PC与PLC实现集散控制(DCS)

　　如何在中小规模控制系统中实现集散控制的思想?笔者提出了在中小规模化工项目中用PC +PLC 构成DCS的思想，并成功地得到了应用。

　　1.用PC 和PLC实现集散控制(DCS)的基本原理

　　集散控制的基本思想是集中管理，分散控制。即：将流程工业的自动控制过程与 *** 作管理人员对自动控制过程的管理过程相对分离;流程工业的自动控制过程由各控制站相对独立地自动完成，而 *** 作人员对自动控制过程的管理则由中央控制室的 *** 作站来完成。中央 *** 作站与各现场控制站一方面各自相对独立地运行，从而将各种故障限制在局部范围内，极大地提高了自动控制系统总体的安全性和可靠性;另一方面又相互进行实时数据通讯和信息交换，实现了 *** 作人员在中央控制室的 *** 作站对整个自动控制过程进行管理和调整。

　　现场控制站的主要任务是实现对生产过程的自动控制，因此它必需要能够自动采集全厂的各种工艺参数(如各种工艺介质的温度、压力、流量、粘度、组分，物位高度等)以及设备的运行状态(如阀门的开度、机泵的开停、设备震动、机械位移)等生产信息，然后按照事先编好的控制程序进行大量的数值计算，最后输出4~20mA标准模拟信号(或ON/OFF数字信号)去驱动各种阀门、电机等执行机构，调节各种工艺参数，实现生产过程的自动控制;另外还要与 *** 作站进行实时通讯，将采集到的各种生产信息传送到 *** 作站供 *** 作人员使用，同时接收 *** 作人员通过 *** 作站发出的各种指令实时调整自动控制方案、优化生产过程。因此它还需要具有标准化的通讯接口。目前的各种PLC均具有这样的功能，而且其容量d性大，扩充方便，控制方案的组态简单易学，性能价格比优越，因此是中小型DCS的 *** 作站的理想选择。

　　中央控制室的 *** 作站实际上是一个人机界面，一方面把控制站采集的各种生产信息进行加工处理，然后以 *** 作人员所习惯和熟悉的各种流程画面、生产报表、历史趋势和声光报警等形式提供给 *** 作人员。另一方面把 *** 作人员的各种指令进行编码后传送给 *** 作站对控制方案进行调整，以优化生产过程或对特殊情况的紧急处理。对中小型DCS来讲，目前市面上比较流行的各种监控软件均能实现这样的功能，且对计算机的硬件和 *** 作系统无特别要求，用普通的PC机加一套监控软件就可实现。

　　用PC机+PLC组成集散控制系统时，PLC承担了现场控制站的工作，PC机承担了 *** 作站和工程师站的工作。在安装有 PLC系统软件的PC 机上可以离线(或在线)编辑PLC的控制应用软件(一般称为梯形图)，控制应用软件下载到PLC后，PLC独立完成现场数据采集、逻辑控制、模拟控制等。而 *** 作站的各种功能都可以通过“实时监控软件”+“PC机”来实现，在安装有实时监控软件的PC机上可以方便对生产过程进行监控。

　　2.用PC 和PLC实现集散控制(DCS)一例

　　2.1.工艺过程简介：

　　液氨储运工段是贵州宏福实业开发有限总公司年产80万吨重钙装置改磷铵的技改项目中的重要组成部份，设计卸氨能力250吨/小时，罐区缓冲能力9000吨。氨在常温常压下为气体，易燃、易爆、有毒、有害;液氨储运工段是总公司的高危区之一，安全生产是本自动控制系统应考虑的重点。

　　2.2.控制系统概况：

　　为提高生产的安全性，在本控制系统中对重要的工艺参数点采取了“3取2表决”的策略，并设计了21个自动连锁回路，对生产过程进行连锁保护;为保证生产过程的平稳运行和节能降耗，系统设计了6个调节回路。为便于监控和 *** 作，在 *** 作站设计了一幅流程画面总貌图，集中显示了与安全生产密切相关的一批工艺参数、设备运行状况态和报警信息;对其它化工单元 *** 作过程设计了相关的局域流程画面，全面地显示了与其相关的各种详细生产信息;根据 *** 作人员的习惯，在 *** 作站设计了4组组画面，分别集中显示温度、压力、流量和液位信号;对6个调节回路分别设计了调节画面，实现对PID参数的整定、手自动模式的切换以及对调节阀门的手动 *** 作;对21个主要阀门分别设计了d出式开关画面，实现对生产过程的自控或遥控;对主要工艺参数设计了历史趋势图，为故障诊断和优化控制提供了数据。为确保安全生产，实现对紧急事故的应急处理，对6个调节器回路加装外部自动跟踪调节器，一旦出现控制系统故障，自动切换到跟踪调节器独立于DCS来控制调节阀;对21个主要阀门加装应急处理按钮，独立于DCS实现对阀门的强制开关。