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[摘 要]主要探讨分析CS3000 DCS在炼油化工一体化工厂的应用，分析该系统的化工工程的网络架构、PRM应用、Hart仪表的应用方案、DCS系统实现远程访问的介绍和远程访问对系统的促进作用。
[关键词]PRM应用；Hart仪表； 网络架构； DCS；远程访问； 扩展应用
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0142-01
1、 前言
CS3000 DCS是化工行业的广泛应用的控制系统，某集团2mt 乙烯、20mt炼油一体化工厂的采用了CS3000 DCS控制系统，其控制的网络主要采用的是Vent/IP，控制器主要采用AFV10D，操作站主要是应用P4商用双核PC机，整个工厂设置了1个炼油与2个化工中央控制室，主要采用的是分装置和集中操作这两种方法。在整个控制系统中常用的控制方式主要有一般控制、批量控制和排列控制，并对该系统的特性相应地介绍扩展应用。本文主要分析该系统的化工工程的CS3000 DCS系统网络结构、PRM的应用、Hart设备的实施方案、DCS系统在远程访问的应用介绍和远程访问对系统的促进作用。
2、系统结构
某集团2mt 乙烯、20mt炼油的化工工厂内部系统工程的网络控制结构如图1所示，其主要控制内容包括中央总控制制操作层、现场机柜层、上位信息层以及I/O层这四个层次框架。
Vnet/IP及1000M冗余是CS3000 DCS网络系统主要运用的网络结构，包括BUS1及与BUS2网络，其中BUS2主要通过开放式的网络协议，一旦BUS1发生状况，将会通过BUS2进行传输，网络间的交换设备主要采用以太网结构进行。Vnet/IP分至19个域，每个域可达到64个节点，系统主要是由多功能的不同节点构成。二层网络的交换机将不同节点连接起来，而三层网络的交换机则是负责将域与域之间的链接。
不同大小的装置则有不同数量的域构成，在本文所述的工程项目中，除掉橡胶以及乙烯这两个装置是两个域组成之外，其它的系统内部装置均是是一个域组成。各个域内部的设备连接均是通过二层网络的交换机作为介质进行，包括中央操控室与现场的机柜间，这两者之间的连接是用冗余光缆实现的。为了提高系统网络的安全与可靠，光缆铺设的路径主要是“一天一地”。 CS3000 DCS系统是属于大型装置，主要依靠三层网络的交换机实现不同层次之间的连接。将多样化的项目连接组成网络化的控制系统，同时将外界社会登录资源的站连接到公用三层网络的交换机，从而依靠防火墙将其连接到工作网络，让已经得到授权认可的客户依靠平台网络资源的优势，从而达到登录DCS系统的目的，并对想要了解的信息进行控制和掌握。
2.1 中央控制室
系统网络中最重要的的是中央操控室，这是系统操作的主要阵地，为了更好地进行工艺操作，系统装置的不同操作站都进行合理科学的放置，以达到生产要求的需要。现场的机柜间和中央控制室这两者之间的连接，是用冗余光缆实现的。为了提高系统网络的安全与可靠，光缆分为不同路径进行铺设，一路埋地，一路架空。一个装置一般设置有一个Vnet/IP域，每个装置设有HIS站之外，还有PRM-TS和HIS-TS服务器等。全部控制室装置的Vnet/IP域是通过三层网络的交换机实现连接，再依靠项目的连接成为系统控制系统。
在中央控制室中的装置皆配齐一套完整的HIS操控站，从而达到监控设备运行和操作设备的目的。系统内部HIS-TS设备服务器运用了专门的软件包以及操作系统，从而达到远程操控网络的目标，进而登录进入DCS。基于安全角度的考虑，只有授权用户可浏览DCS数据和画面。
2.2 现场机柜的控制室
现场机柜的控制室是控制方案完成的主要场所，设备主要有工程师站（ENG）、控制器（FCS）、PRM站、OPC站、操作站、APC站和第三方的控制系统。1）ENG装置站。该站应用的是DFLL2900型设备服务器，从而促进DCS系统工程的建立，优化控制方案、实现存储、加载和控制等应用。现场机柜的控制室是DCS重要的管理站，具备监视和操作功能，并且每个装置下设1个ENG装置站。2）PRM装置站。该站应用的是DFLL2900型设备服务器，主要作用是用于设备管理。PRM装置站可将SIS 系统、成套机组或I/O卡连接至现场的Hart设备。PRM站可依靠转换器之间的设备连接到PRM站的网口，并且每个装置下设PRM站。3）FCS装置站。该站应用的是AVF10型设备控制器，其内存为32M字节，能够达到一般控制、批量控制和排列控制的功能目标，成为DCS网络系统核心的功能设备。该系统可实现I/O卡与Hart设备的连接。系统内部使用的是继电器式输出卡，以实现对电磁阀德控制，每个装置由多个FCS站组成。4）APC站。为第三方提供的控制站，主要用于高级装置的控制，通过标准工业的借口实现OPC和DCS之间的系统连接。
