DCS系統(tǒng)功能的深入挖掘和開發(fā)利用

分散控制系統(tǒng)（DCS）是計算機、自動控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的綜合產(chǎn)物。它基于控制分散、危險分散、操作和管理集中的設(shè)計思想，采用多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式，適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)和企業(yè)管理的要求。由于DCS融人了最新的現(xiàn)場總線、嵌入式軟件、先進控制、報表技術(shù)、CRT以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，使得其能夠整體解決小至一臺大型設(shè)備、大至一個現(xiàn)代化工廠整個生產(chǎn)過程的全方位控制，并為工廠全程信息化管理提供基礎(chǔ)平臺。
我廠的DCS控制系統(tǒng)采用的是具有世界先進水平的SIEMENS公司的產(chǎn)品SIMATICPCS7+CEMAT系統(tǒng)。自從系統(tǒng)調(diào)試到正常使用近兩年的時間，DCS系統(tǒng)運行不但非常正常，而且大大提高了生產(chǎn)效率。但我們認為作為公司技術(shù)人員僅僅維護好DCS系統(tǒng)的穩(wěn)定是不夠的，而是要不斷的提高和改進，深挖這套系統(tǒng)、結(jié)合我廠的實際情況充分開發(fā)利用它的強大功能，使之能最大限度的為企業(yè)所用。
提高DCS控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率
在正常的生產(chǎn)中，根據(jù)生產(chǎn)的要求，為進一步優(yōu)化操作，需要在控制系統(tǒng)中增加相當(dāng)一部分控制點。但是在增加的過程中發(fā)現(xiàn)，原配置的硬件的負荷率已經(jīng)達到96%，在這樣的情況下，系統(tǒng)不僅常常出現(xiàn)死機，當(dāng)高到90%以上的時候，嚴(yán)重時系統(tǒng)容易崩潰，這樣會對現(xiàn)場設(shè)備的運行出現(xiàn)很大的威脅。
通過對現(xiàn)有情況的實地考察和詳細分析，對CPU的一系列運行參數(shù)進檢查發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中主要存在以下幾個問題：硬件本身容量不夠，監(jiān)視數(shù)據(jù)相對過多，地址點數(shù)相對過多，地址配置參數(shù)需調(diào)整，CUP參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。
現(xiàn)場的實際檢查發(fā)現(xiàn)，CPU負荷比較大的站，都是所配置的CPU比較小的站，比如煤磨現(xiàn)場站，原料處理現(xiàn)場站，但是如果拆去配置低的設(shè)備，重新購買更高一級的設(shè)備，方法當(dāng)然可以行得通，并且也比較簡單，但是費用比較高，需要發(fā)費的資金太多，不是最好的方法，不到萬不得已我們不建議采用此種方法。CPU負荷高，主要員因是因為其本身的能力相對不高，但是要求其處理的信息量相對較大引起的，從這個角度考慮我們想辦法，減少CPU的處理信息量，把不必要的一些信息，或者不是很重要的信息給取消掉。
地址點也就是絕對地址和相對地址的總和，其中的絕對地址是無法再進一步縮減的，因為這些都是中控時所必須用到的數(shù)據(jù)信息，相對地址也是中間變量或者是過程變量，這些信息中有相當(dāng)一部分根據(jù)不同的要求是可有可無的，所以可以根據(jù)我們現(xiàn)有的不同情況進行整理或縮減。
對每一個發(fā)現(xiàn)的問題都解決以后，整個DCS控制系統(tǒng)的運行狀況發(fā)生了質(zhì)的提高。在實際的控制中，充分發(fā)揮出我廠全自動控制的能力。該自投入運行以來沒有出現(xiàn)過故障，完全保證了操作人員的順利操作，和設(shè)備的穩(wěn)定運行。為公司不僅節(jié)省了幾十萬元的硬件投資，同時使整個全自動化系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)負荷更加合理化，穩(wěn)定性更強，使整個DCS系統(tǒng)的全年故障率為零。達到了預(yù)期的目的，取得了顯著經(jīng)濟效益。
