摘要：介紹了EXPERION  PKS系統新的特點，包括主要的硬件部分、軟件部分，以及系統在金陵分公司260萬t/a蠟油加氫處理裝置的應用情況，特別是裝置的控制方案在EXPERION PKS系統上的具體實現，并且說明了PKS系統用SCM編寫順控程序的應用特點以及與第三方系統通訊時在Quick Builder中的組態設置。

關鍵詞：C300；容錯以太網；SCM順控程序；通訊

一 裝置概述         260萬t/a蠟油加氫處理裝置是為提高金陵分公司加工高硫原油能力、改善催化裂化裝置原料品質（使汽油產品能滿足國III標準，降低污染物排放）而建的裝置。裝置設計原料油為沙輕減壓蠟油、沙中減壓蠟油和焦化蠟油的混合油；產品為石腦油、柴油、加氫處理蠟油。裝置由反應部分、分餾部分、脫硫部分和輔助部分組成，共有反應器1臺、加熱爐2臺、塔6座、換熱器24臺、機泵46臺、空冷器17片、各類容器38臺。

二 HONEYWELL EXPERION PKS系統介紹（見圖一）         EXPERION PKS(Process Knowledge System)系統是Honeywell公司最近推出的新一代控制系統,它繼承了傳統DOS的優點,同時又融合新的技術突破,是一套比TPS系統更趨完善的控制系統。

        PKS系統基于Windows 2000的服務器, 利用高速動態緩存區采集實時數據,提供報警、顯示操作、歷史數據采集、報表報告等服務功能；HMIWeb技術基于工業標準的html文件格式和Web瀏覽器的訪問界面；基于CEE執行環境的新一代C300控制器；面向對象的組態工具；FTE容錯以太網絡。

1 主要的硬件部分 A 控制防火墻（CONTROL FIREWALL）：

        C200控制器、操作站和服務器不能連接到控制防火墻，但是C300控制器必須與控制防火墻連接，控制防火墻通過UPLINK可以連接到交換機上?？梢允沟脧V播信息風暴得到抑制，C300控制器不受上層IP網絡通訊量的影響。

B C300控制器：         控制器冗余配置時，采用兩個完全相同控制器，從而可以實現真正意義上的全冗余，基本控制器和冗余控制器之間的同步對用戶是完全透明的,兩控制器完全相同，物理上沒有主副之分，誰先運行誰為主。當控制器故障發生時自動進行切換，切換時間對應用來說是可以忽略不計的。

        每個C300控制器有2個I/O LINK接口和一個CEE?？刂破魃嫌蠪TE地址撥碼開關，可以撥到相應的位置，260萬t/a蠟油加氫控制器地址為131、132；133、134。

C  C系列I/O卡件：          有HART AI卡、LLMUX卡、HART AO卡、DI卡、DO卡，卡件上有相應的地址跳線開關。

D 通訊網絡FTE:         服務器通過專利技術的容錯以太網FTE和控制器通訊，服務器和操作員站之間也通過容錯以太網通訊。FTE（FAULT TOLERANT ETHERNET）是PKS的控制網絡，提供了容錯的特點以及快速的網絡響應，而且提供了工業以太網控制應用的安全性。容錯以太網意味著網絡是冗余配置（物理），但是采用單一網絡結構（邏輯），所以切換速度快可達1秒，它可提供比普通以太網更多的通訊路徑，以先進的多路由選擇替代雙網結構的傳統冗余模式網絡，FTE節點之間有4條路徑。

2  軟件部分 A 控制策略的組態軟件（Control Builder）：         可以創建C300控制器和相應C系列的卡件。Control Builder組態全部采用圖形化的工具，系統的控制程序是以CM（控制模塊）為基本單位，可以單獨從控制器中上裝、下裝。每個CM有自己的控制周期，這個周期必須為CEE(控制執行環境)周期的倍數，CEE周期有5ms,50ms兩種，我們在工程中就用50ms的CEE。

