力控在化工行業的典型應用 （廣東省某助劑生產監控系統）
一、系統簡介
廣東省XX市xx化工有限公司為傳統化工原料生產單位，公司年產值2億元（人民幣）左右。
公司原有手動生產線一條，基本為傳統的手動控制為主，生產效率較低。為滿足日益增長的市場需求，公司決定新建一條自動化生產線以提高生產效率。經過嚴格比較，該公司決定采用三維力控廣州分公司提供的解決方案。該系統于2008年3月調試，5月投入運行，至今運行正常，大大提高了生產效率。
二、組成結構描述
由于工藝非常復雜，經過現場對工藝的詳細了解，結合目前工控技術發展情況，本著安全、可靠、物美價廉的原則，三維力控廣州分公司給出了一個各方均感滿意的解決方案。
首先考慮到化工流程生產具有控制復雜、各反應設備比較分散、控制點數較多的特點，如果按照傳統自動化控制方式采用傳統DCS控制，不論選用任何品牌，造價均相當高昂。為降低成本，我們決定采用FCS系統來代替DCS系統，借助北京三維力控公司研發的組態軟件ForcecontrolV6.0強大的通訊功能，實現各控制設備的聯網。 鑒于國內硬件生產水平的不斷提高，各硬件廠商生產的硬件均在不同的工業現場經受住了考驗，可靠性已能滿足正常生產的需求，且價格相對進口硬件便宜很多，我們選擇PLC+遠程I/O（獨立運算處理功能）設備對現場信號進行采集和控制。鑒于在本系統中，溫度控制占據了很大部分，傳統DCS需要編輯大量的程序，且維護相當麻煩，需要維護人員具有很強的技術實力；而溫控儀表只需要簡單的數據整定，操作簡單，維護成本低且控制效果更好，所以我們在溫度控制部分大量啟用帶有網絡功能的溫控表，實現本地和控制室的兩地顯示、控制。
其次，為提高系統的可靠性，針對PC機由于操作系統的緣故容易出現故障的情況，我們使用上位機冗余的方案。設置兩臺控制上位機，正常情況一臺控制，一臺備用；備用機實時讀取控制機的相關信息，保持程序、數據狀態等和控制機保持一致；在控制機故障時，備用機實時切換到控制狀態，此時備用機變為控制機，控制機恢復后作為備用機；如此輪換，保證在每一時刻均有一PC機可投入控制，確保系統安全運行。
最后，為了實現遠程多機監控，實現工廠的透明化管理，借助力控的網絡化功能，開放IE瀏覽端口，使公司局域網內的每一管理人員能實時了解到生產運行狀態。
現場使用兩臺PLC和78塊遠程I/O（獨立運算處理功能）。構建了7個采集控制區和一個中央控制室，搭建了一個完整的FCS系統。
完整系統結構圖如下：
柜內模塊結構圖如下：
三、系統功能描述
3.1、顯示控制
（1）主畫面 整體顯示整個生產流程，把整個系統按控制流程分成幾個子系統，需要對子系統進行監控時，點擊該部分，進入子系統。
(2) 子系統 進入子系統，可以對該部分實現監控，換面上會顯示該部分的相關參數:溫度、壓力、流量等；通過閥門和泵的顏色變化，可以了解到現場泵類和閥門的工作狀況；對可控設備，可以施加控制，以問對為例：需要控制某一反應容器的溫度，首先點擊溫度設置框，彈出用戶驗證界面，輸入驗證碼后，寫入目標溫度值，PC機通過通訊把該值傳送給溫控表，溫控表經過PID整定，進行溫度控制。
3.2、故障報警
報警顯示，以指示燈和報表的形式顯示，過程檢測或運轉設備出現越限或故障時，流程圖上相應的圖例紅光閃動，并發出報警加以提示。報警可以通過鍵盤解除，閃動的紅光繼續保持，直至該故障消除，閃動才停止。報警對象、內容、時間列表記錄并按照要求打印。報表格式如下：
3.2、報表功能
系統可生成實時報表和歷史報表，把相關工藝參數按一定的格式制作，通過對歷史數據的查詢和參數的采樣設定，可制作以滿足用戶需求的班、日、月、年報表。該報表還可以根據客戶需要，按相應的文件名以EXCEL的格式保存，以供查詢。
