一、系統(tǒng)簡介
廣東省XX市xx化工有限公司為傳統(tǒng)化工原料生產(chǎn)單位，公司年產(chǎn)值2億元（人民幣）左右。
公司原有手動生產(chǎn)線一條，基本為傳統(tǒng)的手動控制為主，生產(chǎn)效率較低。為滿足日益增長的市場需求，公司決定新建一條自動化生產(chǎn)線以提高生產(chǎn)效率。經(jīng)過嚴(yán)格比較，該公司決定采用三維力控廣州分公司提供的解決方案。該系統(tǒng)于2008年3月調(diào)試，5月投入運(yùn)行，至今運(yùn)行正常，大大提高了生產(chǎn)效率。
二、組成結(jié)構(gòu)描述
由于工藝非常復(fù)雜，經(jīng)過現(xiàn)場對工藝的詳細(xì)了解，結(jié)合目前工控技術(shù)發(fā)展情況，本著安全、可靠、物美價廉的原則，三維力控廣州分公司給出了一個各方均感滿意的解決方案。
首先考慮到化工流程生產(chǎn)具有控制復(fù)雜、各反應(yīng)設(shè)備比較分散、控制點(diǎn)數(shù)較多的特點(diǎn)，如果按照傳統(tǒng)自動化控制方式采用傳統(tǒng)DCS控制，不論選用任何品牌，造價均相當(dāng)高昂。為降低成本，我們決定采用FCS系統(tǒng)來代替DCS系統(tǒng)，借助北京三維力控公司研發(fā)的組態(tài)軟件ForcecontrolV6.0強(qiáng)大的通訊功能，實(shí)現(xiàn)各控制設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。 鑒于國內(nèi)硬件生產(chǎn)水平的不斷提高，各硬件廠商生產(chǎn)的硬件均在不同的工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)受住了考驗(yàn)，可靠性已能滿足正常生產(chǎn)的需求，且價格相對進(jìn)口硬件便宜很多，我們選擇PLC+遠(yuǎn)程I/O（獨(dú)立運(yùn)算處理功能）設(shè)備對現(xiàn)場信號進(jìn)行采集和控制。鑒于在本系統(tǒng)中，溫度控制占據(jù)了很大部分，傳統(tǒng)DCS需要編輯大量的程序，且維護(hù)相當(dāng)麻煩，需要維護(hù)人員具有很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力；而溫控儀表只需要簡單的數(shù)據(jù)整定，操作簡單，維護(hù)成本低且控制效果更好，所以我們在溫度控制部分大量啟用帶有網(wǎng)絡(luò)功能的溫控表，實(shí)現(xiàn)本地和控制室的兩地顯示、控制。
其次，為提高系統(tǒng)的可靠性，針對PC機(jī)由于操作系統(tǒng)的緣故容易出現(xiàn)故障的情況，我們使用上位機(jī)冗余的方案。設(shè)置兩臺控制上位機(jī)，正常情況一臺控制，一臺備用；備用機(jī)實(shí)時讀取控制機(jī)的相關(guān)信息，保持程序、數(shù)據(jù)狀態(tài)等和控制機(jī)保持一致；在控制機(jī)故障時，備用機(jī)實(shí)時切換到控制狀態(tài)，此時備用機(jī)變?yōu)榭刂茩C(jī)，控制機(jī)恢復(fù)后作為備用機(jī)；如此輪換，保證在每一時刻均有一PC機(jī)可投入控制，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。
最后，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)工廠的透明化管理，借助力控的網(wǎng)絡(luò)化功能，開放IE瀏覽端口，使公司局域網(wǎng)內(nèi)的每一管理人員能實(shí)時了解到生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)。
現(xiàn)場使用兩臺PLC和78塊遠(yuǎn)程I/O（獨(dú)立運(yùn)算處理功能）。構(gòu)建了7個采集控制區(qū)和一個中央控制室，搭建了一個完整的FCS系統(tǒng)。
完整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：
柜內(nèi)模塊結(jié)構(gòu)圖如下：
三、系統(tǒng)功能描述
3.1、顯示控制
(1)主畫面 整體顯示整個生產(chǎn)流程，把整個系統(tǒng)按控制流程分成幾個子系統(tǒng)，需要對子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控時，點(diǎn)擊該部分，進(jìn)入子系統(tǒng)。
