ABB Advant OCS控制系統(tǒng)在2000t/d生產(chǎn)線上的應(yīng)用

　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍用于各種工業(yè)生產(chǎn)，能夠滿足各種不同工藝生產(chǎn)的控制和管理要求，因此，我公司在新型干法水泥生產(chǎn)線上也引進(jìn)瑞士ABB公司AdvantOCS開放控制系統(tǒng)，用于生產(chǎn)線上所有設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制和管理生產(chǎn)。  

1　Advant OCS開放控制系統(tǒng)基本配置及硬件組成 

　　 
1.1　系統(tǒng)基本配置 
　　
ABB　Advant開放控制系統(tǒng)基本配置如圖1。該系統(tǒng)有控制網(wǎng)絡(luò)通訊和工廠網(wǎng)絡(luò)通訊的功能。控制網(wǎng)絡(luò)通訊采用MASTER BUS 300總線(簡(jiǎn)稱MB300)。MB300是為滿足Advant OCS系統(tǒng)高速通訊高性能的串行同步半雙工總線。MB300最大通訊速度是10Mbit/s，連在MB300上的MP200/1節(jié)點(diǎn)最多不能大于45個(gè)。當(dāng)傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)檢測(cè)到總線沒(méi)有被占用后，信息便可以在總線上傳送。MB300總線的長(zhǎng)度最多500m，當(dāng)大于500m時(shí)，必須加repeater(轉(zhuǎn)發(fā)器)，本控制系統(tǒng)在煤磨節(jié)點(diǎn)N51處加了1個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，把MB300總線延伸到水泥磨節(jié)點(diǎn)N61。MB300總線上掛有操作站AS1節(jié)點(diǎn)1、操作站AS2節(jié)點(diǎn)2、生料磨MP200/1控制器節(jié)點(diǎn)N31、窯和冷卻機(jī)MP200/1控制器節(jié)點(diǎn)N41、煤磨MP200/1控制器節(jié)點(diǎn)N51、水泥磨MP200/1控制器節(jié)點(diǎn)N61、信息管理站IMS節(jié)點(diǎn)N99和11號(hào)控制網(wǎng)絡(luò)。 

圖1　ABB Advant開放控制系統(tǒng)基本配置示意 
　　Tr:轉(zhuǎn)換器；AD:適配器 

　　工廠網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議通訊，操作站AS1與AS2及信息管理站IMS通過(guò)它們TCP/IP的接口連接到D-Link(數(shù)據(jù)鏈接單元)，經(jīng)過(guò)細(xì)的同軸電纜把3個(gè)D-Link連接起來(lái)，構(gòu)成工廠網(wǎng)絡(luò)。一端連到網(wǎng)絡(luò)硬拷貝打印機(jī)，另一端可經(jīng)過(guò)終端服務(wù)器，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器連接到其它計(jì)算機(jī)，包括配料計(jì)算機(jī)ROMIX。配料計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232接口直接與熒光分析儀計(jì)算機(jī)通訊。在生產(chǎn)過(guò)程中，熒光分析儀通過(guò)對(duì)出磨生料成分的分析數(shù)據(jù)直接經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的RS232接口傳送到配料計(jì)算機(jī)，配料計(jì)算機(jī)馬上分析計(jì)算，經(jīng)過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)把結(jié)果傳送到IMS，IMS經(jīng)過(guò)MB300總線直接傳送到節(jié)點(diǎn)N31，生料磨控制器馬上調(diào)整各種原料的配比，達(dá)到生料磨配料的在線控制及生料成分穩(wěn)定的目的。 
　　
操作站與操作站之間、操作站與信息管理站IMS之間可通過(guò)工廠網(wǎng)絡(luò)TCP/IP進(jìn)行訪問(wèn)，操作站與信息管理站都可通過(guò)工廠網(wǎng)絡(luò)TCP/IP在網(wǎng)絡(luò)硬拷貝打印機(jī)，打印有關(guān)數(shù)據(jù)。ABB Adva commandX工作臺(tái)服務(wù)器是一個(gè)可選件，它允許在X終端或仿真X終端的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上，通過(guò)工廠網(wǎng)絡(luò)TCP/IP運(yùn)行操作站功能，不支持組態(tài)。 