3.3、事件記錄
系統可以記錄系統事件和操作事件，根據事件記錄，可以查看系統的運行和控制情況，以方便查找故障原因。
3.4、趨勢曲線
系統可以生成實時曲線和歷史曲線。從曲線上可以直觀的觀測到參數隨時間的變化，方便對相關數據進行分析。
3.5、打印功能
上述多種數據保存方式：報警、報表、趨勢、事件記錄等在需要的時候均可以打印出來。
3.4、安全功能
為保護系統安全，系統提供授權操作的安全保護功能。在安全配置程序中可以設置節點的安全性為允許/不允許、創建用戶和組的帳號、分配用戶使用程序和程序功能的權限、分配用戶名和密碼、分配安全區名等。一旦節點有安全保護，操作人員必須訪問登錄程序，輸入姓名和密碼。在登錄后，操作人員才能訪問權限允許范圍內的內容。一旦操作員提供了正確的密碼，他可以修改他的密碼，而他的權限不能發生變化。一般分為三種操作用戶：
一般操作員：只能查看指定的信息，不能進行任何的輸入/輸出操作：
高級操作員：具有一級功能，同時可以進行鍵盤數據輸入、打印輸出、報警確認和清除，修改一般設定值；
系統管理員：具有二級功能，同時可進行程序和參數的調整、模擬畫面產生和建立動態數據顯示連接、數據庫配置、報表格式定義即編輯、各種文件檢索歸檔、密級設定和口令賦值、系統管理和優化。
根據操作人員登錄及操作過程中輸入的姓名、口令，系統可自動記錄所有登入登出，進而可以記錄每一步操作的操作人員姓名、操作時間、操作內容及操作人員性質，以備隨時查驗。
四、意義：
通過將冗余技術和網絡信息引入到系統，打破了傳統系統的單機不穩定狀況，改變了原有的數據流程和監控管理模式的安全穩定，同時也實現了從分散控制和獨立管理到管控一體化的轉變，并且實現了網絡遠端傳送數據的功能，不限時間，不限地點的特點，隨時隨地都可以及時瀏覽到現場的生產狀況。
廣東省XX市xx化工有限公司為傳統化工原料生產單位，公司年產值2億元（人民幣）左右。
公司原有手動生產線一條，基本為傳統的手動控制為主，生產效率較低。為滿足日益增長的市場需求，公司決定新建一條自動化生產線以提高生產效率。經過嚴格比較，該公司決定采用三維力控廣州分公司提供的解決方案。該系統于2008年3月調試，5月投入運行，至今運行正常，大大提高了生產效率。
二、組成結構描述
由于工藝非常復雜，經過現場對工藝的詳細了解，結合目前工控技術發展情況，本著安全、可靠、物美價廉的原則，三維力控廣州分公司給出了一個各方均感滿意的解決方案。
首先考慮到化工流程生產具有控制復雜、各反應設備比較分散、控制點數較多的特點，如果按照傳統自動化控制方式采用傳統DCS控制，不論選用任何品牌，造價均相當高昂。為降低成本，我們決定采用FCS系統來代替DCS系統，借助北京三維力控公司研發的組態軟件ForcecontrolV6.0強大的通訊功能，實現各控制設備的聯網。 鑒于國內硬件生產水平的不斷提高，各硬件廠商生產的硬件均在不同的工業現場經受住了考驗，可靠性已能滿足正常生產的需求，且價格相對進口硬件便宜很多，我們選擇PLC+遠程I/O（獨立運算處理功能）設備對現場信號進行采集和控制。鑒于在本系統中，溫度控制占據了很大部分，傳統DCS需要編輯大量的程序，且維護相當麻煩，需要維護人員具有很強的技術實力；而溫控儀表只需要簡單的數據整定，操作簡單，維護成本低且控制效果更好，所以我們在溫度控制部分大量啟用帶有網絡功能的溫控表，實現本地和控制室的兩地顯示、控制。
其次，為提高系統的可靠性，針對PC機由于操作系統的緣故容易出現故障的情況，我們使用上位機冗余的方案。設置兩臺控制上位機，正常情況一臺控制，一臺備用；備用機實時讀取控制機的相關信息，保持程序、數據狀態等和控制機保持一致；在控制機故障時，備用機實時切換到控制狀態，此時備用機變為控制機，控制機恢復后作為備用機；如此輪換，保證在每一時刻均有一PC機可投入控制，確保系統安全運行。
