ABB Advant OCS控制系統在2000t/d生產線上

　　摘要:
　　　隨著計算機技術的發展和廣泛應用，計算機集散控制系統已經普遍用于各種工業生產，能夠滿足各種不同工藝生產的控制和管理要求，因此，我公司在新型干法水泥生產線上也引進瑞士ABB公司AdvantOCS開放控制系統，用于生產線上所有設備的計算機控制和管理生產。 　　
　　1　Advant OCS開放控制系統基本配置及硬件組成
　　1.1　系統基本配置 　　　
　　ABB　Advant開放控制系統基本配置如圖1。該系統有控制網絡通訊和工廠網絡通訊的功能。控制網絡通訊采用MASTER BUS 300總線(簡稱MB300)。MB300是為滿足Advant OCS系統高速通訊高性能的串行同步半雙工總線。MB300最大通訊速度是10Mbit/s，連在MB300上的MP200/1節點最多不能大于45個。當傳輸的節點檢測到總線沒有被占用后，信息便可以在總線上傳送。MB300總線的長度最多500m，當大于500m時，必須加repeater(轉發器)，本控制系統在煤磨節點N51處加了1個轉發器，把MB300總線延伸到水泥磨節點N61。MB300總線上掛有操作站AS1節點1、操作站AS2節點2、生料磨MP200/1控制器節點N31、窯和冷卻機MP200/1控制器節點N41、煤磨MP200/1控制器節點N51、水泥磨MP200/1控制器節點N61、信息管理站IMS節點N99和11號控制網絡。
　　

　　圖1　ABB Advant開放控制系統基本配置示意
　　　　Tr:轉換器；AD:適配器 　
　　　　工廠網絡采用TCP/IP協議通訊，操作站AS1與AS2及信息管理站IMS通過它們TCP/IP的接口連接到D-Link(數據鏈接單元)，經過細的同軸電纜把3個D-Link連接起來，構成工廠網絡。一端連到網絡硬拷貝打印機，另一端可經過終端服務器，通過調制解調器連接到其它計算機，包括配料計算機ROMIX。配料計算機通過RS232接口直接與熒光分析儀計算機通訊。在生產過程中，熒光分析儀通過對出磨生料成分的分析數據直接經過計算機的RS232接口傳送到配料計算機，配料計算機馬上分析計算，經過TCP/IP網絡把結果傳送到IMS，IMS經過MB300總線直接傳送到節點N31，生料磨控制器馬上調整各種原料的配比，達到生料磨配料的在線控制及生料成分穩定的目的。
　　　　
　　操作站與操作站之間、操作站與信息管理站IMS之間可通過工廠網絡TCP/IP進行訪問，操作站與信息管理站都可通過工廠網絡TCP/IP在網絡硬拷貝打印機，打印有關數據。ABB Adva commandX工作臺服務器是一個可選件，它允許在X終端或仿真X終端的個人計算機(PC)上，通過工廠網絡TCP/IP運行操作站功能，不支持組態。
　　1.2　系統硬件組成 　　　　
　　操作站的硬件平臺為惠普工作站AS520i，信息管理站的硬件平臺為惠普工作站AS515。 　　　
　　Master Piece控制站的硬件由ABB公司生產，各個控制站的基本配置如表1，再加上輸入、輸出板的接口單元及供電電源裝置等組成。
　　

