關鍵詞： PET PKS 系統應用
1、引言
江西龍鵬特種纖維股份有限公司聚酯（PET）裝置由中國紡織工業設計院設計，采用國內開發的以醋酸銻為催化劑、二氧化鈦為消光劑、精對苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）為原料的直接酯化、連續縮聚的五釜流程工藝路線，生產纖維級半消光聚酯切片。主控制系統為集散控制系統（DCS）,采用的是霍尼韋爾（Honeywell）的PKS系統。本文重點介紹PKS系統在裝置中的應用情況。
2、系統介紹
2.1 系統構成
PKS（Process Knowledge System） 是過程知識系統的簡稱。PKS控制系統是Honeywell在2002年6月推出的新的中型控制系統。它集合了Plantscape系統組態方便的特點,又集合了TPS控制系統硬件上的優點而推出的一款全新的DCS控制系統。我公司聚酯裝置的PKS系統結構如圖1所示。
·網絡結構：
1）以太網（TCP/IP）
傳輸速率為：100M/10M波特率；
網絡節點：server,station,priter（switch,hub）等；
傳輸介質：雙絞線：接頭（為RF45，網卡），距離為100m以內；
2） SCN（Supervisory Controlnet）監控層
傳輸速度：5M波特率；
網絡節點：CPM，及其他通訊摸件（如PCIC）；
傳輸介質：同軸電纜；網絡終端需加75Ω電阻；
傳輸協議：IEEE8023，令牌方式；
3） I/O Controlnet
傳輸速度：5M波特率；
網絡節點：PMIO（輸入輸出卡件）、SIM等；
傳輸介質：同軸電纜；網絡終端需加75Ω電阻；
傳輸協議：IEEE8023，令牌方式；
·系統特點：
（1）冗余配置
[1>服務器冗余：PKS過程系統的服務器可以冗余配置，以提供更高等級的可靠性。采用一對配置相同的服務器，以主/從結構方式相互支持。當主服務器出現故障時，從服務器采集數據，并為操作站提供數據服務。主服務器通過冗余網絡傳送數據庫中的所有數據處理信息到從服務器，使得主從服務器之間同步。
[2>現場處理器（CPM）冗余配置:通過光纖連接冗余模塊RM（redundantmodule）來實現冗余通訊。可在500ms內自動切換。
[3>網絡通訊冗余配置：以太網可冗余配置，即，LINKA、LINKB；SCN、I/O Controlnet可以冗余配置。
[4>對于PKS系統，IOP可以冗余（即輸入輸出卡件可以冗余）
（2）混合控制器：CPM
如圖2所示，混合控制器有機架、電源、控制處理模件（CPM）、controlnet接口、冗余模件和輸入輸出模件組成。還可以包括一個可選的電池擴充模件。機架由5種規格-4槽，7槽，10槽，13槽，17槽等。所有的模件都可以帶電插拔。控制處理器模件是雙寬度的，占用兩個機架槽位。處理器是 100MHZ的PowerPC 603E,帶有8M字節的EDAC內存。CPM支持非冗余或冗余配置兩種方式。4M字節帶奇偶校練的內存。
圖 2 脂化液位與漿料泵轉速串級控制回路圖
（3）開放性
[1> 集成Honeywell的先前產品:TDC2000,TDC3000,Plantscape,S9000,Logix60
[2> 與PLC通訊（如：SIMENSE,AB,ABB）
[3> 與現場總線技術的集成（Profibus-DP,Fieldbus,Modebus,HART等）
[4> 標準化的數據訪問程序
[5> AEC：高性能服務器，直接與OPC服務器或客戶機進行數據交換。
2.2 硬件說明
1）服務器、操作站、打印機等；
服務器通過PCIC卡與下層（SCN）進行數據交換通訊；TC-PCIC01Typical系統適用于1個server（可冗余）和10-12個station；processor主頻 1GHZ;RAM 384MB以上；
NETWORK 10Mbps;
顯卡 1014×768 65K
硬盤 18.2G
一般選 Dell power
2）SCN 監控層；
A、PS （power supply）:提供120/240AC給機架，背板，卡件供電。MC-PSRX04提供卡籠箱的DC電源。TC-FPDXX2
B、CNI （CONTROLNET INTERFACE MODULE）；與其它網絡層進行通訊的通訊接口。TC-CCR013
C、PM 過程處理器：占兩個槽，是控制系統的核心設備，進行數據處理、計算、控制等。TC-PPRS021
D、RM 冗余模件；TC-PRR021
E、IOLIM（I/O LINK INTERFACE MODULE）:負責與CPM與PMIOP的通訊；可帶電插拔。TC-IOII01
3） Romal I/O
A、卡籠箱：file裝PMIO的卡籠箱，一般有7，15槽。
B、PMIO （輸入輸出卡件）
