基于EPKS系统集成方案的设计与实施.doc

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1、基于EPKS系统集成方案的设计与实施 摘要：Honeywell公司Experion PKS过程知识系统(简称EPKS系统)，是一体化的混合控制系统。它由高性能的控制器，先进的工程组态工具，开放的控制网络构成了先进的体系结构，它是世界上第四代DCS控制系统的代表。本文基于Honeywell EPKS DCS知识过程控制系统对双氧水生产过程控制的集成方案进行了规划、设计。介绍了EPKS系统的硬件配置、网络构架、组态工具等方面内容。关键词： EPKS系统；规划与设计；管理及操作；组态工具；系统应用 中图分类号：TP273 文献标识码：ADesign and implementation of pro

2、grams based on EPKS system integration Abstract: the Experion PKS (EPKS) system of Honeywell is an incorporating control system, consisting of high-quality controller, advanced configuration tool using in project and opening director nets. It is the progressive system, which represents the 4th gener

3、ation of DCS controller system in the world. On the basis of using EPKS DCS on the programming and designing of the oxyful program, this essay introduces the hardware, network structure, configuration tool of the EPKS.Keywords: EPKS system; programming and designing;managing and operating;configurat

4、ion tool; application of the system 作者简介：姜秀英（1962-），女，本科，副教授，Email：jiangxiuying1962 1 引言 某双氧水生产过程控制选用Honeywell公司Experion PKS 过程知识系统(简称EPKS系统)。EPKS系统以开放的、功能强大的Microsoft公司的Windows 2000操作系统为基础，并以高性能的控制器、先进的工程组态工具、开放的控制网络构成了先进的体系结构。EPKS系统具有开放性、灵活性、易操作性等优越性能，能够根据生产需要自主的进行一些过程点的组态操作，如一些控制方案的修改、参数的变化，联锁关系的

5、变动，都能够在不影响正常生产的前提下在线修改，因此受到用户的欢迎。本文就Honeywell EPKS R210系统在某双氧水生产装置中的应用，介绍EPKS系统的硬件配置、网络构架、组态工具等方面内容。 2 EPKS系统规划与设计2.1系统规划双氧水工艺流程由氢化工序，氧化工序，萃取工序，后处理工序，配置工序，蒸碱系统，浓缩工序，包装工序等几部分组成。某公司10万吨双氧水项目，由洛阳黎明化工设计院设计，DCS采用HONEYWELL 公司的EPKS系统。控制系统的主要功能是对过程数据的高性能采集、控制和监视。双氧水生产装置的EPKS系统结构如图1所示。仪表机柜室布置有EPKS服务器、操作站、C20

6、0控制器及I/O卡件、容错以太网、网络交换设备。图1 EPKS 系统配置图Fig.1 EPKS arrangement plan2.2 系统硬件配置1、服务器、操作站系统采用冗余服务器的配置，用一对配置相同的服务器，以主/从结构方式相互支持。另外配有3台操作站。服务器只用于硬件构架，控制策略组态，用户权限设置，程序调试，流程图绘制。操作站是最重要的人机交互界面，主要用于对生产现场的监视和管理。根据生产管理的需求， 3个操作站都允许操作双氧水工艺流程中的所有工序，包括氢化工序，氧化工序，萃取工序，后处理工序，配置工序，蒸碱系统，浓缩工序，包装工序等几部分。2、C200混合控制器C200 控制器由

7、机架、电源、控制器处理模件（CPM）、Control Net 接口,冗余模件和I/O 连接模件所组成。C200控制器完成全部的监测调节和顺序控制功能，包括温度、压力、流量、液位的监视、PID的调节和各种复杂调节、各种阀门的开关、各种泵的开关等顺序控制、各种设备运行状态的监视及联锁保护等。3、过程I/O接口主要包括接线端子、输入/输出(I/O)卡件和连接电缆等，主要实现对数据的采集、处理和工程单位的变换。 双氧水项目，用到的信号类型有模拟量输入信号，模拟量输出信号，数字量输入信号和数字量输出信号。10万吨配置双氧水项目共配置有10块16通道HLAI卡，4块16通道AO卡，3块32通道DI卡，1块

