|
1 引言
黑龙江省斯达造纸有限公司是从事生产(国家专利技术生产)精制牛皮纸、精制松木浆，以精制牛皮纸为主导的系列牛皮工业技术用纸的国有企业。3150纸机是斯达造纸有限公司利用外资和国有法人大股份投资建立的现代化、符合国际标准的生产线。它的特点是实现了管控一体化，是高度的人机控制系统。3150纸机的控制系统包含了一个多亿的投资，控制室的23台计算机完全在自动控制下进行操作，所有数据向管理网的200多台计算机开放，使每个人都可以介入运行，而且可以在几百公里以外的总部监视运行状况。
3150纸机控制系统包括质量控制系统QCS(Quality Control System)，集散控制系统DCS(Distribution Control System)，直接数字控制系统DDC(Direct Digital Control)等几大部分。黑龙江省斯达浩普系统工程有限公司负责的是DCS控制。DCS集散型控制系统就是将采集和控制分散在多个现场控制站，而将操作和监视功能集中在一个操作站。它的突出优点是系统的硬件和软件都具有灵活的组态和配置能力。
根据斯达造纸有限公司对电气控制系统的要求，下位机软件采用了美国霍尼韦尔公司的Control Builder编程，上位机采用美国Intellution公司的iFix组态软件。 2 intellution iFix 软件的特点
通过在斯达造纸有限公司3150纸机DCS控制系统中iFix的实际应用，深深地感到iFix软件具有许多优点，而且，作者认为，下列优点是其它组态软件所不及的:
(1) iFix软件功能强大
对控制系统中所要求实现的控制功能都能实现;
(2) 内嵌VBA(Visual Basic for Application)编程，简便易学
在不需要懂得很多VBA编程技巧的情况下，也能发挥出VBA的强大功能;
(3) 画图功能非常强大
iFix软件包含大量图形工具，使用户能够快速简单地开发系统;
(4) 结构简单，组态灵活方便，效率高;
(5) iFix提供真正的分布式、客户/服务器结构，为系统提供最大的可扩展性;
(6) iFix采用许多工业标准技术，保证其开放性和可扩展性，使得系统的开发和集成变得十分简便;
(7) 可靠性高，维护简便。
3 iFIX在3150纸机DCS控制系统中的应用
3.1结构设计
黑龙江省斯达造纸有限公司3150纸机DCS控制系统包括5个子系统:白水回收工段控制系统、打浆工段控制系统、抄纸工段控制系统、三段通汽工段控制系统、进口压力筛控制系统。每个控制系统使用独立的UMC800控制器来实现。5个UMC800系统彼此互相联系，但又有着相对的独立性，如果有一台发生故障也不会影响其它工作站的运行。因此整个系统采用控制环节分散、数据处理集中的方式，即多操作站的DCS系统。控制系统的主要控制对象是各种浆池的液位，汽和浆的流量，电机和各种调节阀等。
3.2 系统结构框图
系统配置图如图1所示。
图1 DCS系统配置图
·UMC800与上位机采用RS485通讯协议实时通信;
·操作员站与工程师站间可以通过TCP/IP协议互访资源;
·工程师站通过服务器可与MIS信息管理层进行资源互访，管理层可以及时看到工程师站中的实时数据、历史数据，报表记录等信息。
3.3 客户端软件
为使现场操作人员使用方便，并考虑到工艺工程师和控制工程师的需要，每一个工段配置一台上位监控微机，作为普通级操作员站，利用iFIX iClient Readonly作为整个系统的远程客户端，实现画面组态，实时察看DCS控制系统的实时现场数据，显示现场的工艺流程状况，监测现场设备运行状况，并将设备正常运行状态及报警信息反映在上位监控画面上;又可以方便的查询各数据点的历史数据并形成历史趋势曲线及列表，操作员还可通过上位机对现场设备进行操作和控制。iFIX是一个集成的完整系统，每台计算机有自己的节点名，每个数据项都有自己的点名。每台上位机之间可互相访问节点和数据库。iFIX网络中数据的读取都通过标识SCADA Server节点名、数据点名及数据域来识别。
