WebField JX-300X DCS在航空汽油装置上的应用

摘  要： 本文简要介绍了Webfield JX-300X DCS特点，叙述了控制系统的总体设计方案，重点说明了JX-300X DCS与其他智能设备间通讯的实现和过程顺序控制(SFC)。 关键词： DCS；数据通讯；过程顺序控制(SFC) Abstract: This text has introduced the WebField JX-300X DCS characteristics briefly and narrated the overall design plan of the control system. The main content is about the realization of communication, transportation and information between the JX-300X DCS and other intellectual equipments，process sequence control(SFC). Keyword: DCS; Communication of the data; process sequence control(SFC) 0.引  言 　　朝鲜凤南化工厂位于朝鲜新义州市，与我国丹东市隔江相望。朝鲜凤南化工厂隶属于朝鲜石油总公社，年处理原油150万吨，是朝鲜石油化工行业主要大型企业。本套系统由一个操作站、一个控制站、一个外配站及一个工程师站构成。

　　此次航空汽油试验装置选择采用浙大中控JX-300X DCS，很好的完成了现场数据的实时采集、现场设备的顺序控制以及异构系统的互联。浙大中控JX-300X DCS的稳定投运，大大得提高了朝鲜凤南化工厂的工作效率，降低了工人的劳动强度。 1.WebField JX-300X DCS 　　JX-300X DCS的基本组成包括工程师站（ES）、操作站（OS）、控制站（CS）和通讯网络SCnet II。在通讯网络上挂接通信接口单元（CIU）可实现JX-300X DCS与PLC等数字设备的连接；通过多功能计算站（MFS）和相应的应用软件AdvanTrol-PIMS可实现与企业管理计算机网的信息交换，从而实现整个企业生产过程的管理、控制全集成综合自动化。JX-300X DCS覆盖了大型集散系统的安全性、冗余功能、网络扩展功能、集成的用户界面及信息存取功能,系统规模变换灵活，可以实现从一个单元的过程控制，到全厂范围的自动化集成。 　　JX-300X DCS控制网络SCnet Ⅱ连接工程师站、操作站、控制站和通讯处理单元。通讯网络采用总线形或星形拓扑结构，曼彻斯特编码方式，遵循开放的TCP/IP协议和IEEE802.3标准。SCnet Ⅱ采用1∶1冗余的工业以太网，TCP/IP的传输协议辅以实时的网络故障诊断。其特点是可靠性高、纠错能力强、通信效率高。SCnet Ⅱ真正实现了控制系统的开放性和互连性。通过配置交换器（SWITCH），操作站之间的网络速度达100Mbps，而且可以接多个SCnet Ⅱ子网，形成一种组合结构。 2.装置控制系统总体设计 　　朝鲜石油总工社凤南化工厂航空汽油试验装置JX-300X DCS由两个操作站（一个兼做工程师站）、一个控制站、一台外配柜及一个打印机台构成，该项目控制柜中加装1个电源箱机笼、6个机笼、5个I/O机笼、2个HUB。该项目通过浙大中控SP244通讯接口卡与OMRON PLC型号为CTM1A-20CR进行通讯。系统的结构组成见 图1。

　　JX-300X DCS控制站通过主控制卡、数据转发卡和多功能智能I/O卡件实现现场过程信号的采集、处理、控制等。JX-300X DCS中主控制卡、数据转发卡及控制系统内部、外部网络、控制I/O卡件均按冗余配置。控制站的所有卡件，都按智能化要求设计，均采用专用的微处理器，负责该卡件的控制、检测、运算、处理以及故障诊断等工作，在系统内部实现了全数字化的数据传输和数据处理。 3．DCS复杂顺序控制的实现 　　朝鲜石油总工社凤南化工厂航空汽油试验装置JX-300X DCS控制难点集中在复杂顺序控制实现。该复杂顺控共涉及16（V1-V16）个阀，5个一组分三组，其中V13阀三塔公用，分别控制对应塔的物料进出。正常生产过程中三个塔中有两个处于工作状态时，另一个处于再生状态。其间相互切换的时间为一个星期。顺控逻辑图见 图2