1.2　系統(tǒng)硬件組成 
　　
操作站的硬件平臺(tái)為惠普工作站AS520i，信息管理站的硬件平臺(tái)為惠普工作站AS515。 
　　
Master Piece控制站的硬件由ABB公司生產(chǎn)，各個(gè)控制站的基本配置如表1，再加上輸入、輸出板的接口單元及供電電源裝置等組成。  

從表1可以看出，N41節(jié)點(diǎn)有2塊CPU板、2塊內(nèi)存模板、1塊CPU切換板。MP200/1可以對(duì)中央處理單元有冗余配置，當(dāng)其中一臺(tái)工作時(shí)，另1臺(tái)處在熱備份狀態(tài)，也在不斷地更新過(guò)程值，一旦檢測(cè)到工作中的1臺(tái)出現(xiàn)故障，它便可以自動(dòng)在25ms內(nèi)無(wú)擾動(dòng)切換，保證窯的安全生產(chǎn)。 

2　系統(tǒng)軟件組成 

　　 
2.1　Advant OCS操作站的軟件組成 
　　
ABB公司在基于UNIX操作系統(tǒng)之上開發(fā)Adva Command master software(優(yōu)越命令標(biāo)準(zhǔn)軟件)，使操作員能對(duì)過(guò)程進(jìn)行全面的控制，Adva Command軟件系列為操作員提供了如下功能:過(guò)程信息的顯示、手動(dòng)控制對(duì)話、事件和報(bào)警處理、過(guò)程分區(qū)及操作者權(quán)限定義、信息檢索能力、歷史數(shù)據(jù)的曲線顯示、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視及顯示。 

2.2　Advant OCS信息站的軟件組成 
　　
Advant Station 500 series IMS應(yīng)用軟件，基于U-NIX操作系統(tǒng)開發(fā)，過(guò)程和信息的管理是Advant OCS組成部分，通過(guò)使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為擴(kuò)展專用軟件的第3層提供開放式平臺(tái)，例如本公司通過(guò)網(wǎng)關(guān)與配料計(jì)算機(jī)ROMIX通過(guò)專用軟件通訊實(shí)現(xiàn)工廠控制。 

2.3　Advant OCS MP200/1控制器的軟件組成 
　　
Advant OCS MP200/1控制器與Advant Station 100系列，可離線工程服務(wù)、在線編程維護(hù)和故障跟蹤，是現(xiàn)場(chǎng)工作的理想設(shè)備。Advant Station使用的操作系統(tǒng)，早期用Window3.11，目前使用Window NT，ABB公司在Windows操作系統(tǒng)上開發(fā)Adva Build Engineering Software用AMPL(ABB Master Program Language Control Configuration)標(biāo)準(zhǔn)程序語(yǔ)言來(lái)編寫控制程序。從圖1可以看出在節(jié)點(diǎn)N41控制器上連接有一臺(tái)ES工程站，該工程站可在線連接到節(jié)點(diǎn)N41，再通過(guò)MB300總線可訪問(wèn)11號(hào)網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)控制器，達(dá)到在線編程、維護(hù)和故障跟蹤等。ABB標(biāo)準(zhǔn)程序語(yǔ)言編寫控制程序包括兩部分，即數(shù)據(jù)庫(kù)和過(guò)程控制程序，在MP200/1控制器內(nèi)以源碼方式運(yùn)行。 

2.3.1　數(shù)據(jù)庫(kù) 
　　
系統(tǒng)的信息處理通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的存取方式進(jìn)行，MP200/1提供有60余種數(shù)據(jù)類型，對(duì)每個(gè)I/O點(diǎn)建立1個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)外，還提供了許多通訊方面數(shù)據(jù)庫(kù)。 

