浅谈HoneywellPKS系统湛江晨鸣碱回收中的应用

浅谈HoneywellPKS系统湛江晨鸣碱回收中的应用

湛江晨鸣是国务院批准的大型国家重点工程，也装备最先进的林浆纸一体化生产基地。其中碱回收车间的处理能力为4500吨/日，而它所采用DCS系统是Honeywell的PKS控制系统。所以本文主要是浅谈PKS控制系统在碱回收的设计方案、与使用中的优劣方面的分析。

关键字：DCS系统；PKS控制系统设计方案

一、PKS控制系统的设计方案

首先是总体的通讯网络，使用的是容错以太网（FTE）；每个节点间均有4路通讯，保证系统通讯的稳定性。控制系统的硬件构建，采用的是Honeywell 最新的C系卡件，现按照工段备置为：

1）蒸发工段：控制防火墙2个（用于FTE网络隔离无用信号至控制器）、C300控制器2台（一主一备的冗余配置）、I/O点位使用数量为504点、PGM卡件1个（用于与MCC柜通讯使用，控制电机）；

2）碱炉工段：控制防火墙6个、C300控制器8台冗余配置（2台冗余配置用于黑液系统与主控制系统、2台冗余配置用于臭气系统、2台冗余配置吹灰器系统、2台静电除尘系统）、I/O点位使用数量为1059点、PGM卡件2个（1个用于MCC柜通讯，控制电机、1个用于静电除尘系统通讯，检测静电除尘参数）、交换机2台（用于FTE网络中，与上位机连接，及所有控制器连接使用）；

3）苛化、石灰窑工段：控制防火墙4个、C300控制器4台冗余配置（2台冗余配置用于苛化系统、2台冗余配置用于石灰窑系统）、I/O测点数量为697点、PGM卡件3个（2个用于MCC柜通讯、1个用于静电除尘系统通讯）；

上位机的配置为：2台交换机机（用于FTE网络中，上位机连接所有控制器）、服务器2台（冗余配置）、工程师站2台、操作站共9台（蒸发2台，碱炉4台，苛化、石灰窑3台）。

在系统方面，服务器使用window2008系统，操作站与工程师站使用window7系统；控制DCS系统为PKS R400.1，软件主要有Configuration Studi工程软件、Control Builder组态软件、HMIWeb Display Builder画图软件。

二、PKS控制系统硬件方面优劣分析

在PKS控制系统硬件优势方面：1.容错以太网（FTE）选用的是节点间为4路通讯（如图），保证上位机及控制器之间联系可靠稳定；2.控制机柜的底板导轨式安装方式对系统今后扩展提供方便，及卡件的倾斜安装，使控制器起到良好散热功能；3.系统的主要控制部位都有冗余配置，保证了控制系统的稳定可靠；

4.服务器硬盘采用三用两备方式，保证数据的安全性

5. PGM卡件与MCC柜通讯使用了Profibus-DP协议通讯，实现通讯控制电机，节省PKS至MCC的电缆与PKS系统的点位；

6.I/O卡件的使用比較可靠，损坏率较低等。

在PKS控制系统硬件劣势方面：1.机柜安装方式的设计，对机柜接地规范要求高，外部干扰明显（所有控制电缆都带屏蔽层，及接地接线要规范才能减低干扰）；2.PGM与MCC连接的DP连接头及电缆屏蔽要求高，DP头接地或强电干扰，容易造成瞬间通讯中断，且问题比较难查（曾经出现多次后，总结做法为：将DP接头接线端使用焊接方式，电缆重新单独敷设后，中断问题没有再出现）；

三、PKS控制系统软件及系统方面优劣分析

在PKS控制系统软件及系统优势方面：1.兼容性能比较好，在碱回收车间中PKS一个系统，还有碱炉的安全系统SRS，是通过以太网连接PKS系统通讯，以OPC协议进行数据交换；还有苛化、石灰窑的安全系统SM，也是通过以太网直接通讯，需要专用编程软件查看；还有气化炉的PMD系统，是通过Profibus-DP协议与PKS系统的PGM通讯；2在Control Builder组态程软件下的顺序控制功能组态，能快捷清晰的组态多设备的条件联动控制，比较适合复杂的条件联动控制；3.在测点信息、实时数据、历史数据和系统硬件检测数据都比较全面，其报表系统数据比较完善，且保存时间为2年，有助于分析设备问题，及杜绝误操作现象；4.服务器A与服务器B的数据是实时同步的，确保数据安全，同时也保证了服务器时刻在备用状态下；如意外故障的情况，切换时间接近零，保证生产的正常运行；5.在Control Builder组态软件下，是以模块化进行组态的，所以分析问题时比较迅捷，在组态过程中的灵活性强；6.HMIWeb Display Builder 画图软件操作比较简单（较WINCC软件更为人性化，更加便捷），且VB语言作为辅助应用，使画面的可编程度提高了，也使人机界面的操作更合理，更人性化。

总体系统优势方面是运行比较稳定可靠，Configuration Studi工程软件功能比较全面齐全，Control Builder组态软件组态框架比较直观，HMIWeb Display Builder画图软件编辑简单及可编程度高，人机界面更人性化等优势方面。

在PKS控制系统软件及系统劣势方面：1.服务器的组态数据问题，只有服务器B上有EMDB与ERDB数据库，而服务器A上没有EMDB与ERDB数据库（同步后服务器A只有EMDB与ERDB数据库的影像），所以只有服务器B正常时，才能组态程序，而服务器A不能组态程序；所以当服务器B故障的时候，Control Builder组态软件就不能组态程序了，但是可以看程序的实时运行，控制系统能正常操作；2. Control Builder组态软件的PGM模块下，需组态新的电机通讯，下装程序是需要停掉该PGM下所有设备；而且PGM模块的组态步骤须严格按照要求，不然容易导致PGM组态的通讯存在丢失的可能；3.在更换IO卡件及控制防火墙时，需要检查更换的卡件与旧卡件的版本是否一致；如果新卡高于旧卡，是不能使用，需要在服务器上刷回旧卡版本；如果新卡低于旧卡的版本，是可以直接使用。

四、PKS控制系统在湛江晨鸣碱回收中的应用总结

总体PKS控制特点：1.全局数据库（组态更为方便）；2.人机界面合理，操作简易；3.实时数据库；4.先进的系统框架；5.系统开放性强（系统开放各项通讯，极为方便）；6严格的安全性等。自投用PKS控制系統以来，使生产工艺操作难度低；使工艺运行更科学性、更稳定；使硬件设备可靠稳定；使人员维护保养及维修难度的降低。碱回收的各工段的运作比较平稳可靠，自动化控制程度可高达到95%以上，对自动化控制有着广泛的示范效应和参考价值。