2.3 现场的I/O层
采集现场的I/O层信号是通过多数测量仪表及其智能仪表均支持的Hart协议实现的。现场的I/O层对DCS系统的输入/输出具有促进功能。该DCS系统不仅可判断和接受5～22mA现场发射的测量信号，还可输出5～22mA接受到的信号发送至现场，实现PRM站与Hart之间的信号传送[2]。
3、检测和控制仪表伴热
中国气候温差较大，冬季的温度还是较低的，所以要求系统设备仪表必须具备伴热功能，假设伴热功能出现故障，就会导致设备仪表测量功能不准确，严重情况还会导致仪表出现损坏，导致系统装置破坏停工。所以相关人员应该采用支持Hart设备协议的相应软件和I/O卡，依靠DCS系统组态功能测量Hart设备仪表的表面温度。依据该系统设备的特性，技术相关人员应在DCS系统设置具有伴热功能的Hart设备仪表。并对仪器表体温度进行测量和收集，及时检测和控制Hart设备仪表的表面温度，当其伴热功能出现故障，可依靠DCS系统进行报警，及时处理伴热故障，能有效提高工作人员处理伴热故障的工作效率，并不同程度上减小了他们的工作强度。
4、控制以及平稳比率的统计
CS3000 DCS网络系统内部提供的是SEBOL程序语言，这是以控制过程为主要目的系统设计，是将各个多样化的功能模块和数据/过程的录入输出设置为系统输入，并将所得结果输入至相应的功能模块。SEBOL的程序语言可实现高级化的程序控制。在该工程项目中，采用SEBOL程序语言可实现复杂化的功能控制外，还可实现控制率和平稳率统计的应用开发[3]。
5、结束语
CS3000 DCS系统应用在工业的控制方面已经有长达几十年的时间，其系统功能逐渐强大，应用的领域和行业也逐渐在拓宽。本文阐述的 某集团2mt 乙烯、20mt炼油的化工工厂内部系统，促进了系统装置设备的科学控制，但其仍然有广阔的发展前景，需要广大研究人员和技术人员进一步开发和拓展。
参考文献
[1] 黄咏，庄诚，高东杰.面向对象的输送控制系统编程技术在PCS7上的实现[J].化工自动化及仪表，2010，6（04）：55-56.
[2] 李仁华，齐彦品.艾默生DCS控制系统Ovation-XP在邯钢2000m～3高炉的应用[J].河北冶金，2011，8（01）：44-46.
[3] 沈孙园，张帆.罗克韦尔的DCS冗余系统在造纸行业的应用研究[J].现代商贸工业，2012，9（04）：88-89.
[关键词]PRM应用；Hart仪表； 网络架构； DCS；远程访问； 扩展应用
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0142-01
1、 前言
CS3000 DCS是化工行业的广泛应用的控制系统，某集团2mt 乙烯、20mt炼油一体化工厂的采用了CS3000 DCS控制系统，其控制的网络主要采用的是Vent/IP，控制器主要采用AFV10D，操作站主要是应用P4商用双核PC机，整个工厂设置了1个炼油与2个化工中央控制室，主要采用的是分装置和集中操作这两种方法。在整个控制系统中常用的控制方式主要有一般控制、批量控制和排列控制，并对该系统的特性相应地介绍扩展应用。本文主要分析该系统的化工工程的CS3000 DCS系统网络结构、PRM的应用、Hart设备的实施方案、DCS系统在远程访问的应用介绍和远程访问对系统的促进作用。
2、系统结构
某集团2mt 乙烯、20mt炼油的化工工厂内部系统工程的网络控制结构如图1所示，其主要控制内容包括中央总控制制操作层、现场机柜层、上位信息层以及I/O层这四个层次框架。
Vnet/IP及1000M冗余是CS3000 DCS网络系统主要运用的网络结构，包括BUS1及与BUS2网络，其中BUS2主要通过开放式的网络协议，一旦BUS1发生状况，将会通过BUS2进行传输，网络间的交换设备主要采用以太网结构进行。Vnet/IP分至19个域，每个域可达到64个节点，系统主要是由多功能的不同节点构成。二层网络的交换机将不同节点连接起来，而三层网络的交换机则是负责将域与域之间的链接。
不同大小的装置则有不同数量的域构成，在本文所述的工程项目中，除掉橡胶以及乙烯这两个装置是两个域组成之外，其它的系统内部装置均是是一个域组成。各个域内部的设备连接均是通过二层网络的交换机作为介质进行，包括中央操控室与现场的机柜间，这两者之间的连接是用冗余光缆实现的。为了提高系统网络的安全与可靠，光缆铺设的路径主要是“一天一地”。 CS3000 DCS系统是属于大型装置，主要依靠三层网络的交换机实现不同层次之间的连接。将多样化的项目连接组成网络化的控制系统，同时将外界社会登录资源的站连接到公用三层网络的交换机，从而依靠防火墙将其连接到工作网络，让已经得到授权认可的客户依靠平台网络资源的优势，从而达到登录DCS系统的目的，并对想要了解的信息进行控制和掌握。