2.3.2　過(guò)程控制程序 
　　
AMPL是一種使用圖解符號(hào)表示的高級(jí)語(yǔ)言，它使用具有各種不同功能的PC元素(Process Control element)來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制要求，該軟件具有簡(jiǎn)單、易學(xué)、易懂的特點(diǎn)。通過(guò)預(yù)先編制的TC TYPE Circuit標(biāo)準(zhǔn)回路圖，和其它一些簡(jiǎn)單PC元素進(jìn)行控制程序編制，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖邏輯，順序控制、中控、現(xiàn)場(chǎng)開機(jī)聯(lián)鎖等。 

3　系統(tǒng)使用過(guò)程存在問(wèn)題及待改進(jìn)方面 

　　 
3.1　Advant OCS系統(tǒng)使用過(guò)程存在問(wèn)題 
　　
Advant OCS系統(tǒng)從1997年投入運(yùn)行，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)未設(shè)計(jì)不間斷電源UPS，當(dāng)供電電壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，MP200/1控制器就停止運(yùn)行，有時(shí)程序也丟失，必須重新下載，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)，后來(lái)給網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備安裝了不間斷電源才解決了這個(gè)問(wèn)題。另外，AS520iOS操作站、AS5151MS信息站多次出現(xiàn)計(jì)算機(jī)的主板、硬盤損壞，而且操作站經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，給生產(chǎn)控制帶來(lái)困難。由于計(jì)算機(jī)2000年問(wèn)題，公司決定升級(jí)，1999年12月升級(jí)至今徹底解決上述問(wèn)題。 
　　
我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)控制軟件有些問(wèn)題，例如:1)窯頭與分解爐噴煤采用羅茨風(fēng)機(jī)，有1臺(tái)備用，在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)備用羅茨風(fēng)機(jī)可轉(zhuǎn)給分解爐噴煤使用，但當(dāng)某天要把備用羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)到窯頭噴煤使用時(shí)，聯(lián)鎖信號(hào)都正常，中控卻無(wú)法起動(dòng)，經(jīng)查，設(shè)計(jì)軟件存在問(wèn)題，經(jīng)修改后開機(jī)正常。 
　　
2)在生產(chǎn)過(guò)程中多次發(fā)現(xiàn)生料均化庫(kù)底沖擊式流量計(jì)的稱重倉(cāng)內(nèi)生料溢出，引起流量計(jì)跳停，但下料設(shè)備卻不會(huì)聯(lián)鎖跳停，經(jīng)查，稱重倉(cāng)上有一高高報(bào)料位開關(guān)未設(shè)計(jì)參與下料設(shè)備的聯(lián)鎖，經(jīng)修改才消除這故障。 
　　
3)ABB公司設(shè)計(jì)60萬(wàn)t水泥磨要停機(jī)換庫(kù)，有9個(gè)5000t水泥庫(kù)，采用氣力提升輸送，每次停機(jī)換庫(kù)要40min至1h，如果其它設(shè)備出故障換庫(kù)時(shí)間更長(zhǎng)，我們實(shí)施了對(duì)60萬(wàn)t水泥磨換庫(kù)不停機(jī)的改造，對(duì)原設(shè)計(jì)電氣圖紙及控制軟件進(jìn)行了修改，實(shí)現(xiàn)了換庫(kù)不停機(jī)，大大地提高了水泥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率。 

3.2　Advant OCS待改進(jìn)方面 
　　
目前，AS515IMS只作為與ROMIX計(jì)算機(jī)通訊的網(wǎng)關(guān)使用，還有其它功能未發(fā)揮出來(lái)。為提高企業(yè)管理水平，充分發(fā)揮信息站的使用，應(yīng)對(duì)信息站進(jìn)行升級(jí)及開發(fā)有關(guān)軟件。 

4　使用Advant OCS效果 

　　ABBA dvant OCS從1997年投入使用至今，經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷進(jìn)行修改及完善，1999年12月升級(jí)后運(yùn)行穩(wěn)定、性能好、操作控制方便，由計(jì)算機(jī)故障引起停窯、停產(chǎn)的事件很少。目前，只發(fā)現(xiàn)燒壞Digital公司生產(chǎn)的Transceiver(信號(hào)轉(zhuǎn)換器)3個(gè)，其它部分都運(yùn)行良好。為工廠的穩(wěn)定運(yùn)行、提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率起到了關(guān)鍵的作用。