工作设备切换： 第一周：设备I/设备II工作 第二周：设备II/设备III工作 第三周：设备III/设备I工作 第四周：设备I/设备II工作 第五周：设备II/设备III工作 第六周：设备III/设备I工作 具体说明： 　　初始化可以人工选择设备组合进行生产，现以设备I/设备II工作为例： 设备I对应阀：V7   V10  V1  V4  V14    设备I对应阀：V8   V11  V2  V5  V15 　　第一步设备启动，V1  V4  V15  V13阀开,设定5分钟时间到（人工可设定），并且相应16个阀位反馈符合切换条件后，进入下一步；第二步V1  V4  V8  V11阀开，设定25分钟时间到（人工可设定），并且相应16个阀位符合切换条件后，进入下一步；第三步V14  V2  V5  V13阀开，设定5分钟时间到（人工可设定），并且相应16个阀位符合切换条件后，进入下一步；第四步V7  V10  V2  V5阀开，设定25分钟时间到（人工可设定），并且相应16个阀位符合切换条件后，再次循环以上工作方式。两台设备以此种方式运行一周时间（人工设定设定），通过总时间的设定来控制这一周的运行，考虑到阀动作的时间，即DI阀位反馈信号与DO操作阀输出信号的滞后特点，在两设备到达一周设定时间后，设备会将现在正在运行的方式运行到第四步结束后自动进行设备间的工作切换。具体设备分组阀工作逻辑见 图3。

　　针对本项目的顺序控制部分，制作了两幅流程图《STEP BY STEP DO》、《STEP CONDITION》。 　　《STEP BY STEP DO》主要反映各电磁阀的DO输出情况及阀位反馈状态。 　　《STEP CONDITION》主要反映顺控各步的进行状态。 操作人员在两幅流程图上均可以对顺控进行日常操作。具体操作界面见下图。

《STEP BY STEP DO》

《STEP CONDITION》

流程图画面说明： 　　1．流程图上方有流程图翻页快捷按钮（如下图），每个按钮对应各幅流程图，按钮标识即为流程图名称。

　　2．流程图当前运行步的指示（如下图）。

　　3．流程图显示的设备和对应电磁阀分组情况，以及当前阀DO输出状态（如下图）。

　　4．当前步情况，及当前设备运行情况（如下图）。

　　5．电磁阀的相应位号、DO输出及阀位反馈DI对应情况（如下图）。

《STEP BY STEP DO》操作说明： 　　操作人员可以操作部分如下图

《STEP CONDITION》操作说明： 　　操作人员可以操作部分如下图

　　四个操作按钮分别为FORCE、RESET、START、STOP；一个手工置步操作框SET STEP；七个手工设定时间的操作框。 　　操作面板如下：

　　RESET：顺控操作的总复位按钮，操作权限为工程师及以上级。该按钮为ON时，系统总复位，所有DO点均为OFF。 　　START：顺控操作的开始按钮，操作权限为操作员及以上级。该按钮为ON时，顺控程序启动，按钮自动复位为OFF。 　　STOP： 顺控操作的暂停按钮，操作权限为操作员及以上级。该按钮为ON时，顺控程序暂停在当前步；操作按钮为OFF时，顺控程序继续正常运行。 　　FORCE：顺控操作的强制步进按钮，操作权限为工程师及以上级。该按钮为ON时，顺控程序不判断步进条件，强制进入下一步，按钮自动复位为OFF。 　　SET STEP：顺控操作的启动设置框，操作权限为工程师及以上级。操作员可以选择运行设备组合。 　　SETTIMEx：顺控操作的设定时间面框，操作权限为工程师及以上级。操作人员可以设定步运行时间。共有4个步设定时间面框及1个总时间设定面框。 　　VALVESETx：电磁阀反馈报警时间设定面框，操作权限为操作员及以上级。在设定时间内如果电磁阀的反馈状态与其相应的输出状态不对应，则产生报警信号。 4. DCS与其他智能设备的通讯实现 　　朝鲜石油总工社凤南化工厂航空汽油试验装置JX-300X DCS与现场一台OMRON PLC之间进行通讯，PLC型号为CTM1A-20CR。 （1）通讯模式、通讯接口电气标准： 符合RS-232、RS-485国际标准。 （2）通讯协议：  采用串行通讯方式，HOSTLINK；  通讯参数：波特率9600，无奇偶校验，8位数据位，1位停止位；  通讯控制方式：采用主从控制方式，SP244通讯接口网关卡为主站，通讯转换器为从站；  通讯距离：200米  通讯数据：P