最后，為了實現遠程多機監控，實現工廠的透明化管理，借助力控的網絡化功能，開放IE瀏覽端口，使公司局域網內的每一管理人員能實時了解到生產運行狀態。
現場使用兩臺PLC和78塊遠程I/O（獨立運算處理功能）。構建了7個采集控制區和一個中央控制室，搭建了一個完整的FCS系統。
完整系統結構圖如下：
柜內模塊結構圖如下：
三、系統功能描述
3.1、顯示控制
（1）主畫面 整體顯示整個生產流程，把整個系統按控制流程分成幾個子系統，需要對子系統進行監控時，點擊該部分，進入子系統。
(2) 子系統 進入子系統，可以對該部分實現監控，換面上會顯示該部分的相關參數:溫度、壓力、流量等；通過閥門和泵的顏色變化，可以了解到現場泵類和閥門的工作狀況；對可控設備，可以施加控制，以問對為例：需要控制某一反應容器的溫度，首先點擊溫度設置框，彈出用戶驗證界面，輸入驗證碼后，寫入目標溫度值，PC機通過通訊把該值傳送給溫控表，溫控表經過PID整定，進行溫度控制。
3.2、故障報警
報警顯示，以指示燈和報表的形式顯示，過程檢測或運轉設備出現越限或故障時，流程圖上相應的圖例紅光閃動，并發出報警加以提示。報警可以通過鍵盤解除，閃動的紅光繼續保持，直至該故障消除，閃動才停止。報警對象、內容、時間列表記錄并按照要求打印。報表格式如下：
3.2、報表功能
系統可生成實時報表和歷史報表，把相關工藝參數按一定的格式制作，通過對歷史數據的查詢和參數的采樣設定，可制作以滿足用戶需求的班、日、月、年報表。該報表還可以根據客戶需要，按相應的文件名以EXCEL的格式保存，以供查詢。
3.3、事件記錄
系統可以記錄系統事件和操作事件，根據事件記錄，可以查看系統的運行和控制情況，以方便查找故障原因。
3.4、趨勢曲線
系統可以生成實時曲線和歷史曲線。從曲線上可以直觀的觀測到參數隨時間的變化，方便對相關數據進行分析。
3.5、打印功能
上述多種數據保存方式：報警、報表、趨勢、事件記錄等在需要的時候均可以打印出來。
3.4、安全功能
為保護系統安全，系統提供授權操作的安全保護功能。在安全配置程序中可以設置節點的安全性為允許/不允許、創建用戶和組的帳號、分配用戶使用程序和程序功能的權限、分配用戶名和密碼、分配安全區名等。一旦節點有安全保護，操作人員必須訪問登錄程序，輸入姓名和密碼。在登錄后，操作人員才能訪問權限允許范圍內的內容。一旦操作員提供了正確的密碼，他可以修改他的密碼，而他的權限不能發生變化。一般分為三種操作用戶：
一般操作員：只能查看指定的信息，不能進行任何的輸入/輸出操作：
高級操作員：具有一級功能，同時可以進行鍵盤數據輸入、打印輸出、報警確認和清除，修改一般設定值；
系統管理員：具有二級功能，同時可進行程序和參數的調整、模擬畫面產生和建立動態數據顯示連接、數據庫配置、報表格式定義即編輯、各種文件檢索歸檔、密級設定和口令賦值、系統管理和優化。
根據操作人員登錄及操作過程中輸入的姓名、口令，系統可自動記錄所有登入登出，進而可以記錄每一步操作的操作人員姓名、操作時間、操作內容及操作人員性質，以備隨時查驗。
四、意義：
通過將冗余技術和網絡信息引入到系統，打破了傳統系統的單機不穩定狀況，改變了原有的數據流程和監控管理模式的安全穩定，同時也實現了從分散控制和獨立管理到管控一體化的轉變，并且實現了網絡遠端傳送數據的功能，不限時間，不限地點的特點，隨時隨地都可以及時瀏覽到現場的生產狀況。
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