(2) 子系統(tǒng) 進(jìn)入子系統(tǒng)，可以對該部分實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，換面上會顯示該部分的相關(guān)參數(shù):溫度、壓力、流量等；通過閥門和泵的顏色變化，可以了解到現(xiàn)場泵類和閥門的工作狀況；對可控設(shè)備，可以施加控制，以問對為例：需要控制某一反應(yīng)容器的溫度，首先點(diǎn)擊溫度設(shè)置框，彈出用戶驗(yàn)證界面，輸入驗(yàn)證碼后，寫入目標(biāo)溫度值，PC機(jī)通過通訊把該值傳送給溫控表，溫控表經(jīng)過PID整定，進(jìn)行溫度控制。
3.2、故障報(bào)警
報(bào)警顯示，以指示燈和報(bào)表的形式顯示，過程檢測或運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備出現(xiàn)越限或故障時，流程圖上相應(yīng)的圖例紅光閃動，并發(fā)出報(bào)警加以提示。報(bào)警可以通過鍵盤解除，閃動的紅光繼續(xù)保持，直至該故障消除，閃動才停止。報(bào)警對象、內(nèi)容、時間列表記錄并按照要求打印。報(bào)表格式如下：
3.3、報(bào)表功能
系統(tǒng)可生成實(shí)時報(bào)表和歷史報(bào)表，把相關(guān)工藝參數(shù)按一定的格式制作，通過對歷史數(shù)據(jù)的查詢和參數(shù)的采樣設(shè)定，可制作以滿足用戶需求的班、日、月、年報(bào)表。該報(bào)表還可以根據(jù)客戶需要，按相應(yīng)的文件名以EXCEL的格式保存，以供查詢。
3.4、事件記錄
系統(tǒng)可以記錄系統(tǒng)事件和操作事件，根據(jù)事件記錄，可以查看系統(tǒng)的運(yùn)行和控制情況，以方便查找故障原因。
3.5、趨勢曲線
系統(tǒng)可以生成實(shí)時曲線和歷史曲線。從曲線上可以直觀的觀測到參數(shù)隨時間的變化，方便對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
3.6、打印功能
上述多種數(shù)據(jù)保存方式：報(bào)警、報(bào)表、趨勢、事件記錄等在需要的時候均可以打印出來。
3.7、安全功能
為保護(hù)系統(tǒng)安全，系統(tǒng)提供授權(quán)操作的安全保護(hù)功能。在安全配置程序中可以設(shè)置節(jié)點(diǎn)的安全性為允許/不允許、創(chuàng)建用戶和組的帳號、分配用戶使用程序和程序功能的權(quán)限、分配用戶名和密碼、分配安全區(qū)名等。一旦節(jié)點(diǎn)有安全保護(hù)，操作人員必須訪問登錄程序，輸入姓名和密碼。在登錄后，操作人員才能訪問權(quán)限允許范圍內(nèi)的內(nèi)容。一旦操作員提供了正確的密碼，他可以修改他的密碼，而他的權(quán)限不能發(fā)生變化。一般分為三種操作用戶：
一般操作員：只能查看指定的信息，不能進(jìn)行任何的輸入/輸出操作：
高級操作員：具有一級功能，同時可以進(jìn)行鍵盤數(shù)據(jù)輸入、打印輸出、報(bào)警確認(rèn)和清除，修改一般設(shè)定值；
系統(tǒng)管理員：具有二級功能，同時可進(jìn)行程序和參數(shù)的調(diào)整、模擬畫面產(chǎn)生和建立動態(tài)數(shù)據(jù)顯示連接、數(shù)據(jù)庫配置、報(bào)表格式定義即編輯、各種文件檢索歸檔、密級設(shè)定和口令賦值、系統(tǒng)管理和優(yōu)化。
根據(jù)操作人員登錄及操作過程中輸入的姓名、口令，系統(tǒng)可自動記錄所有登入登出，進(jìn)而可以記錄每一步操作的操作人員姓名、操作時間、操作內(nèi)容及操作人員性質(zhì)，以備隨時查驗(yàn)。
四、意義：
通過將冗余技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息引入到系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)系統(tǒng)的單機(jī)不穩(wěn)定狀況，改變了原有的數(shù)據(jù)流程和監(jiān)控管理模式的安全穩(wěn)定，同時也實(shí)現(xiàn)了從分散控制和獨(dú)立管理到管控一體化的轉(zhuǎn)變，并且實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端傳送數(shù)據(jù)的功能，不限時間，不限地點(diǎn)的特點(diǎn)，隨時隨地都可以及時瀏覽到現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況。
