的數(shù)據(jù)，為穩(wěn)定生產(chǎn)、工藝尋優(yōu)、合理利用能源和降低生產(chǎn)成本提供了手段。據(jù)不完全統(tǒng)計，整個系統(tǒng)通過自動化控制完成對粘膠短纖維的產(chǎn)品一等品率達到95%以上。

1 DCS控制系統(tǒng)

DCS的骨架系統(tǒng)可以說就是計算機網(wǎng)絡，其次才是連接在網(wǎng)絡上的三類節(jié)點—面向被控過程現(xiàn)場的現(xiàn)場I/O控制站、面向操作人員的操作員站和面向DCS監(jiān)督管理人員的工程師站等，具體如圖1所示。從圖1可以看出，它可以分為若干個服務器，操作員站、工程師站及現(xiàn)場控制站、系統(tǒng)工作站等。操作員站提供的是供運行人員進行操作的操作平臺，它是確保系統(tǒng)各功能充分發(fā)揮和利用，主要完成像報警的顯示和確認，報表或事故順序的打印等。工程師站是每個技術員生產(chǎn)和修改應用系統(tǒng)的平臺，它的主要功能體現(xiàn)在控制回路生產(chǎn)某系統(tǒng)的4個控制回路，完成某個系統(tǒng)中的原理圖，報警圖等的系統(tǒng)模擬效果，還可以完成系統(tǒng)的配置組態(tài)，應用系統(tǒng)的生成等。另外一方面還可以編譯和下裝各種應用軟件和數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)場控制站是完成對過程現(xiàn)場I/O處理的直接數(shù)字控制器（DDC），它對現(xiàn)場發(fā)生的過程量作數(shù)字采集和存貯，并通過網(wǎng)絡向上傳送，同時本身也完成局部的閉環(huán)控制與順序控制。它一般是由主控制卡，數(shù)據(jù)轉發(fā)卡和I/O卡件等組成，為了增加系統(tǒng)的可靠性我們一方面也對控制站的主控制卡，數(shù)據(jù)轉發(fā)卡進行冗余配置，控制回路的I/O卡件同樣地我們也采用冗余配置。而所謂的I/O控制站。在實際控制應用中像模擬量、脈沖量等它們這些的輸入輸出及相關信號的采集轉換和處理都是由I/O控制站來完成的。實時數(shù)據(jù)庫。它是DCS控制系統(tǒng)最基本的信息資源，這些實時數(shù)據(jù)由實時數(shù)據(jù)庫存儲和管理。在DCS中，建立和修改實時數(shù)據(jù)庫記錄比較常用的方法是通用數(shù)據(jù)庫工具軟件生成數(shù)據(jù)庫文件，系統(tǒng)直接利用這種數(shù)據(jù)格式進行管理或采用某種方法將生成的數(shù)據(jù)文件轉換為DCS所要求的格式。報表的生成。一般來說，不同的DCS在報表打印功能方面存在較大的差異，所以操作員在進行報表打印時候只能通過組態(tài)軟件中的報表生成部分進行組態(tài)。

2 控制系統(tǒng)的功能和相關要求

在實際生產(chǎn)中，控制系統(tǒng)的功能一般體現(xiàn)在以下幾個方面：DCS控制系統(tǒng)主要涵蓋原液車間的制膠工藝自動化控制、紡絲車間的紡絲生產(chǎn)工藝的自動化控制和三廢治理或回收的自動化控制。另外對原液車間工藝主要實現(xiàn)控制包括：實現(xiàn)喂粕速度、浸漬桶液位、溫度的調節(jié)控制。對黃化機能夠實現(xiàn)復雜的邏輯控制，對KKF濾機過膠量進行優(yōu)化控制等。對紡絲車間工藝主要實現(xiàn)了精練機的糾偏、速度同步控制；紡絲產(chǎn)量速度控制。完成了信號處理和傳遞、信號接收和顯示、報表生產(chǎn)和歷史數(shù)據(jù)存儲、打印和報警等功能。同時，這個系統(tǒng)對三廢治理或回收工藝實現(xiàn)自動化控制，使整個生產(chǎn)流程安全環(huán)保清潔，生產(chǎn)企業(yè)有效的實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟和社會效益，深受好評和信賴。它的多功能站在工作中既可以作為操作站使用也可以作為工程師站使用。一般地工程師站設有相應的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護工具。操作人員完成生產(chǎn)過程中的監(jiān)控管理。另外多功能站和操作站的硬件組成完全一樣，包括像標準畫面組態(tài)、流程圖、報表、語音報警及小組設置等部分。在控制站完成的整個過程中都能實時做到監(jiān)控效果，并有主控制卡和數(shù)據(jù)轉發(fā)卡等單元組成?？刂普镜亩喾N卡件均可實現(xiàn)冗余配置。為了增加系統(tǒng)的可靠性，有時候需要對主控制卡，數(shù)據(jù)轉發(fā)卡進行必要的冗余配置，控制回路的I/O卡件也需要冗余配置。另外，各操作站之間的設備要通過標準的以太網(wǎng)連接，需要注意的是這個網(wǎng)絡要進行必要的處理，那就是冗余設計。同時對那些重要部位的模塊，控制器及電源等也要進行冗余配置。同時系統(tǒng)在浸壓粉和熟成工序環(huán)節(jié)匯總要設立獨立的操作站，同時還要保障每個操作站要負責獨自的維護。另外它的總操作站要有開發(fā)和運行軟件功能，其余的要有相應的運行功能，軟件要采用性能價格比較高的軟件。在組態(tài)應用程序上，過程變量的零點，量程等限設定，控制回路組態(tài)，在組態(tài)下載，組態(tài)在線修改等。除此之外，對于DCS控制系統(tǒng)本身的各種故障，操作或DCS維護人員可根據(jù)操作畫面綜合信息欄內的系統(tǒng)報警指示燈狀態(tài)進行判斷。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行故障分析和排除。

結語

根據(jù)上面的闡述，我們得知DCS控制系統(tǒng)它是以微處理機為基礎，以操作和管理集中為特性，集先進的計算機技術、CRT技術和控制技術于一體的新型控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代計算機和通訊網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展，DCS控制系統(tǒng)正向著多元化、開放化及集成管理方向發(fā)展，使那些不同型號的DCS可以互連，并進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)上網(wǎng)，成為過程工業(yè)自動控制的主流。

參考文獻

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中圖分類號：TP273

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