2.1 中央控制室
系统网络中最重要的的是中央操控室，这是系统操作的主要阵地，为了更好地进行工艺操作，系统装置的不同操作站都进行合理科学的放置，以达到生产要求的需要。现场的机柜间和中央控制室这两者之间的连接，是用冗余光缆实现的。为了提高系统网络的安全与可靠，光缆分为不同路径进行铺设，一路埋地，一路架空。一个装置一般设置有一个Vnet/IP域，每个装置设有HIS站之外，还有PRM-TS和HIS-TS服务器等。全部控制室装置的Vnet/IP域是通过三层网络的交换机实现连接，再依靠项目的连接成为系统控制系统。
在中央控制室中的装置皆配齐一套完整的HIS操控站，从而达到监控设备运行和操作设备的目的。系统内部HIS-TS设备服务器运用了专门的软件包以及操作系统，从而达到远程操控网络的目标，进而登录进入DCS。基于安全角度的考虑，只有授权用户可浏览DCS数据和画面。
2.2 现场机柜的控制室
现场机柜的控制室是控制方案完成的主要场所，设备主要有工程师站（ENG）、控制器（FCS）、PRM站、OPC站、操作站、APC站和第三方的控制系统。1）ENG装置站。该站应用的是DFLL2900型设备服务器，从而促进DCS系统工程的建立，优化控制方案、实现存储、加载和控制等应用。现场机柜的控制室是DCS重要的管理站，具备监视和操作功能，并且每个装置下设1个ENG装置站。2）PRM装置站。该站应用的是DFLL2900型设备服务器，主要作用是用于设备管理。PRM装置站可将SIS 系统、成套机组或I/O卡连接至现场的Hart设备。PRM站可依靠转换器之间的设备连接到PRM站的网口，并且每个装置下设PRM站。3）FCS装置站。该站应用的是AVF10型设备控制器，其内存为32M字节，能够达到一般控制、批量控制和排列控制的功能目标，成为DCS网络系统核心的功能设备。该系统可实现I/O卡与Hart设备的连接。系统内部使用的是继电器式输出卡，以实现对电磁阀德控制，每个装置由多个FCS站组成。4）APC站。为第三方提供的控制站，主要用于高级装置的控制，通过标准工业的借口实现OPC和DCS之间的系统连接。
2.3 现场的I/O层
采集现场的I/O层信号是通过多数测量仪表及其智能仪表均支持的Hart协议实现的。现场的I/O层对DCS系统的输入/输出具有促进功能。该DCS系统不仅可判断和接受5～22mA现场发射的测量信号，还可输出5～22mA接受到的信号发送至现场，实现PRM站与Hart之间的信号传送[2]。
3、检测和控制仪表伴热
中国气候温差较大，冬季的温度还是较低的，所以要求系统设备仪表必须具备伴热功能，假设伴热功能出现故障，就会导致设备仪表测量功能不准确，严重情况还会导致仪表出现损坏，导致系统装置破坏停工。所以相关人员应该采用支持Hart设备协议的相应软件和I/O卡，依靠DCS系统组态功能测量Hart设备仪表的表面温度。依据该系统设备的特性，技术相关人员应在DCS系统设置具有伴热功能的Hart设备仪表。并对仪器表体温度进行测量和收集，及时检测和控制Hart设备仪表的表面温度，当其伴热功能出现故障，可依靠DCS系统进行报警，及时处理伴热故障，能有效提高工作人员处理伴热故障的工作效率，并不同程度上减小了他们的工作强度。
4、控制以及平稳比率的统计
CS3000 DCS网络系统内部提供的是SEBOL程序语言，这是以控制过程为主要目的系统设计，是将各个多样化的功能模块和数据/过程的录入输出设置为系统输入，并将所得结果输入至相应的功能模块。SEBOL的程序语言可实现高级化的程序控制。在该工程项目中，采用SEBOL程序语言可实现复杂化的功能控制外，还可实现控制率和平稳率统计的应用开发[3]。
5、结束语
CS3000 DCS系统应用在工业的控制方面已经有长达几十年的时间，其系统功能逐渐强大，应用的领域和行业也逐渐在拓宽。本文阐述的 某集团2mt 乙烯、20mt炼油的化工工厂内部系统，促进了系统装置设备的科学控制，但其仍然有广阔的发展前景，需要广大研究人员和技术人员进一步开发和拓展。
参考文献
[1] 黄咏，庄诚，高东杰.面向对象的输送控制系统编程技术在PCS7上的实现[J].化工自动化及仪表，2010，6（04）：55-56.
[2] 李仁华，齐彦品.艾默生DCS控制系统Ovation-XP在邯钢2000m～3高炉的应用[J].河北冶金，2011，8（01）：44-46.
[3] 沈孙园，张帆.罗克韦尔的DCS冗余系统在造纸行业的应用研究[J].现代商贸工业，2012，9（04）：88-89.