AX-2000集散控制系統(tǒng)在空分制氧行業(yè)的應(yīng)用

臺塑公司于1985年成立電子組，與日本富士電機技術(shù)合作，從事中大型分散式控制系統(tǒng)（DCS）軟硬件的設(shè)計與制造，2004年臺塑實現(xiàn)多元化發(fā)展策略，將富士電機DCS技術(shù)整體收購，成立臺塑電子（寧波）有限公司，由日本、臺灣經(jīng)驗直接移轉(zhuǎn)到大陸，并培養(yǎng)大陸技術(shù)人員，達成制造本土化，就近服務(wù)客戶。目前臺塑DCS（富士DCS）廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、紙業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、汽電共生、發(fā)電廠等過程。
富士電機于1975年10月發(fā)布DCS系統(tǒng)，是世界上最早研發(fā)出DCS系統(tǒng)的廠家之一。AX-2000集散控制系統(tǒng)是富士的第五代產(chǎn)品系統(tǒng)，是開放的新一代綜合控制系統(tǒng)，智能可靠的Process I／O 單元同時也被橫河的CS3000系統(tǒng)所采用。AX-2000系統(tǒng)具有良好的控制性能、實時靈活的通訊能力、直觀清晰的人機接口，系統(tǒng)擴展方便，獲得用戶較高評價。
東部某大鋼鐵有限公司制氧廠的20000Nm3/h的空分設(shè)備采用了AX-2000系統(tǒng)，從2005年7月投產(chǎn)至今，各項運行指標(biāo)正常。自動化設(shè)計及控制包括空壓機系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、增壓膨脹機系統(tǒng)、精餾塔系統(tǒng)、加壓氣化系統(tǒng)、氧氣系統(tǒng)、氧壓機系統(tǒng)、調(diào)壓站系統(tǒng)，整個空分系統(tǒng)全部由DCS系統(tǒng)控制，基本上實現(xiàn)了中央控制室的集中控制，自動控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，能滿足設(shè)計要求。
1 DCS系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1．1 AX-2000 DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見下圖)。

1．2 系統(tǒng)配置
AX-2000系統(tǒng)主要由工程師站（AES）、操作員站（AOS）、數(shù)據(jù)庫站（ADS）和現(xiàn)場控制站(ACS控制器和Process I／O 單元)組成。本套20000Nm3/h空分設(shè)備主要配置工程師站（AES）1臺，操作站（AOS）2臺，數(shù)據(jù)庫站（ADS）2臺，控制接口卡5個，交換機2臺，冗余ACS控制器一對，各種I／O卡件共計65個以及DCS軟件包等。
1．3 系統(tǒng)構(gòu)成
(1)操作員站（AOS）
操作員站也是研華工業(yè)計算機，采用WindowsXP操作系統(tǒng)，運行相應(yīng)的實時監(jiān)控程序，對整個系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制。操作員站主要完成以下功能：
a． 各種監(jiān)視信息的顯示、查詢和打印。主要有工藝流程圖顯示、趨勢顯示、參數(shù)列表顯示、報警監(jiān)視、日志查詢、系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)視等。
b． 通過鍵盤、鼠標(biāo)等人機設(shè)備，對命令和參數(shù)進行修改，實現(xiàn)系統(tǒng)的人工干預(yù)，如在線參數(shù)修改，控制調(diào)節(jié)等。
c． 操作員站可以通過授權(quán)更改為工程師站，實現(xiàn)工程師站功能。
(2)工程師站（AES）
工程師站是研華工業(yè)計算機或便攜式計算機，采用windowsXP的操作系統(tǒng)，運行相應(yīng)的實時監(jiān)控程序，對整個系統(tǒng)進行集中控制和管理。工程師站主要有以下功能：
a. 控制策略組態(tài)(包括系統(tǒng)硬件設(shè)備、控制、算法)，人機界面組態(tài)(包括系統(tǒng)圖形、報表)和相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。
b． 現(xiàn)場控制站的下裝和在線調(diào)試，操作員站人機界面的在線修改。
c． 在工程師站上運行操作員實時監(jiān)控程序后，工程師站可作操作員站使用。
(3)數(shù)據(jù)庫站（ADS）
冗余設(shè)置的數(shù)據(jù)庫站是研華工業(yè)計算機，采用windows2000SERVER的操作系統(tǒng)，運行相應(yīng)的實時監(jiān)控程序，對整個系統(tǒng)進行集中控制和管理。工程師站主要有以下功能：
a. 檢測系統(tǒng)中所有設(shè)備的報警信息并發(fā)送給操作站，記錄過程數(shù)據(jù)、狀態(tài)變化信息，系統(tǒng)傳送信息、報警信息及恢復(fù)信息等歷史數(shù)據(jù)記錄功能。
b． 具有保存系統(tǒng)操作站畫面定義，位號定義，和AOS的系統(tǒng)程序等其他設(shè)備的備份功能。
c． 可以通過網(wǎng)絡(luò)打印機打印所有報警、運行操作信息、報表、實時趨勢和歷史趨勢。
d. 自動同步系統(tǒng)中各站的時鐘。
(4)現(xiàn)場控制站（ACS-2000）
現(xiàn)場控制站由ACS控制器、智能的Process I／O 單元、電源單元、現(xiàn)場總線和機柜組成，采用分布結(jié)構(gòu)設(shè)計，擴展性強。冗余設(shè)置的高可靠性ACS控制器具備強大的EI型綜合控制功能，可以方便實現(xiàn)就地維護和在線下載，運行著工程師站所下裝的控制程序，與操作員站進行通訊，完成數(shù)據(jù)交換；智能的Process I／O 單元完成現(xiàn)場內(nèi)的數(shù)據(jù)采集和控制輸出；電源單元為智能I／O單元提供穩(wěn)定的工作電源；現(xiàn)場總線為主控單元與智能I／O單元之間進行數(shù)據(jù)交換提供通訊鏈路。
2 工藝流程圖