利用PCS控制軟件編制實時管理系統(tǒng)中的信息
西門子PCS7控制系統(tǒng)的主要功能是電設(shè)備的順序邏輯控制、過程參數(shù)的檢測、顯示、回路自動調(diào)節(jié)等，以及操作員在中央控制室內(nèi)對所控制的生產(chǎn)車間進行管理和操作。
在我公司的工業(yè)自動控制系統(tǒng)運行一直很平穩(wěn)的情況下，同時和利時的實時信息管理系統(tǒng)在正常運行半年來，基本上滿足了我公司信息管理化的要求。在這種大的形勢下，公司領(lǐng)導(dǎo)為了進一步加強我公司重要生產(chǎn)設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況的透明度，為進一步督促和強化各個重要生產(chǎn)崗位人員的責(zé)任心，同時也為了給外來領(lǐng)導(dǎo)和外企業(yè)的管理人員增加對我公司核心設(shè)備運轉(zhuǎn)質(zhì)量的了解程度更高，我公司領(lǐng)導(dǎo)要求在信息管理系統(tǒng)中把我廠的核心設(shè)備的具體運行情況另做一個信息管理報表，該表的主要內(nèi)容是紀(jì)錄并顯示要在喂料運行正常情況下：①窯當(dāng)前連續(xù)運轉(zhuǎn)時間，②窯上次連續(xù)運轉(zhuǎn)時間，③歷史上窯最長連續(xù)運轉(zhuǎn)時間。為了在信息系統(tǒng)中實現(xiàn)生成這一管理信息的功能，我開始設(shè)計了兩個方案。第一個方案為直接利用實時信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，依據(jù)庫內(nèi)的窯喂料量這一變量生成相應(yīng)的報表上所要生成的時間紀(jì)錄數(shù)據(jù)。第二個方案為利用我們工業(yè)自動控制系統(tǒng)的軟件，在我們的大的控制系統(tǒng)中利用系統(tǒng)的開放性和大容量的數(shù)據(jù)庫的特點，用自己熟悉的編程語言生成該管理報表，所需要的時間記錄管理數(shù)據(jù)，然后把生成的這些數(shù)據(jù)放到我們大的數(shù)據(jù)庫中，最后再給實時信息管理系統(tǒng)所調(diào)用。通過對和利時信息的數(shù)據(jù)軟件的分析研究發(fā)現(xiàn)該軟件在借用外部數(shù)據(jù)而再做程序時有一定的局限性，同時我們通過向和利時公司的專家請教，該公司專家說我公司的信息管理系統(tǒng)沒有這個功能，因此我們所想的第一個方案就走不通到此為止。我們就只能選擇第二個方案，而本來這個工作應(yīng)由我們的信息管理軟件生成為最佳，但如今要在工業(yè)自動控制的軟件中實現(xiàn)信息管理軟件的功能確實有很大的難度，但為了實現(xiàn)這一功能我們又必須靜下心來進一步研究工業(yè)控制軟件的特點，來生成我們所需要的程序。經(jīng)過認真的分析和大量的實驗和研究，我們用了不到十天的時間研究和編寫了一段程序。同時把程序生成的重要數(shù)據(jù)傳到了工業(yè)控制的大的數(shù)據(jù)庫中，以便我們的信息管理系統(tǒng)用。
該軟件已運行至今，運行一直很穩(wěn)定，出現(xiàn)錯誤率為零，滿足了我公司信息管理的需要，達到了公司領(lǐng)導(dǎo)的滿意。
中央控制室系統(tǒng)現(xiàn)場站硬件配置的改造
中央控制室系統(tǒng)現(xiàn)場站，是我廠工業(yè)控制系統(tǒng)的心臟，而中央控制室就好比我們的一個大腦，為了更一步增強我們心臟的功能，我們通過認真研究后，對我廠的煤磨現(xiàn)場站和窯頭現(xiàn)場站進行了改造。
根據(jù)生產(chǎn)的實際需要，由于設(shè)計院剛開始設(shè)計的冗余量的局限性，在實際的工作中，我們需要在煤磨電力室的現(xiàn)場控制柜中再加一個DI模塊，以滿足改進生產(chǎn)的需要，同時在窯頭的中央控制系統(tǒng)的現(xiàn)場站也需要加一個DI模塊。
