隨著化工自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，集散控制的思想越來越廣泛地被廣大自動化工程技術(shù)人員所青睞，并正在逐漸被應(yīng)用于新建、擴(kuò)建和技改項(xiàng)目中。但傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)一般由專業(yè)廠家生產(chǎn)，具有一定的專有性;另外傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)一般來講其控制規(guī)模比較大，成本費(fèi)用比較高;因此限制了在中小規(guī)模的自控系統(tǒng)項(xiàng)目中的推廣應(yīng)用。那么如何在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中實(shí)現(xiàn)集散控制的思想呢?帶著這一問題，筆者在閱讀了大量技術(shù)資料的基礎(chǔ)上對現(xiàn)有DCS和PLC的控制系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)對比，提出了在中小規(guī)?；ろ?xiàng)目中用PC+PLC構(gòu)成DCS的思想，并在貴州宏福實(shí)業(yè)開發(fā)有限總公司年產(chǎn)80萬噸重鈣裝置改磷銨的技改項(xiàng)目中的液氨儲運(yùn)工段成功地得到了應(yīng)用。
用PC和PLC實(shí)現(xiàn)集散控制(DCS)的基本原理
集散控制的基本思想是集中管理，分散控制。即：將流程工業(yè)的自動控制過程與操作管理人員對自動控制過程的管理過程相對分離;流程工業(yè)的自動控制過程由各控制站相對獨(dú)立地自動完成，而操作人員對自動控制過程的管理則由中央控制室的操作站來完成。中央操作站與各現(xiàn)場控制站一方面各自相對獨(dú)立地運(yùn)行，從而將各種故障限制在局部范圍內(nèi)，極大地提高了自動控制系統(tǒng)總體的安全性和可靠性;另一方面又相互進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊和信息交換，實(shí)現(xiàn)了操作人員在中央控制室的操作站對整個(gè)自動控制過程進(jìn)行管理和調(diào)整。
現(xiàn)場控制站的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制，因此它必需要能夠自動采集全廠的各種工藝參數(shù)(如各種工藝介質(zhì)的溫度、壓力、流量、粘度、組分，物位高度等)以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)(如閥門的開度、機(jī)泵的開停、設(shè)備震動、機(jī)械位移)等生產(chǎn)信息，然后按照事先編好的控制程序進(jìn)行大量的數(shù)值計(jì)算，最后輸出4~20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(或ON/OFF數(shù)字信號)去驅(qū)動各種閥門、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)各種工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制;另外還要與操作站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，將采集到的各種生產(chǎn)信息傳送到操作站供操作人員使用，同時(shí)接收操作人員通過操作站發(fā)出的各種指令實(shí)時(shí)調(diào)整自動控制方案、優(yōu)化生產(chǎn)過程。因此它還需要具有標(biāo)準(zhǔn)化的通訊接口。目前的各種PLC均具有這樣的功能，而且其容量彈性大，擴(kuò)充方便，控制方案的組態(tài)簡單易學(xué)，性能價(jià)格比優(yōu)越，因此是中小型DCS的操作站的理想選擇。
中央控制室的操作站實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)界面，一方面把控制站采集的各種生產(chǎn)信息進(jìn)行加工處理，然后以操作人員所習(xí)慣和熟悉的各種流程畫面、生產(chǎn)報(bào)表、歷史趨勢和聲光報(bào)警等形式提供給操作人員。另一方面把操作人員的各種指令進(jìn)行編碼后傳送給操作站對控制方案進(jìn)行調(diào)整，以優(yōu)化生產(chǎn)過程或?qū)μ厥馇闆r的緊急處理。對中小型DCS來講，目前市面上比較流行的各種監(jiān)控軟件均能實(shí)現(xiàn)這樣的功能，且對計(jì)算機(jī)的硬件和操作系統(tǒng)無特別要求，用普通的PC機(jī)加一套監(jiān)控軟件就可實(shí)現(xiàn)。
用PC機(jī)+PLC組成集散控制系統(tǒng)時(shí)，PLC承擔(dān)了現(xiàn)場控制站的工作，PC機(jī)承擔(dān)了操作站和工程師站的工作。在安裝有PLC系統(tǒng)軟件的PC機(jī)上可以離線(或在線)編輯PLC的控制應(yīng)用軟件(一般稱為梯形圖)，控制應(yīng)用軟件下載到PLC后，PLC獨(dú)立完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、模擬控制等。而操作站的各種功能都可以通過“實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件”+“PC機(jī)”來實(shí)現(xiàn)，在安裝有實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的PC機(jī)上可以方便對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。
結(jié)束語
該控制系統(tǒng)投用2年多來，性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠，界面友好，操作簡單，維護(hù)工作量很小，受到了操作和維護(hù)人員的歡迎;投用后，根據(jù)技改工作需要又進(jìn)行了2次擴(kuò)容均未影響正常生產(chǎn)，實(shí)踐證明PC+PLC構(gòu)成DCS，系統(tǒng)配置靈活、軟件組態(tài)簡單，便于自行設(shè)計(jì)和調(diào)試，性能價(jià)格比優(yōu)越，系統(tǒng)擴(kuò)展容易且維護(hù)工作量小，是企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造和中小型生產(chǎn)過程首選的自控系統(tǒng)。
（轉(zhuǎn)載）
