一、系統(tǒng)簡介

廣東省XX市xx化工有限公司為傳統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)場對工藝的詳細了解，結合目前工控技術發(fā)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(shù)較多的特點，如果按照傳統(tǒng)自動化控制方式采用傳統(tǒng)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(tǒng)來代替DCS系統(tǒng)，借助北京三維力控公司研發(fā)的組態(tài)軟件ForcecontrolV6.0強大的通訊功能，實現(xiàn)各控制設備的聯(lián)網(wǎng)。

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(yè)現(xiàn)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(xiàn)場信號進行采集和控制。鑒于在本系統(tǒng)中，溫度控制占據(jù)了很大部分，傳統(tǒng)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡功能的溫控表，實現(xiàn)本地和控制室的兩地顯示、控制。

其次，為提高系統(tǒng)的可靠性，針對PC機由于操作系統(tǒng)的緣故容易出現(xiàn)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(shù)據(jù)狀態(tài)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(tài)，此時備用機變?yōu)榭刂茩C，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(tǒng)安全運行。

最后，為了實現(xiàn)遠程多機監(jiān)控，實現(xiàn)工廠的透明化管理，借助力控的網(wǎng)絡化功能，開放IE瀏覽端口，使公司局域網(wǎng)內的每一管理人員能實時了解到生產運行狀態(tài)。

現(xiàn)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(qū)和一個中央控制室，搭建了一個完整的FCS系統(tǒng)。

完整系統(tǒng)結構圖如下：

柜內模塊結構圖如下：

三、系統(tǒng)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(tǒng)按控制流程分成幾個子系統(tǒng)，需要對子系統(tǒng)進行監(jiān)控時，點擊該部分，進入子系統(tǒng)。

(2)子系統(tǒng)

進入子系統(tǒng)，可以對該部分實現(xiàn)監(jiān)控，換面上會顯示該部分的相關參數(shù):溫度、壓力、流量等；通過閥門和泵的顏色變化，可以了解到現(xiàn)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(xiàn)越限或故障時，流程圖上相應的圖例紅光閃動，并發(fā)出報警加以提示。報警可以通過鍵盤解除，閃動的紅光繼續(xù)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。

3.3、報表功能

系統(tǒng)可生成實時報表和歷史報表，把相關工藝參數(shù)按一定的格式制作，通過對歷史數(shù)據(jù)的查詢和參數(shù)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(jù)客戶需要，按相應的文件名以EXCEL的格式保存，以供查詢。

3.4、事件記錄

系統(tǒng)可以記錄系統(tǒng)事件和操作事件，根據(jù)事件記錄，可以查看系統(tǒng)的運行和控制情況，以方便查找故障原因。

3.5、趨勢曲線

系統(tǒng)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(shù)隨時間的變化，方便對相關數(shù)據(jù)進行分析。

3.6、打印功能

上述多種數(shù)據(jù)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。

3.7、安全功能

為保護系統(tǒng)安全，系統(tǒng)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(jié)點的安全性為允許/不允許、創(chuàng)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(qū)名等。一旦節(jié)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(fā)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(shù)據(jù)輸入、打印輸出、報警確認和清除，修改一般設定值；

系統(tǒng)管理員：具有二級功能，同時可進行程序和參數(shù)的調整、模擬畫面產生和建立動態(tài)數(shù)據(jù)顯示連接、數(shù)據(jù)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(tǒng)管理和優(yōu)化。

根據(jù)操作人員登錄及操作過程中輸入的姓名、口令，系統(tǒng)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(wǎng)絡信息引入到系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)系統(tǒng)的單機不穩(wěn)定狀況，改變了原有的數(shù)據(jù)流程和監(jiān)控管理模式的安全穩(wěn)定，同時也實現(xiàn)了從分散控制和獨立管理到管控一體化的轉變，并且實現(xiàn)了網(wǎng)絡遠端傳送數(shù)據(jù)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(xiàn)場的生產狀況。