由于中央控制系統(tǒng)的現(xiàn)場站的控制柜內(nèi)配線很復(fù)雜，而為了滿足生產(chǎn)優(yōu)化的需要，我們必須對柜子的前后模塊和接線進行重新配線和校線，為了達到這一目的，我們主要采用了以下幾步：
1、檢查各個中央控制現(xiàn)場站的控制柜內(nèi)的當(dāng)前硬件配置和接線情況。
2、找準(zhǔn)要加硬件的位置。
3、對硬件模塊進行配線，并安裝到所選擇的ET200M的主板上。

4、對柜后端子進行接線，并校線。
5、在工程師站對各個站進行硬件增加、組態(tài)。
6、定義每個全局變量地址、符號，編輯下裝到各個中央控制的現(xiàn)場站。
如今各個現(xiàn)場站運行正常，所新增加的模塊運行正常，所控制的設(shè)備沒有出現(xiàn)過誤動作，運行正常。
充分利用現(xiàn)有資源，及時實現(xiàn)兩DCS控制系統(tǒng)通訊
在十月下旬，我公司的余熱發(fā)電廠電器設(shè)備安裝已接近尾聲，余熱電廠DCS控制系統(tǒng)和水泥熟料DCS控制系統(tǒng)的通訊對接已成為必須及時解決的問題。與此同時，水泥熟料生產(chǎn)線進入了為期7天的檢修時間，為了利用這個有利時機，我們準(zhǔn)備在此期間實現(xiàn)兩系統(tǒng)的通訊問題。
26號，我們和電廠的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)人員以及安裝公司人員一起對兩系統(tǒng)要對接的問題在一起進行了認真地分析和探討，最后根據(jù)水泥熟料生產(chǎn)線的要求和余熱電廠生產(chǎn)線的需要，我們確定，在窯頭的兩個電動閥，鍋爐的入口閥由熟料生產(chǎn)線控制，出口閥由余熱電廠生產(chǎn)線控制，窯尾的鍋爐入口閥由熟料生產(chǎn)線控制，出口閥由余熱電廠控制，大斜閥門有熟料生產(chǎn)線控制，同時各個閥門的電源由余熱電廠提供，個個閥門的開度在余熱電廠都能夠及時準(zhǔn)確地顯示出來。為了實現(xiàn)這些功能，我們通過認真地思考，研究決定選用一種一進兩出的通訊模塊來實現(xiàn)。但是到我們庫房發(fā)現(xiàn)我們沒有這種的通訊模塊，要購買本產(chǎn)品，不僅需要大量的資金，而且要等很長時間才能買到該種產(chǎn)品。為了在熟料生產(chǎn)線檢修期間實現(xiàn)通訊，不給熟料生產(chǎn)線造成因兩系統(tǒng)對接而影響其正常生產(chǎn)，我們決定在考慮別的解決問題的方法。最后研究決定用現(xiàn)有的設(shè)備，在熟料生產(chǎn)線的DCS控制系統(tǒng)中開發(fā)新的軟件的方法來實現(xiàn)這些設(shè)備的通訊。
為了實現(xiàn)這個目的，我們首先對我們公司的孰料生產(chǎn)線的自動控制系統(tǒng)進行的程序進行了深入地研究，然后根據(jù)DCS控制系統(tǒng)現(xiàn)有的功能進行程序開發(fā)，程序開發(fā)出來以后，為了安全起見，我們首先在軟件里面開發(fā)了一套軟件，進行模擬試驗，通過一系列的修改之后，模擬軟件通訊成功。然后，進行了現(xiàn)場設(shè)備的安裝和硬件架設(shè)，把所作的程序下裝到現(xiàn)場中央控制器，連接現(xiàn)場各個相應(yīng)的設(shè)備和兩系統(tǒng)的通訊電纜，進行兩系統(tǒng)的通訊。現(xiàn)場控制設(shè)備運行正常，兩系統(tǒng)能夠及時準(zhǔn)確的通訊。熟料生產(chǎn)線對各個閥門的操作情況能夠準(zhǔn)確無誤的在余熱電廠的中央控制系統(tǒng)的控制室的操作臺上顯現(xiàn)。這樣，實現(xiàn)了熟料生產(chǎn)控制和余熱電廠控制兩系統(tǒng)的通訊，滿足了兩個生產(chǎn)線的要求。
余熱電廠DCS控制系統(tǒng)和水泥熟料DCS控制系統(tǒng)在沒有具備所有硬件設(shè)備的條件下，我們通過用現(xiàn)有的備品備件和軟件資源，實現(xiàn)了兩系統(tǒng)成功通訊，這不僅給余熱電廠的投入運行做好了準(zhǔn)備，同時減少了熟料生產(chǎn)線因余熱發(fā)電的并入而停車次<