橫河3000在某裝置中的應(yīng)用探討

謝龍，黃可鑫

（遼陽(yáng)石化公司芳烴廠，遼寧 遼陽(yáng) 111003）

1 自控系統(tǒng)的硬件配置

1.1 工程師站和操作站

挪用閑置橫河3000系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制站FCS機(jī)柜1個(gè)，F(xiàn)TA輔助機(jī)柜1個(gè)，ENGS工程師站1個(gè)，HIS操作站2個(gè)橫河，這樣既可以消除安全隱患，又可以修舊起廢。

本次系統(tǒng)架構(gòu)為一個(gè)工程師站和兩個(gè)操作站，其中工程師站為HIS0130用于組態(tài)、監(jiān)視及工藝操作參數(shù)修改，操作站為HIS0131、HIS0132用于監(jiān)視、工藝操作及權(quán)限內(nèi)工藝參數(shù)修改。每個(gè)站均使用聯(lián)想PC臺(tái)式機(jī)，配有兩個(gè)內(nèi)置以太網(wǎng)絡(luò)接口卡。該卡配置于PCI卡槽內(nèi)，使用型號(hào)為V -Net-VF701接口卡，通過(guò)該接口卡實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，為工程師站HIS0130向操作站HIS0131、HIS0132下載組態(tài)數(shù)據(jù)，傳輸信息交換等功能。V-Net-VF701接口卡是用于進(jìn)行操作監(jiān)視及信息交換等功能，通訊網(wǎng)絡(luò)采用冗余網(wǎng)絡(luò)。V-Net1和V-Net2各自獨(dú)立冗余，其中V-Net1負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊、VNet2負(fù)責(zé)向兩個(gè)操作站下載數(shù)據(jù)、流程圖等，通信為T(mén)CP/IP協(xié)議，速率通信為100Mbps。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)控制站

現(xiàn)場(chǎng)控制站采用雙冗余控制結(jié)構(gòu)，由本地節(jié)點(diǎn)、控制單元搭建而成。該單元有兩個(gè)CP401模塊，每個(gè)模塊CP-401有獨(dú)立的2個(gè)CPU單元，工作時(shí)為四個(gè)CPU單元同時(shí)進(jìn)行工作，系統(tǒng)通過(guò)每個(gè)模塊的冗余CPU運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較一致性，如果一致性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則控制器輸出運(yùn)算結(jié)果，通過(guò)一致性判斷實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的冗余容錯(cuò)功能。

2 應(yīng)用組態(tài)軟件

工程師站原系統(tǒng)為Windows XP系統(tǒng)現(xiàn)升級(jí)為Windows 7 64位操作系統(tǒng)，利用原GE9030設(shè)計(jì)組態(tài)控制方案，在橫河3000系統(tǒng)軟件上進(jìn)行組態(tài)。組態(tài)工程師菜單由分支樹(shù)型結(jié)構(gòu)，一個(gè)工程項(xiàng)目可以由多個(gè)文件夾或多個(gè)文件構(gòu)成，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和便于修改、備份文件。在相對(duì)應(yīng)的文件夾里，可以通過(guò)系統(tǒng)硬件配置進(jìn)行控制站組態(tài)、根據(jù)控制方案進(jìn)行流程圖、操作組、報(bào)警報(bào)表、歷史組、實(shí)時(shí)趨勢(shì)及歷史趨勢(shì)進(jìn)行組態(tài)。我們通過(guò)控制站進(jìn)入虛擬測(cè)試模式，對(duì)組態(tài)回路、聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)及報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整測(cè)試。

（1）組態(tài)裝置說(shuō)明。由于石油化工行業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，存在著易燃易爆等高度危險(xiǎn)工況。因此，在DCS組態(tài)時(shí)設(shè)有一定的安全聯(lián)鎖控制功能。聯(lián)鎖功能在ControlDrawing上通過(guò)組態(tài)邏輯功能塊得以實(shí)現(xiàn)。為便于工藝人員監(jiān)視、操作聯(lián)鎖控制功能時(shí)，組態(tài)了聯(lián)鎖邏輯操作畫(huà)面，為保證工藝人員誤操作，我們?cè)O(shè)置了聯(lián)鎖應(yīng)用權(quán)限。在每個(gè)邏輯操作畫(huà)面上，添加了聯(lián)鎖啟動(dòng)與停止的相應(yīng)條件，聯(lián)鎖邏輯為負(fù)邏輯。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行正常時(shí)，信號(hào)相應(yīng)顯示為綠色，聯(lián)鎖時(shí)為紅色，并且在每個(gè)條件都做了一個(gè)相應(yīng)的軟點(diǎn)旁路，以便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。在安裝橫河3000軟件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成兩個(gè)個(gè)用戶(hù)權(quán)限，其中一個(gè)普通用戶(hù)User權(quán)限為操作人員權(quán)限。為了避免出現(xiàn)一些工藝無(wú)關(guān)的操作及發(fā)生軟件中毒的可能。我們?cè)赨ser權(quán)限登錄的系統(tǒng)中，刪掉該帳戶(hù)下的Windows菜單。

