【導(dǎo)讀】及到的檢測儀表及DCS控制裝置的基礎(chǔ)知識。重點(diǎn)說明控制系統(tǒng)的組態(tài)、功能和。狀況，闡明了自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中的重要作用。塔過程控制，使整個(gè)精餾塔系統(tǒng)從整體上協(xié)調(diào)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。在乙烯精餾裝置中得到廣泛應(yīng)用。實(shí)踐表明，本系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定，操作方便，正確調(diào)整有關(guān)參數(shù)，就能達(dá)到較好的控制效果，具有推廣價(jià)值。

　　

【正文】 措施。 （ 1）限定通信網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)取得通信權(quán)的時(shí)間上限值，從而避免某些站長時(shí)間的 30 占用通信資源而破壞其他站的實(shí)時(shí)性。 （ 2）保證在某一固定周期內(nèi)，通信網(wǎng)的各站均有機(jī)會取得通信權(quán)，以防個(gè)別站長時(shí)間得不到通信權(quán)而使其實(shí)時(shí)性降低。這一固定周期越短，則網(wǎng)絡(luò)的整體實(shí)時(shí)性越高。 （ 3）既可以采取靜態(tài)方式賦予某些站較高的優(yōu)先權(quán)，也可以采取動(dòng)態(tài)的方式臨時(shí)賦予某此通信任務(wù)以較高的優(yōu)先權(quán)，以滿足各個(gè)站對實(shí)時(shí)性的不同要求。 （ 4）應(yīng)該力求使通信協(xié) 議簡單。 OSI 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議共有七層，層數(shù)的增多會使有效傳輸率降低而影響實(shí)時(shí)性。因此，工業(yè) LAN 采用的通信協(xié)議一般應(yīng)該分層少且使用簡化與壓縮型通信協(xié)議。 MAP（ Manufacture Automation Protocol）協(xié)議為了適應(yīng)高實(shí)時(shí)性要求，在協(xié)議中專構(gòu)建立； 支持壓縮型協(xié)議的 Mini MAP 系統(tǒng)，可使實(shí)時(shí)性提高 3 到 5 倍。 另外，提高通信速率也可以提高實(shí)時(shí)性。因此應(yīng)采取優(yōu)良的通信介質(zhì)，如光導(dǎo)纖維等。 DCS 系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)基本上是基于 IEEES02 局域網(wǎng) 通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的。在 DCS 網(wǎng)絡(luò)中主要使用或所關(guān)聯(lián)的是 3 種通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)，即： ＆ 以及。 目前， IEEE802 已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦為局域網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)，并定名為ISODP8802/X，但在實(shí)際的應(yīng)用中，各 DCS 廠家仍然采用不同的 802 通訊標(biāo)準(zhǔn)和不同的操作系統(tǒng)，實(shí)際上并沒有真正的開放。美國 General Motons 公司以 ISO7 層模式為依據(jù)，從制造業(yè)自動(dòng)化局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的角度提出了 MAP 規(guī)程，得到了工業(yè) 31 控制領(lǐng)域的認(rèn)可。 MAP 協(xié)議基于 IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯鏈路子層 LLC與 標(biāo)準(zhǔn)中的非應(yīng)答無連接服務(wù)基本符合。而介質(zhì)訪問控制子層 MAC與 基本一致，故 MAP 協(xié)議也具備令牌總線的優(yōu)點(diǎn)。 MAP 代表著工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。目前，各主要 DCS 系統(tǒng)正在向 MAP 協(xié)議靠攏，以便真正走向開放，融合。 JX300XP 系統(tǒng)簡介 — 300XP 系統(tǒng)概述 浙大中控推出的全數(shù)字化的新一代集散控制系統(tǒng) JX— 300XP，大限度的滿足應(yīng)用需求的原則，應(yīng)用了最新的信號處理技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可靠地軟件平臺和軟件設(shè)計(jì) 技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)，采用了高性能的微處理器和成熟的先進(jìn)控制算法，全面提高了 JX— 300X 的功能和性能，使其兼具了高速可靠的數(shù)據(jù)輸入、輸出、運(yùn)算、過程控制功能和 PLC 連鎖邏輯控制功能，能適應(yīng)更廣泛更復(fù)雜的應(yīng)用要求，成為一個(gè)全數(shù)字化。結(jié)構(gòu)靈活、功能完善的新型開放式集散控制系統(tǒng)。 JX300XP DＣＳ由 操作站、控制站、過程控制網(wǎng)絡(luò)等組成。 工程師站是為專業(yè)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的， 內(nèi)裝有相應(yīng)的組態(tài)平臺和系統(tǒng)維護(hù)工具。