集散控制系統的應用舉例

一、集散控制系統的應用舉例

本文章以和利時公司的MACS系統應用為例，說明DCS應用系統組態的一般方法。MACS系統給用戶提供的是一個通用的系統組態和運行控制平臺，應用系統需要通過工程師站軟件組態產生，即把通用系統提供的模塊化的功能單元按一定的邏輯組合起來，形成一個能完成特定要求的應用系統。系統組態后將產生應用系統的數琚庫、控制運算程序、歷史數據庫、 監控流程圖以及各類生產管理報表。應用系統組態可釆用圖6-3所示的流程。

1. 前期準備工作。進入系統組態前，應首先確定測點清單、控制運算方案、系統硬件配置，包括系統的規模、各站10單元的配置及測點的分配等，還要提出對流程圖、報表、歷史數據庫、追憶庫等的設計要求。

2. 建立目標工程。在正式進行應用工程的組態前，必須針對該應用工程定義一個工程名， 該目標工程建立后，便建立起了該工程的數據目錄。

3. 系統設備組態。應用系統的硬件配置通過系統配置組態軟件完成。采用圖形方式，系統網絡上連接的每一種設備都與一種基本圖形對應。在進行系統設備組態之前必須在數據庫總控中創建相應的工程

4. 數據庫組態。數據庫組態就是定義和編輯系統各站的點信息，這是形成整個應用系統的基礎。在MACS系統中有兩類點，一類是實際的物理測點，存在于現場控制站和通信站中， 點中包含了測點類型、物理地址、信號處理和顯示方式等信息；一類是虛擬量點，同實際物理測點相比，差別僅在于沒有與物理位置相關的信息，可在控制算法組態和圖形組態中使用。

5. 算法組態。在完成數據庫組態后就可以進行控制算法組態。MACS系統提供了符合國際IEC1131-3標準的5種工具：SFC、ST、FBD、LD和FM。

6. 圖形、報表組態。圖形組態包括背景圖定義和動態點定義，其中動態點動態顯示其實時值或歷史變化情況，因而要求動態點必須同已定義點相對應。通過把圖形文件連入系統，就可實現圖形的顯示和切換。

7. 編譯生成。系統聯編功能連接形成系統庫，成為操作員站、現場控制站上的在線運行軟件運行的基礎。系統庫包括實時庫和參數庫兩個組成部分，系統把所有點中變化的數據項放在實時庫中，而把所有點中不經常變化的數據項放在參數庫中。服務器中包含了所有的數據庫信息，而現場控制站上只包含該站相關的點和方案頁信息，這是在系統生成后由系統管理中的下裝功能自動完成的。

8.系統下裝。應用系統生成完畢后，應用系統的系統庫、圖形和報表文件通過網絡下裝到服務器和操作員站。服務器到現場控制站的下裝是在現場控制站啟動時自動進行的?，F場控制站啟動時，如果發現本地的數據庫版本號與服務舞不一致，便會向服務器請求下裝數據 庫和方案頁。

案例分析：用MACS實現水箱液位串級控制。

1.1水箱液位裝置流程及控制要求

某水箱液位裝置如圖6-4所示，貯水箱里水經手動閥F1-1通過磁力泵加壓，經電動調節 閥和手動閥F1-7到中水箱，中水箱里的水閥經手動閥F1-10流到下水箱；下水箱里的水經手 動閥F1-11最終又回流到貯水箱。一般要求閥F1-10的開度稍大于閥F1-11的開度；啟動泵 時，應打開相應的水路（打開閥Fl-1、Fl-2、F1-7)；當中水箱和下水箱液位超過警戒液位時， 通過溢流管回流到貯水箱?？刂埔螅合滤湟何槐M可能穩定，調節時間短。

2.2系統捭制方案

下水箱液位受中水箱出水量的影響，而出水量又受中水箱液位的影響，當中水箱液位波動較大且頻繁時，由于下水箱滯后較大，采用單回路控制既不能及早發現擾動，又不能及時 反映調節效果，為此而把下水箱液位控制器的輸出，作為中水箱液位控制器的設定值，使中水箱液位控制器隨著下水箱液位控制器的需要而動作，這樣就構成了如圖6-5中所示的串級控制系統。串級控制系統的方塊圖如圖6-5所示