（2）添加打印機(jī)以Centum身份。在系統(tǒng)的User身份改為管理員身份后，將本地打印機(jī)添加，再將Centum身份改為普通用戶(hù)身份。

3 應(yīng)用軟件下載與備份

（1）應(yīng)用軟件下載。軟件下載步驟為：①先將系統(tǒng)上電后，確認(rèn)HIS、FCS的地址是否正確有效；②將當(dāng)前項(xiàng)目改為對(duì)應(yīng)的當(dāng)前屬性；③在每個(gè)操作站依次下裝project common參數(shù)；④對(duì)每個(gè)HIS站數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行下載；⑤如果離線下載FCS站數(shù)據(jù)時(shí)，則控制功能全部停止。

（2）備份。應(yīng)用軟件調(diào)試完以后要進(jìn)行系統(tǒng)備份。按通過(guò)安裝組態(tài)存儲(chǔ)路徑，查找對(duì)應(yīng)項(xiàng)目文件名所在的文件夾，備份到外部存儲(chǔ)介質(zhì)上，以便系統(tǒng)故障、癱瘓時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)快速恢復(fù)，防止因系統(tǒng)原因?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)無(wú)法操作與控制。

4 在線系統(tǒng)切換處理

由于生產(chǎn)需要，采用不停車(chē)系統(tǒng)切換現(xiàn)采用以下方案進(jìn)行切換。

（1） 將 風(fēng) 機(jī) T010A-1/T010A-2/T010A-3/T010A-4/T010B-1/T010B-2/T010B-3/T010B-4未在線運(yùn)行的，硬線旁路，再切換到已經(jīng)旁路的風(fēng)機(jī)在線運(yùn)行，未旁路的進(jìn)行硬線旁路。

（2）摘除P010A泵/P010B泵/P010C泵/P010D泵/P010E泵/P010F泵/P010G泵/P010H泵溫度聯(lián)鎖。

（3）摘除P010A泵/P010B泵/P010C泵/P010D泵/P010E泵/P010F泵/P010G泵/P010H泵硬線運(yùn)行狀態(tài)，以上8個(gè)泵為硬線常開(kāi)在線運(yùn)行。

（4）將LI102/LI103聯(lián)鎖狀態(tài)調(diào)節(jié)成旁路狀態(tài)。

（5）將LI102/PI110/PI109三個(gè)控制回路調(diào)節(jié)成手動(dòng)控制后，現(xiàn)場(chǎng)工藝操作更換為旁路運(yùn)行。

（6）在UPS接入空氣開(kāi)關(guān)旁增加一個(gè)為環(huán)路20A的空氣開(kāi)關(guān)，將UPS電源引進(jìn)橫河橫河3000系統(tǒng)中。

（7）可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)線與橫河系統(tǒng)柜內(nèi)線進(jìn)行連接。

（8） 將 風(fēng) 機(jī) T010A-1/T010A-2/T010A-3/T010A-4/T010B-1/T010B-2/T010B-3/T010B-4中未在線運(yùn)行的，進(jìn)行硬線連接。再切換到已經(jīng)硬線連接的風(fēng)機(jī)，將未進(jìn)行硬線連接的接入電路中。

（9）連接P010A泵/P010B泵/P010C泵/P010D泵/P010E泵/P010F泵/P010G泵/P010H泵硬線運(yùn)行狀態(tài)。

（10）恢復(fù)P010A泵/P010B泵/P010C泵/P010D泵/P010E泵/P010F泵/P010G泵/P010H泵溫度聯(lián)鎖。

（11）現(xiàn)場(chǎng)LI102/PI110/PI109操作平穩(wěn)后，將旁路運(yùn)行改為主路運(yùn)行。三個(gè)控制回路由手動(dòng)控制調(diào)節(jié)成自動(dòng)控制。

（12）將LI102/LI103旁路狀態(tài)調(diào)節(jié)成聯(lián)鎖狀態(tài)。

（13）待橫河系統(tǒng)穩(wěn)定后摘除UPS供給GE9030電源。

5 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)投運(yùn)以來(lái)，運(yùn)行情況良好，實(shí)現(xiàn)了利舊閑置系統(tǒng)，原有系統(tǒng)不穩(wěn)定性消除，原非冗余通過(guò)改造后實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)控制器冗余、控制系統(tǒng)雙電源、網(wǎng)絡(luò)冗余。在各個(gè)操作站上配有系統(tǒng)電子文檔，在每個(gè)接線柜上粘貼接線圖及卡件說(shuō)明。便于在實(shí)際維護(hù)。在操作畫(huà)面上比GE9030上豐富很多，可以通過(guò)系統(tǒng)信息狀態(tài)畫(huà)面，檢查系統(tǒng)各個(gè)硬件運(yùn)行狀態(tài)。可以通過(guò)組態(tài)軟件查找出信號(hào)的輸入、輸出硬件地址，方便調(diào)校。通過(guò)設(shè)定操作權(quán)限，排除了誤刪系統(tǒng)程序和工藝誤操作情況。因此，此次修舊起廢得到了很好的應(yīng)用，排除了系統(tǒng)隱患多年的頑疾，產(chǎn)生了很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。