通過系統(tǒng)組態(tài)平臺生成適合于生產(chǎn)工藝要求的應(yīng)用系統(tǒng)，具體功能包括：系統(tǒng)生成、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)定義、操 作組態(tài)、流程圖畫面組態(tài)、報(bào)表程序編制等。 而使用系統(tǒng)的維護(hù)工具軟件實(shí)現(xiàn)過程控制網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、故障診斷、信號調(diào)校等。 操作站是由工業(yè) PC 機(jī)、 CRT、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)等組成的人機(jī)系統(tǒng)，是 32 操作人員完成過程監(jiān)控管理任務(wù)的環(huán)境。高性能工控機(jī)、卓越的流程圖機(jī)能、多 窗口畫面顯示功能可以方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息的集中顯示、 集中操作和集中管理。 控制站 直接與現(xiàn)場打交道的 I/O 處理單元，完成整個(gè)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能?？刂普究扇哂嗯渲茫`活、合理。在同一系統(tǒng)中，任何信號均可按冗余或不冗余連接，詳見卡件描述。對于系統(tǒng)中重 要的公用部件，建議采用 100%冗余，如主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和電源箱。 過程控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工程師站、操作站、控制站的連接，完成信息、控制命令等傳輸，雙重化冗余設(shè)計(jì)，使得信息傳輸安全、高速。 — 300XP DCS 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) JX— 300XP DCS 采用三層通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如下圖 31 所示： 圖 31 JX— 300XP 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 33 最上層為信息管理網(wǎng)，采用符合 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)，連接了各個(gè)控制裝置的網(wǎng)橋以及企業(yè)內(nèi)各類管理計(jì)算機(jī)，用于工廠級的信息傳送和管理，是實(shí)現(xiàn)全廠綜合管理的信息通道。中間層為 過程控制網(wǎng)，采用了雙高速冗余工業(yè)以太網(wǎng) SetⅡ作為其過程控制網(wǎng)絡(luò)，連接操作站、工程師站與控制站等，傳輸各種實(shí)時(shí)信息。底層網(wǎng)絡(luò)為控制站內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) SBUS，采用主控制卡指揮式令牌網(wǎng)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)通信協(xié)議，是控制站各卡件之間進(jìn)行信息交換的通道。 ① 系統(tǒng)規(guī)模 過程控制網(wǎng)絡(luò) SC Ⅱ連接系統(tǒng)的工程師站、 操作站和控制站， 完成站與站之間數(shù)據(jù)交換。 SC Ⅱ可以接多個(gè) SC Ⅱ子網(wǎng)，形成一種組合結(jié)構(gòu)。每個(gè) SC Ⅱ網(wǎng)理論上最多可帶 1024 個(gè)節(jié)點(diǎn)，最遠(yuǎn)可達(dá) 10,000 米。目前已實(shí)現(xiàn)的 1 個(gè)控制區(qū)域包括 15個(gè)控制站、 32 個(gè)操作站或工程師站，總?cè)萘? 15360 點(diǎn)。 ② 控制站規(guī)模 JX300X DCS 控制站內(nèi)部以機(jī)籠為單位。機(jī)籠固定在機(jī)柜的多層機(jī)架上，每只機(jī)柜最多配置 7 只機(jī)籠： 1 只電源箱機(jī)籠和 6 只卡件機(jī)籠（可配置控制站各類卡件）。 卡件機(jī)籠根據(jù)內(nèi)部所插卡件的型號分為兩類：主控制機(jī)籠（配置主控制卡）和 I/O 機(jī)籠（不配置主控制卡）。每類機(jī)籠最多可以配置 20 塊卡件，即除了最多配置互為冗余的主控制卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡各一對外，還可以 配置 16 塊各類 I/O 卡件。 34 控制站通過 SBUS 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一種更分散的控制結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)的每一塊卡件均帶有專用的微處理器，負(fù)責(zé)該卡件的控制、檢測、運(yùn)算、 處理及故障診斷等，提高了每塊卡件的自洽性，使系統(tǒng)的可靠性和安全性成倍上升。 系統(tǒng)的模擬量輸入（ AI）卡件采用了智能調(diào)理和先進(jìn)的信號前端處理技術(shù)，由卡件上的微處理器控制，將信號調(diào)理和 A/D 轉(zhuǎn)換合二為一，使每塊模擬量輸入卡具有信號智能調(diào)理和處理的能力，提高了 I/O 卡件的可靠性、獨(dú)立性，同時(shí)也有助于功能擴(kuò)展。 機(jī)籠內(nèi)部采用板級熱冗余技術(shù)，卡件可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn) 1∶ 1 熱備份：當(dāng)任一設(shè)置為冗余方式的工作卡件發(fā)生故障時(shí)，備用卡件即迅速自動(dòng)切換，整個(gè)系統(tǒng)仍按原進(jìn)程工作，不影響整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。