1、引言
江西龍鵬特種纖維股份有限公司聚酯（PET）裝置由中國紡織工業(yè)設計院設計，采用國內開發(fā)的以醋酸銻為催化劑、二氧化鈦為消光劑、精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）為原料的直接酯化、連續(xù)縮聚的五釜流程工藝路線，生產纖維級半消光聚酯切片。主控制系統(tǒng)為集散控制系統(tǒng)（DCS）,采用的是霍尼韋爾" title="霍尼韋爾">霍尼韋爾（Honeywell）的PKS" title="PKS">PKS系統(tǒng)。本文重點介紹PKS系統(tǒng)在裝置中的應用情況。
2、系統(tǒng)介紹
2.1 系統(tǒng)構成
PKS（Process Knowledge System） 是過程知識系統(tǒng)的簡稱。PKS控制系統(tǒng)是Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系統(tǒng)。它集合了Plantscape系統(tǒng)組態(tài)方便的特點,又集合了TPS控制系統(tǒng)硬件上的優(yōu)點而推出的一款全新的DCS控制系統(tǒng)。我公司聚酯裝置" title="聚酯裝置">聚酯裝置的PKS系統(tǒng)結構如圖1所示。
·網絡結構：
1）以太網（TCP/IP）
傳輸速率為：100M/10M波特率；
網絡節(jié)點：server,station,priter（switch,hub）等；
傳輸介質：雙絞線：接頭（為RF45，網卡），距離為100m以內；
2） SCN（Supervisory Controlnet）監(jiān)控層
傳輸速度：5M波特率；
網絡節(jié)點：CPM，及其他通訊摸件（如PCIC）；
傳輸介質：同軸電纜；網絡終端需加75Ω電阻；
傳輸協(xié)議：IEEE8023，令牌方式；
3） I/O Controlnet
傳輸速度：5M波特率；
網絡節(jié)點：PMIO（輸入輸出卡件）、SIM等；
傳輸介質：同軸電纜；網絡終端需加75Ω電阻；
傳輸協(xié)議：IEEE8023，令牌方式；
·系統(tǒng)特點：
（1）冗余配置
[1>服務器冗余：PKS過程系統(tǒng)的服務器可以冗余配置，以提供更高等級的可靠性。采用一對配置相同的服務器，以主/從結構方式相互支持。當主服務器出現(xiàn)故障時，從服務器采集數(shù)據(jù)，并為操作站提供數(shù)據(jù)服務。主服務器通過冗余網絡傳送數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)處理信息到從服務器，使得主從服務器之間同步。
[2>現(xiàn)場處理器（CPM）冗余配置:通過光纖連接冗余模塊RM（redundantmodule）來實現(xiàn)冗余通訊。可在500ms內自動切換。
[3>網絡通訊冗余配置：以太網可冗余配置，即，LINKA、LINKB；SCN、I/O Controlnet可以冗余配置。
[4>對于PKS系統(tǒng)，IOP可以冗余（即輸入輸出卡件可以冗余）
（2）混合控制器：CPM
如圖2所示，混合控制器有機架、電源、控制處理模件（CPM）、controlnet接口、冗余模件和輸入輸出模件組成。還可以包括一個可選的電池擴充模件。機架由5種規(guī)格-4槽，7槽，10槽，13槽，17槽等。所有的模件都可以帶電插拔。控制處理器模件是雙寬度的，占用兩個機架槽位。處理器是 100MHZ的PowerPC 603E,帶有8M字節(jié)的EDAC內存。CPM支持非冗余或冗余配置兩種方式。4M字節(jié)帶奇偶校練的內存。
（3）開放性
[1> 集成Honeywell的先前產品:TDC2000,TDC3000,Plantscape,S9000,Logix60
[2> 與PLC通訊（如：SIMENSE,AB,ABB）
[3> 與現(xiàn)場總線技術的集成（Profibus-DP,Fieldbus,Modebus,HART等）
[4> 標準化的數(shù)據(jù)訪問程序
[5> AEC：高性能服務器，直接與OPC服務器或客戶機進行數(shù)據(jù)交換。
2.2 硬件說明
1）服務器、操作站、打印機等；
服務器通過PCIC卡與下層（SCN）進行數(shù)據(jù)交換通訊；TC-PCIC01Typical系統(tǒng)適用于1個server（可冗余）和10-12個station；processor主頻 1GHZ;RAM 384MB以上；
NETWORK 10Mbps;
顯卡 1014×768 65K
硬盤 18.2G
一般選 Dell power
2）SCN 監(jiān)控層；
A、PS （power supply）:提供120/240AC給機架，背板，卡件供電。MC-PSRX04提供卡籠箱的DC電源。TC-FPDXX2
B、CNI （CONTROLNET INTERFACE MODULE）；與其它網絡層進行通訊的通訊接口。TC-CCR013
C、PM 過程處理器：占兩個槽，是控制系統(tǒng)的核心設備，進行數(shù)據(jù)處理、計算、控制等。TC-PPRS021
D、RM 冗余模件；TC-PRR021
E、IOLIM（I/O LINK INTERFACE MODULE）:負責與CPM與PMIOP的通訊；可帶電插拔。TC-IOII01
3） Romal I/O
A、卡籠箱：file裝PMIO的卡籠箱，一般有7，15槽。
B、PMIO （輸入輸出卡件）