B 系統服務器的組態軟件：         用于過程實時數據采集、操作、趨勢、報告、打印、事故報警等功能的服務器軟件，它基于Windows 2000 SERVER設計，系統的所有組件集成為一體。當用戶創建的控制策略下裝時，相應的數據同時自動下裝到控制處理器和系統服務器數據庫中，在服務器數據庫中自動建立每個組態生成的模塊（CM、SCM、IOM等）所對應的點，控制器和PKS服務器使用統一的位號點名稱。本項目中Experion PKS過程系統的服務器是冗余配置的，以提供更高等級的可靠性。 系統服務器的組態軟件還包含以下組態軟件：

   B-1 Quick Builder 系統資源組態軟件：         組態系統硬件，例如FLEX操作站、打印機、第三方控制器中相應的標準點。

        B-2 Enterprise Model Builder 企業模型組態：         組態和分配Asset。定義每個操作站對Asset的操作權限，從而規定此站的操作工對過程操作的權限。

C 流程圖繪制軟件HMIWeb Display Builder：         PKS的人機界面采用HMIWeb技術。HMIWeb使用HTML作為用戶顯示畫面格式，可通過操作員站（Station）環境或IE瀏覽器來顯示和操控過程顯示畫面。系統還提供了大量的標準顯示畫面：菜單導航、報警匯總、事件匯總、趨勢、操作組、點細目、系統狀態、回路調節、診斷和維護、匯總等。

三  控制方案在EXPERION PKS系統上的實現 1  I/O點數統計         根據系統監控要求，260萬t/a蠟油加氫PKS系統要檢測和控制的點的數量（I/O點），為AI 447點、AO 136點、DI 96點、DO 68點、TC 144點、RTD 64點。 此外，ESD系統、MTL多路溫度采集器、機泵運行狀態、3500系統，分別都需要和PKS通訊，在DCS系統進行顯示，共計523個通訊點。

2  硬件配置         根據I/O點數及裝置的監控要求，考慮備用余量，配置了一對控制防火墻，兩對冗余控制器，4個C系列I/O機柜和一個網絡柜。一對冗余的服務器，一臺FLEX工程師站，4臺CONSOLE操作站。兩臺CISCO交換機和兩臺作為TERMINAL SERVER的MOXA SERIAL NPORT 5630-8。

3  系統組態、安裝調試 3.1控制策略組態(控制器內程序)         根據前面設計部門給出的硬件配置，在機柜中確認所有的I/O卡件位置以及地址，分配好所有的I/O點通道，建立從機柜-卡件-通道的臺帳，以便隨時查到相關信息； 然后在Control Builder程序中，創建兩對C300控制器，分別添加相應的I/O卡件 ，再將所有卡件分配到對應的控制器中；新建各種CM，然后將I/O通道塊分配定位到I/O卡上；下裝控制器、I/O卡、CM點，聯機調試。

具體的特點: A各種控制點的控制周期選擇：         DCS和PLC的一個區別是DCS控制點的運算周期是可以預先確定的，而PLC一般無法預先確定。 我們常用的周期是：模擬采集CM為1秒，數字采集CM為0.1秒，模擬控制回路CM為0.5秒，數字控制CM為0.1秒，順序控制SCM為1秒。確定每個CM的周期可以清楚的知道每個控制策略的反應時間，既不浪費系統資源，又保證系統的處理速度。每個CM還有一個相位的問題，共有40個相位可選，這樣可以確保在任何時間內的CPU負荷平衡。

B 數字控制回路DEVCTLA：

        也就是兩位式的閥門控制，有兩個閥門回訊DI信號，指示閥門全開、全關；一個輸出控制DO信號，根據回訊信號，可以判斷出閥門可能的四種狀態：全開、全關、運行中、故障。 當開閥信號發出后，經過時間T1，開回訊信號沒來，或者當關閥信號發出后，經過時間T2，關回訊信號沒來需要報警。

C 原料油過濾器的SCM程序：         260萬t/a蠟油加氫采用的是溫州海米特公司的ZFG-Ⅱ型自動反沖洗過濾系統，過濾器流程見下圖三。 裝置設有A、B、C三個過濾容器，工藝操作時，運行方式可以選擇是交替模式（兩開一備）或者并聯運行模式，初始狀態下所有自控閥門處于關閉狀態。         

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