用戶可以根據(jù)需要，對 I/O 卡選擇全冗余、部分冗余或不冗余。系統(tǒng)通過軟、硬件措施，確保冗余 I/O 卡之間滿足輸入 / 輸出相容性原則。 信號全部采用磁隔離或光電隔離技術(shù)，將干擾拒之于系統(tǒng)之外。通道之間的隔離消除了信號之間的串模干擾影響，提高了信號處理的可靠性。 為抑制交流電源噪聲干擾系統(tǒng)正常工作，安裝了電源低通濾波器，并采用帶屏蔽層 的變壓器，使控制站與其他的供電電路相隔離。同時(shí)在布線和接地方面 邏輯電路、模擬電路的布線盡量分開，直流供電備有良好的退耦電路。 所有智能卡件通過先進(jìn)的硬件設(shè)計(jì)和周密的軟件配合，都實(shí)現(xiàn)了帶電插拔的 35 功能，以滿足系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的維修需要。 — 300XP DCS 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) DCS系統(tǒng)是硬件、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件三部分的有機(jī)結(jié)合體。所以 DCS 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括硬件設(shè)計(jì)和應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。 JX— 300XP DCS 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括：①通信系統(tǒng)：通信系統(tǒng)是選擇 DCS 系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展和市場的需求，大多數(shù) DCS 系統(tǒng)都以開放系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)其通信系統(tǒng)。②人 — 機(jī)接口：人 — 機(jī)接口是 DCS 系統(tǒng)的操作站部分。③接口單元：這里的接口單元是指 DCS 系統(tǒng)與本系統(tǒng)之外產(chǎn)品的接口單元。主要有 DCS 系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)的接口，與氣相工業(yè)色譜的接口及與可編程控制器的接口。 （ 1）控制站硬件 控制站是系統(tǒng)中直接與現(xiàn)場打交道的 I/O 處理單元，完成整個(gè)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。通過軟件設(shè)置和硬件的不同配置可構(gòu)成不同功能的控制結(jié)構(gòu)，如過程控制站、邏輯控制站、數(shù)據(jù)采集站?？刂普局饕袡C(jī)柜、機(jī)籠、供電單元和各類卡件（包括主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各種信號輸入 /輸出）組成，其核心是主控制卡。主控制卡通常插在過程控制站最上部機(jī)籠內(nèi)，通過系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充各種更能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號的輸入輸出，同時(shí)完成過程控制中的數(shù)據(jù)采集、回路控制、順序控制以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法。 JX— 300XP DCS 控制站以機(jī)籠為單位。機(jī)籠固定在機(jī)柜的多層機(jī)架上，每只機(jī)柜最多配置 7 只機(jī)籠： 1 只電源箱機(jī)籠和 6 只卡件機(jī)籠（可配置控制站類卡件）?？C(jī)籠根據(jù)內(nèi)部所插卡件的型號分為兩類：主控制機(jī)籠和 I/O 機(jī)籠。每類機(jī)籠 36 最多可以配置 20塊卡件，即除了最多配置互為冗余的主控制卡和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡各一對外，還可以配置 16 塊各類 I/O 卡件。 主控制卡必須插在機(jī)籠最左端的兩個(gè)槽位。在一個(gè)控制站內(nèi)，主控制卡通過SBUS 網(wǎng)絡(luò)可以掛接 8個(gè) I/O 或遠(yuǎn)程 I/O 單元（即 8個(gè)機(jī)籠）。主控制卡是控制站的核心，可以冗余配置，保證實(shí)時(shí)過程 控制的完整性。主控制卡的高度模塊化結(jié)構(gòu)，用簡單的配置方法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的過程控制。 （ 2）操作站硬件 JX— 300XP DCS 操作站的硬件基本組成包括：工控 PC 機(jī)（ IPC）、彩色顯示器、鼠標(biāo)、 SetⅡ網(wǎng)卡、專用操作員鍵盤、操作臺、打印機(jī)等。 JX— 300XP DCS 的工程師站的硬件配置與操作站的硬件配置基本一致，無特殊要求，而他們的區(qū)別在于系統(tǒng)軟件的配置不同，工程師站除了安裝有操作、監(jiān)視等基本功能的軟件外，還裝有相應(yīng)的系統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)等工程師站應(yīng)用的工具軟件。 （ 3）通信網(wǎng)絡(luò) JX— 300XP DCS 的通信網(wǎng)絡(luò)分三層：第一層網(wǎng)絡(luò)是信息管理網(wǎng)；第二層網(wǎng)絡(luò)是過程控制網(wǎng)，稱為 SetⅡ；第三層網(wǎng)絡(luò)是控制站內(nèi)部 I/O 控制總線，稱為 SBUS。