8、32通道DO卡，另有1块32通道LLMUX卡用于温度指示和控制。整体设计符合自控项目的设计要求，考虑了全部负荷，通道留出了15%的通道富余量。4、系统网络构架EPKS系统网络分成3层：1.I/O NETWork网络层实现C200控制器与过程I/O模件以及过程I/O与现场设备的互连。2.ControlNET控制网采用屏蔽同轴电缆，传输速率5MB/s，实现服务器与C200控制器的互连。3.Ethernet以太网支持TCP/IP通讯协议，传输速率100Mbps，实现操作站与服务器的互连。3 EPKS 系统集中管理及操作EPKS系统采用了SQL数据库作为数据管理的平台，如图2所示，EPKS系统的数据库

9、为实时数据库（Real Time Database），它包含了诸如历史数据采集、报警及事件纪录，报表管理、编程组态、操作站管理等。图2 EPKS 系统软件结构Fig.2 EPKS software structureEPKS系统组态软件包括系统组态、过程控制组态、画面组态、报表组态，显示方式等。根据双氧水工序的工艺特点和操作管理的需要，利用系统提供的组态软件，设计工艺流程画面，对重要参数设定画面进行组态设计。构成便于了便于操作员对生产过程进行控制的监控画面。4 系统组态工具运用1、控制器组态工具Control Builde：一个面向对象的工程组态开发工具软件包，支持C200控制器控制策略的组态

10、、组态文本、监视等功能。2、数据库管理工具Quick Builder：提供窗口式的界面进行操作，允许用户定义点及组态，定义数据通道、控制器、操作站、服务器和打印机等。 3、图形组态工具Display Builder：是用于绘制用户流程图、连接显示数据、组态数据及图形参数的工具。4、一体化的在线文档系统Knowledge Builder为用户提供在线帮助和在线技术支持。 专业组态人员根据设计及工艺要求进行组态，并根据Control Builder中监控功能，可以轻松实现各种控制，保证各种工况下装置的安全性。特别指出的是，在Station人机界面中提供了各种控制点的点细节画面可直观地对控制回路进行

11、参数整定，使各回路能够较快地投入运行；同时Station中可通过改变操作权限看组态程序，这样给仪表维修人员带来了方便。4 系统应用举例在EPKS系统中无论多么复杂的控制策略和控制算法都是由一些简单模块加以组合实现的。系统组态时根据工艺要求，合理的利用各个模块，然后通过“软接线”将各个功能块相互连接，就能很方便地实现控制策略或应用。图3 液位流量选择控制系统Fig.3 liquid and flow rate selective control system 双氧水项目的控制以单回路和单显示为主，考虑到双氧水项目在实际生产过程中可能发生的事故，对关键点的液位进行联锁控制，其中包括配置工序的芳烃高

12、位槽液位控制，蒸碱工序的纯 水液位控制，后处理工序的浓碱液位控制。复杂控制则只有萃取工序的萃取塔液位控制，在每次开车的初期，由于液位变化小，由液位来控制，而在开车平稳后，则由流量进行控制，另外操作工还可以根据实际的需要随意选择由液位还是流量进行控制。液位和流量模块本身都是单回路控制，但是液位模块加了选择控制，具体模块结构如图3所示。当选择器SWITCHA功能块，SELXINP参数输入为1时选择X(1)脚作为输入，将其PID块的输出值送到AO块，即用液位来控制萃取塔的液位；当SELXINP参数输入为2时选择X(2)脚作为输入，将其PID块的输出值送到AO块，即用流量来控制萃取塔的液位，从而达到自

13、由选择的目的，具体操作时，操作工应该依据哪个变化小，采用哪个，从而在调整时工艺生产的波动较小。5 结束语由于双氧水（过氯化氢）具有几乎无污染的特性，故此被称为“最清洁”的化工产品。双氧水是近十年来全球工业化学品中产能增长最快的领域之一。在我国双氧水在纺织、造纸、化工、轻工、医药、电子、食品、环保等领域应用广泛。目前国内共有双氧水生产企业60余家以上，2008年我国双氧水产能已经近100万吨/年（折纯）。 近年来先进的控制技术在双氧水生产中的应用，有了新的进展。EPKS控制系统在双氧水生产中的应用，为双氧水生产厂的自动控制提供了一个较好的经验和技术积累。随着各种先进控制系统的开发应用，必将进一步促进我国整个双氧水自动化水平提高，为企业带来很好的经济效益。参考文献1 张雪申.集散控制系统及应用M.北京：机械工业出版社， 2006年2 曲丽萍.集散控制系统及其应用实例M.北京：化学工业出版社，2006年3 韩瑞群.Honeywell Experion PKS系统在增塑剂生产中的应用J.天津化工， 2008年，3期 第61页