控制站使用的I/O卡件的種類有:HLAI高電平模擬量輸入卡（16點）、AO模擬量輸出卡（16點）、DI開關量輸入卡（32點）、DO開關量輸出卡（32點）、LLMUX多路低電平模擬量輸入卡（32點）。除控制站本身采用冗余外，控制回路的I/O卡件也采用冗余，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
C、FTA（現(xiàn)場接線端子）
MC-TAIH12、MC-TAOY22、MC-TAIH02、MC-TLPA02、MC-TAMR03、MC-TDOY22、MC-TDIY22
2.3 軟件說明
（1）control Builder——Control Builder是一種圖形化的、面向對象的、基于窗口的工程工具，用于過程系統(tǒng)控制處理器的控制執(zhí)行環(huán)境和應用控制環(huán)境的控制策略的設計、組態(tài)、和實施。用于組態(tài)硬件,如網絡、I/O模件、控制器、和現(xiàn)場總線設備，以及組態(tài)控制點，如調節(jié)控制、設備（馬達）控制、邏輯控制、順序控制和特殊的用戶定義的功能等。
（2）QUICK BUilder——QUICK Builder使得用戶可以組態(tài)第三方的控制器/RTU，以及它們的點、組態(tài)操作站和打印機。 Quick Builder使用關系數(shù)據(jù)庫引擎，提供篩選數(shù)據(jù)庫的用戶顯示、多點編輯工具、和直觀的窗口風格的用戶界面，極大地提高了組態(tài)效率。關系數(shù)據(jù)庫還捉供用戶自定義的域，可以用來設置終止調度，記錄接線編號等，同時還提供標準的報表。ExperiOn PKS過程系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的添加和修改均可以在線進行。
（3）Display Builder ——Display Builder是面向對象的，全集成化的用戶畫面組態(tài)工具，用于生成用戶專用的顯示圖形畫面。動態(tài)顯示可以簡單地通過鼠標點擊迅速生成。系統(tǒng)還提供一個圖形庫含有如容器、管道、閥門、罐、馬達等通用的工廠設備，幫助用戶進一步加快圖形設計的速度。此外,對于一些多處用到的相似的畫面，可以用模板畫面的功能減少組態(tài)時間。提供的過程對象和調色板功能可以幫助用戶快速簡便地創(chuàng)建用戶對象，并可以帶有三維效果。通過使用腳本程序（VBScript和Jscript）組件，可以顯著地增強圖形畫面功能，如高速動畫、工具提示、操作站程序執(zhí)行的控制作用等都可以通過腳本程序完成。許多ActiveX的組件類型，如播放聲音和視頻圖像等都可以插入在畫面中被調用。
（4）Knowledge Builder——Knowledge Builder,在線的電子資料，采用HTML結構的瀏覽器閱;在線幫助，（F1功能鍵調用，許多應用予以支持）。
3、系統(tǒng)應用
3.1 17反應釜液位控制
17反應釜是聚酯裝置的終縮聚釜，液位的穩(wěn)定關系到熔體粘度的穩(wěn)定即產品的最終質量，所以本裝置采用了兩套放射性液位計，一臺靠近入口端 LIC17017，另一臺靠近出口端LIC17023，17反應釜的液位取三七開，即通過AUX輔助計算塊完成 0.3＊LIC17017.DACA.PV+0.7＊LIC17023.DACA.PV的計算作為PID控制塊的測量值。通過PID控制塊的運算OP輸出至SIC16009作為設定值，控制16熔體泵的泵速以調節(jié)17反應釜的進料達到液位穩(wěn)定的目的。
3.2酯化攪拌器聯(lián)鎖控制
在裝置中電機12A01帶動一酯化攪拌器轉動,電機12A01P帶動油泵轉動來給12A01潤滑和冷卻。一酯化攪拌器的啟動條件是反應釜的液位 LIC12019、LIC12009未低低報、油泵12A011已經運行、油壓正常（PAL12036未低報）,所以兩個電機的啟停順序應該是先開油泵 12A01P,再開攪拌器12A01,停止時先停12A01再停12A01P;另外，為保護攪拌器12A01，在一酯化液位計LC12019、12009 液位低低報時、在12A01P故障停止時應聯(lián)鎖停止12A01。系統(tǒng)使用了一個DEVICE塊簡單、方便地實現(xiàn)了以上功能,示意圖如圖3所示。
DEVICE塊是一種多輸入多輸出點，它提供對馬達、泵、開關閥等離散型設備的操作控制面板。所用兩個DC點的狀態(tài)，S0是停止狀態(tài)、S1是運行狀態(tài)，連接著2個輸出和2個輸入。12A01的輸出啟動信號（S1）是DO點12A01T,輸出停止信號（S0） 是DO點12A01P；反饋輸入信號 DI點是12A01I、12A01F,均為1時表示12A01已運轉，12A01I為0、12A01P為1時表示其已停止。
12A01啟動的允許條件是PI（1）為1,即液位計未低報、油壓未低報及油泵已經啟動三個條件均滿足。在液位低報時，12A01¬-ANDA.OUT為1，使12A01P動作停12A01。
4、結束語
PKS控制系統(tǒng)強大的功能模塊和其優(yōu)越性能保證了裝置按照設計方案在預定時間內順利開車。該PKS系統(tǒng)自2004年12月投用以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，沒有因DCS系統(tǒng)本身的問題對生產造成過影響，而且由于該系統(tǒng)的開放性、靈活性、易操作性等優(yōu)越性能，能夠根據(jù)生產需要自主的進行一些過程點的組態(tài)操作，如一些控制方案的增改、聯(lián)鎖關系的變動，都能夠在不影響正常生產的前提下在線修改。