JX— 300XP DCS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖 32所示。 37 圖 32 JX— 300XP DCS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖 — 300XP DCS 系統(tǒng)軟件 用于給 CS、 OS、 MFS 進(jìn)行組態(tài)的專用軟件，包括： SCKey（系統(tǒng)組態(tài)）、 SCDiagnose（系統(tǒng)診斷）、 SCControl（圖形化組態(tài)）等工具軟件包，稱之為組態(tài)軟件包。用于過程實(shí)時(shí)監(jiān)視、操作、記錄、打 印、事故報(bào)警等功能的人機(jī)接口軟件成為實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件 AdvanTrol。 JX— 300XP 系統(tǒng)組態(tài)軟件包包括基本組態(tài)軟件 SCKey、流程圖制作軟件SCDraw、報(bào)表制作軟件 SCForm；用于控制站編程的程序語言 SCLang、圖形化組態(tài)軟件 SCControl 等。各功能軟件之間通過對象鏈接與嵌入技術(shù)，動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)模塊間各種數(shù)據(jù)、信息通訊、控制管理。該軟件包以 SCKey 系統(tǒng)組態(tài)軟件為核心，各 38 模塊彼此配合相互協(xié)調(diào)，共同構(gòu)成了一個(gè)全面支持 JX— 300XP 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能組態(tài)的軟件平臺。系統(tǒng)組態(tài)軟件包在系統(tǒng)的工程師 站上運(yùn)行，在未設(shè)工程師站的系統(tǒng)中亦可在操作站上運(yùn)行。 幾種組態(tài)軟件的功能介紹： （ 1）基本組態(tài)軟件 SCKey 系統(tǒng)基本組態(tài)指完成對系統(tǒng)硬件構(gòu)成的軟件設(shè)置，如設(shè)置系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、冗余狀況、控制周期； I/O 卡件的數(shù)量、地址、冗余狀況、類型；設(shè)置每個(gè) I/O 點(diǎn)的類型、處理方法、報(bào)警選項(xiàng)和其他特殊的設(shè)置；選擇控制方案；定義操作畫面。 （ 2）報(bào)表制作軟件 JX— 300XP 系統(tǒng)中的自動(dòng)報(bào)表系統(tǒng)分為組態(tài)和實(shí)時(shí)運(yùn)行兩部分。其中，報(bào)表制作部分在 SCForm 報(bào)表制作軟件中實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)運(yùn)行部分與 AdvanTrol 監(jiān)控軟 件集成在一起。 （ 3）流程圖制作軟件 流程圖制作軟件 SCDraw 是基于 Windows NT 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的全中文界面的繪圖工具軟件，具有良好的用戶界面。流程圖制作軟件繪圖功能齊全，支持多種編輯功能并提供標(biāo)準(zhǔn)圖形庫，可滿足大多數(shù)用戶的需求。該軟件還支持在畫面的基礎(chǔ)上的各類動(dòng)態(tài)參數(shù)的直接數(shù)據(jù)組態(tài)，這些動(dòng)態(tài)參數(shù)在實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件的流程圖畫面中可以進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察和操作。 39 自控系統(tǒng)設(shè)備選型 JX300X 系統(tǒng)軟硬件選型 系統(tǒng)現(xiàn)場儀表選型 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了正確指導(dǎo)生產(chǎn)操作、保證 生產(chǎn)安全運(yùn)行、提高產(chǎn)品質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，一項(xiàng)必不可少的工作是準(zhǔn)確而及時(shí)地檢測出生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，例如壓力、流量、物位及溫度等。用來檢測這些參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測儀表。用來將這些殘順轉(zhuǎn)化為一定的便于傳送的信號的儀表通常稱為傳感器。當(dāng)傳感器的輸出單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時(shí)，通常稱為變送器。在生產(chǎn)過程中需要測量的參數(shù)是多種多樣的，相應(yīng)的測量方法及儀表的結(jié)構(gòu)原理也各不同，但從測量過程的結(jié)構(gòu)原理也各不相同，但從測量過程的實(shí)質(zhì)來看，都是將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進(jìn)行比較的過程，而測量儀表就是實(shí)現(xiàn)這種比 較的工具。各測量儀表不論采用哪一種原理，它們都是將被測參數(shù)經(jīng)一次或多次信號能量轉(zhuǎn)換最后獲得一種測量的信號能量形式，并由指針位移或數(shù)字形式顯示出來。 本小結(jié)主要介紹有關(guān)壓力、流量、溫度、液位的檢測方法、檢測儀表及相應(yīng)的傳感器和變送器。 BPKZK智能型壓力變送器 儀表性能： ①測量、顯示、控制一體化，安裝使用方便。