4 系统功能设计
利用iFix开发的斯达造纸有限公司3150纸机DCS控制系统上位监控程序具有良好的人机界面，实现了以下功能:
(1) 与下位UMC800的通讯
iFix提供了丰富的I/O(输入/输出)服务程序，能够与众多厂家的控制器通讯。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) Server监视控制和数据采集服务器直接连接到物理I/O,建立并维护过程数据库。通讯方便可靠。
(2) 各种监控画面的切换
根据3150纸机的工艺要求，作者为DCS控制系统的监视程序制作了十多幅监视控制画面。包括主画面，每个工段的工艺流程画面，电机的启停控制画面，报警画面，历史数据、实时数据趋势曲线，数据查询，报表，自动手动切换画面等等。每幅画面都能够方便的进行切换。
通过监视动态画面，操作员可以很方便地监视时设备状态，如液位的高低，阀门的开度等，并及时对设备进行控制。五台上位机通过联网，各自的画面也能互相操作。
(3) 自动/手动回路的切换
对于调节回路有两种控制方式，自动调节和手动调节。当点击画面上的自动或手动旋转开关，可以切换自动手动方式。在自动状态下，调节回路由下位机进行控制，自动调节阀门的开度。此时，若点击阀门，将出现提示窗口，提示此时是处于自动状态下，不能手动调节阀门。若处于手动状态下，操作工可以自行调节阀门开度。
(4) 用标签组实现控制过程中相同的生产线
由于本控制系统中有几十条调节控制回路，所以采用标签组的方法用一个画面来实现多个控制过程。当打开一个画面或切换当前画面时系统可以读取标签组文件，并且使用其中所定义的过程值替代图中的标记。使用标签组显著的节省宝贵的系统开发时间。
(5) 安全保护
本上位监控系统具有安全保护功能。系统除了操作员和管理员可以进行各自的工作，其他人员不能操作。操作员和管理员分别有自己的权限。当上位机一开机，系统就自动进入iFix的运行画面，用户注册后方可进行操作。在运行过程中，操作员和管理员可以根据自己的需要随意更改各自的口令。
(6) 数据查询
a) 查询各种设备的运行状态，确认设备是否处于正常工作状态;
b) 查询各种流量计的流量和流量累积值;
c) 查询标签的历史数据。
(7) 数据上传
由于管理层的需要，必须把一些重要的参数如流量、流量累积值、平均值等送到管理层数据库中。在调度处理器Scheduler中利用VBA编程将所要的数据送到上层数据库中。
(8) 信息提示
对于一些重要的操作，为了防止操作工误操作设了一些提示，使操作员按提示操作，避免了错误的发生。如“请先选择所要查询的时间”、“确实要打印吗？请按‘确定’按钮”等。
(9) 设备报警
当设备出现故障时，如纸机断纸、液位过高等，报警状态栏中就会出现提示，并通过声音进行报警。报警状态栏根据报警设备的优先级现示不同的报警颜色，提示操作员及时处理。当出现报警时，打印机可自动打印报警信息。
(10) 报表打印
操作员可根据生产的实际需要打印一些与生产相关的报表。如年报表，月报表等。5 结束语
目前斯达造纸有限公司3150纸机DCS控制系统已经正常使用。该系统运行可靠，操作容易，维护方便。使用iFix开发的上位监控程序功能完善，综合性强，人机界面美观友好，注重实用，得到了厂家的好评。
参考文献
[1] 于 红，谢 红. InTouch在北京粮食中心库控制系统中的应用[J]. 微计算机信息，1999.(4).
[2] 谢 杰，达朝平，鲁绪弘. RSView32再炭黑输送实验系统中的应用[J]. 微计算机信息，2001,(4). 作者简介
吴 欣 毕业于东北林业大学机械工程学院工业自动化专业，现在黑龙江斯达浩普系统工程有限公司工作，主要从事自动化工程的设计和调试。
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