　　從表1可以看出，N41節點有2塊CPU板、2塊內存模板、1塊CPU切換板。MP200/1可以對中央處理單元有冗余配置，當其中一臺工作時，另1臺處在熱備份狀態，也在不斷地更新過程值，一旦檢測到工作中的1臺出現故障，它便可以自動在25ms內無擾動切換，保證窯的安全生產。 　　
　　2　系統軟件組成
　　
　　　　
　　2.1　Advant OCS操作站的軟件組成 　　　　
　　ABB公司在基于UNIX操作系統之上開發Adva Command master software(優越命令標準軟件)，使操作員能對過程進行全面的控制，Adva Command軟件系列為操作員提供了如下功能:過程信息的顯示、手動控制對話、事件和報警處理、過程分區及操作者權限定義、信息檢索能力、歷史數據的曲線顯示、系統狀態監視及顯示。 　　
　　2.2　Advant OCS信息站的軟件組成 　　　　
　　Advant Station 500 series IMS應用軟件，基于U-NIX操作系統開發，過程和信息的管理是Advant OCS組成部分，通過使用工業標準，為擴展專用軟件的第3層提供開放式平臺，例如本公司通過網關與配料計算機ROMIX通過專用軟件通訊實現工廠控制。 　　
　　2.3　Advant OCS MP200/1控制器的軟件組成 　
　　Advant OCS MP200/1控制器與Advant Station 100系列，可離線工程服務、在線編程維護和故障跟蹤，是現場工作的理想設備。Advant Station使用的操作系統，早期用Window3.11，目前使用Window NT，ABB公司在Windows操作系統上開發Adva Build Engineering Software用AMPL(ABB Master Program Language Control Configuration)標準程序語言來編寫控制程序。從圖1可以看出在節點N41控制器上連接有一臺ES工程站，該工程站可在線連接到節點N41，再通過MB300總線可訪問11號網絡的其它節點控制器，達到在線編程、維護和故障跟蹤等。ABB標準程序語言編寫控制程序包括兩部分，即數據庫和過程控制程序，在MP200/1控制器內以源碼方式運行。 　　
　　2.3.1　數據庫 　　　　
　　系統的信息處理通過數據庫的存取方式進行，MP200/1提供有60余種數據類型，對每個I/O點建立1個數據庫外，還提供了許多通訊方面數據庫。 　　
　　2.3.2　過程控制程序 　　　　
　　AMPL是一種使用圖解符號表示的高級語言，它使用具有各種不同功能的PC元素(Process Control element)來實現過程控制要求，該軟件具有簡單、易學、易懂的特點。通過預先編制的TC TYPE Circuit標準回路圖，和其它一些簡單PC元素進行控制程序編制，實現聯鎖邏輯，順序控制、中控、現場開機聯鎖等。 　　
　　3　系統使用過程存在問題及待改進方面
　　
　　　　
　　3.1　Advant OCS系統使用過程存在問題 　　　　
　　Advant OCS系統從1997年投入運行，由于計算機系統未設計不間斷電源UPS，當供電電壓出現波動時，MP200/1控制器就停止運行，有時程序也丟失，必須重新下載，嚴重影響了正常生產，后來給網絡上的所有設備安裝了不間斷電源才解決了這個問題。另外，AS520iOS操作站、AS5151MS信息站多次出現計算機的主板、硬盤損壞，而且操作站經常出現死機現象，給生產控制帶來困難。由于計算機2000年問題，公司決定升級，1999年12月升級至今徹底解決上述問題。 　　　　
　　我們在生產過程中發現控制軟件有些問題，例如:1)窯頭與分解爐噴煤采用羅茨風機，有1臺備用，在生產過程中發現備用羅茨風機可轉給分解爐噴煤使用，但當某天要把備用羅茨風機轉到窯頭噴煤使用時，聯鎖信號都正常，中控卻無法起動，經查，設計軟件存在問題，經修改后開機正常。 　　　　
　　2)在生產過程中多次發現生料均化庫底沖擊式流量計的稱重倉內生料溢出，引起流量計跳停，但下料設備卻不會聯鎖跳停，經查，稱重倉上有一高高報料位開關未設計參與下料設備的聯鎖，經修改才消除這故障。 　　　　
　　3)ABB公司設計60萬t水泥磨要停機換庫，有9個5000t水泥庫，采用氣力提升輸送，每次停機換庫要40min至1h，如果其它設備出故障換庫時間更長，我們實施了對60萬t水泥磨換庫不停機的改造，對原設計電氣圖紙及控制軟件進行了修改，實現了換庫不停機，大大地提高了水泥磨的運轉率。 　　
　　3.2　Advant OCS待改進方面 　　　
　　目前，AS515IMS只作為與ROMIX計算機通訊的網關使用，還有其它功能未發揮出來。為提高企業管理水平，充分發揮信息站的使用，應對信息站進行升級及開發有關軟件。 　
　　4　使用Advant OCS效果
　　　　ABBA dvant OCS從1997年投入使用至今，經過對系統設計的缺陷進行修改及完善，1999年12月升級后運行穩定、性能好、操作控制方便，由計算機故障引起停窯、停產的事件很少。目前，只發現燒壞Digital公司生產的Transceiver(信號轉換器)3個，其它部分都運行良好。為工廠的穩定運行、提高窯的運轉率起到了關鍵的作用。