控制站使用的I/O卡件的種類有:HLAI高電平模擬量輸入卡（16點）、AO模擬量輸出卡（16點）、DI開關量輸入卡（32點）、DO開關量輸出卡（32點）、LLMUX多路低電平模擬量輸入卡（32點）。除控制站本身采用冗余外，控制回路的I/O卡件也采用冗余，大大提高了系統的可靠性。
C、FTA（現場接線端子）
MC-TAIH12、MC-TAOY22、MC-TAIH02、MC-TLPA02、MC-TAMR03、MC-TDOY22、MC-TDIY22
2.3 軟件說明
（1）control Builder——Control Builder是一種圖形化的、面向對象的、基于窗口的工程工具，用于過程系統控制處理器的控制執行環境和應用控制環境的控制策略的設計、組態、和實施。用于組態硬件,如網絡、I/O模件、控制器、和現場總線設備，以及組態控制點，如調節控制、設備（馬達）控制、邏輯控制、順序控制和特殊的用戶定義的功能等。
（2）QUICK BUilder——QUICK Builder使得用戶可以組態第三方的控制器/RTU，以及它們的點、組態操作站和打印機。 Quick Builder使用關系數據庫引擎，提供篩選數據庫的用戶顯示、多點編輯工具、和直觀的窗口風格的用戶界面，極大地提高了組態效率。關系數據庫還捉供用戶自定義的域，可以用來設置終止調度，記錄接線編號等，同時還提供標準的報表。ExperiOn PKS過程系統數據庫的添加和修改均可以在線進行。
（3）Display Builder ——Display Builder是面向對象的，全集成化的用戶畫面組態工具，用于生成用戶專用的顯示圖形畫面。動態顯示可以簡單地通過鼠標點擊迅速生成。系統還提供一個圖形庫含有如容器、管道、閥門、罐、馬達等通用的工廠設備，幫助用戶進一步加快圖形設計的速度。此外,對于一些多處用到的相似的畫面，可以用模板畫面的功能減少組態時間。提供的過程對象和調色板功能可以幫助用戶快速簡便地創建用戶對象，并可以帶有三維效果。通過使用腳本程序（VBScript和Jscript）組件，可以顯著地增強圖形畫面功能，如高速動畫、工具提示、操作站程序執行的控制作用等都可以通過腳本程序完成。許多ActiveX的組件類型，如播放聲音和視頻圖像等都可以插入在畫面中被調用。
（4）Knowledge Builder——Knowledge Builder,在線的電子資料，采用HTML結構的瀏覽器閱;在線幫助，（F1功能鍵調用，許多應用予以支持）。
3、系統應用
3.1 17反應釜液位控制
17反應釜是聚酯裝置的終縮聚釜，液位的穩定關系到熔體粘度的穩定即產品的最終質量，所以本裝置采用了兩套放射性液位計，一臺靠近入口端 LIC17017，另一臺靠近出口端LIC17023，17反應釜的液位取三七開，即通過AUX輔助計算塊完成 0.3＊LIC17017.DACA.PV+0.7＊LIC17023.DACA.PV的計算作為PID控制塊的測量值。通過PID控制塊的運算OP輸出至SIC16009作為設定值，控制16熔體泵的泵速以調節17反應釜的進料達到液位穩定的目的。
3.2酯化攪拌器聯鎖控制
在裝置中電機12A01帶動一酯化攪拌器轉動,電機12A01P帶動油泵轉動來給12A01潤滑和冷卻。一酯化攪拌器的啟動條件是反應釜的液位 LIC12019、LIC12009未低低報、油泵12A011已經運行、油壓正常（PAL12036未低報）,所以兩個電機的啟停順序應該是先開油泵 12A01P,再開攪拌器12A01,停止時先停12A01再停12A01P;另外，為保護攪拌器12A01，在一酯化液位計LC12019、12009 液位低低報時、在12A01P故障停止時應聯鎖停止12A01。系統使用了一個DEVICE塊簡單、方便地實現了以上功能,示意圖如圖3所示。
圖 3 12-A01控制圖
DEVICE塊是一種多輸入多輸出點，它提供對馬達、泵、開關閥等離散型設備的操作控制面板。所用兩個DC點的狀態，S0是停止狀態、S1是運行狀態，連接著2個輸出和2個輸入。12A01的輸出啟動信號（S1）是DO點12A01T,輸出停止信號（S0） 是DO點12A01P；反饋輸入信號 DI點是12A01I、12A01F,均為1時表示12A01已運轉，12A01I為0、12A01P為1時表示其已停止。
12A01啟動的允許條件是PI（1）為1,即液位計未低報、油壓未低報及油泵已經啟動三個條件均滿足。在液位低報時，12A01¬-ANDA.OUT為1，使12A01P動作停12A01。
4、結束語
PKS控制系統強大的功能模塊和其優越性能保證了裝置按照設計方案在預定時間內順利開車。該PKS系統自2004年12月投用以來，系統運行穩定，沒有因DCS系統本身的問題對生產造成過影響，而且由于該系統的開放性、靈活性、易操作性等優越性能，能夠根據生產需要自主的進行一些過程點的組態操作，如一些控制方案的增改、聯鎖關系的變動，都能夠在不影響正常生產的前提下在線修改。