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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateExperion-PKS系统的组态和维护Experion PKS系统的组态和维护Experion PKS系统的组态和维护发布时间：2009-06-19 作者：LIUSANGSHU 点击：93 Experion PKS系统的组态和维护 摘要： 简要介绍了在新疆维美化工装置中使用的PKS控制系统的组成， 着重讨论系统组态、维护以及故障的分析判断处理。 关键词：组态；系统维
2、护；集散控制系统 Honeywell Experion PKS控制系统是霍尼威尔公司最新开发的一种新型的集散控制系统，集装置控制和生产管理于一体，采用标准的人机接口开放性的网络结构，整个系统性能稳定，人机界面友好，组态简单，维护调试方便。该控制系统新疆美克化工和维美化工装置中使用了多套，有力的保证了整个化工装置的稳定、安全的运行。PKS作为整个工艺生产监控以及安全联锁的重要组成部分，决定着整个工艺生产的产品质量和安全。保证其可靠的运行，延长其寿命对于PKS系统发挥和保证生产的连续性、稳定性和安全都有着重要的影响。 1.PKS系统的介绍及其硬软件配置 来自美国honeywell公司的DCS Ex
3、perion PKS过程知识系统，具有先进的DCS功能和开放式体系结构。允许多个 Experion PKS系统如同一个系统一样运行；其中包含了异常状态管理、安全管理和信息管理技术，支持多种现场总线的连接；系统配有容错以太网控制网络，采用的目前流行的以太网设备，可组成全厂性的大型网络控制系统。 11主要硬件部分 111 控制器C200：它是针对模拟和数字两种应用兼顾设计的，所以称为混合控制器；它具有强有力的集成连续和离散控制、良好的性价比、支持FOUNDATION现场总线和HART协议的设备；冗余配置时，采用两个完全相同的控制器，当主控制器出现故障无法正常工作时自动切换到备控制器上，可以实现真正
4、意义上的全冗余，主控制器和备控制器之间的同步对用户是完全透明的，随时可以在控制器的显示屏中直接看到。两个控制器完全一样，从物理上没有主副之分，谁先运行谁就是主控制器。每个控制器通过I/O卡件可以接64块I/O摸件，通过I/O链接接口摸件IOLIM将PMIO接入控制器，IOLIM、通讯、I/O处理器卡件都是冗余的。 112 PMI/O为过程管理站输入输出系统，采用TPS系统的过程管理站的I/O产品，具有诊断能力，故障测试，同现场一体化的供电，冗余I/O，在线维护，冗余的XPM电源系统。 12 软件部分 PKS系统是以Experion PKS服务器软件、Windows2003服务器软件和控制生成、
5、显示生成、快速生成组态软件。 2 .PKS系统的结构及其介绍 PKS是以Windows2003Professional为操作系统，包含了最新设计的混合型控制器、冗错以太网(FTE)、以及高级的工程工具和应用软件包成为新一代系统的标准。系统主要由混合型控制器及I/O卡件、冗错以太网(FTE)、监督控制以太网、过程服务器和操作站等几部分组成。 21 容错以太网（FTE） 开放的冗错以太网(FTE),能很好支持批处理功能、连续控制和数据采集对电缆和电子设备中的各种多重故障具有容错功能。在FTE接点间有4个通信路径、允许1个通信路径的故障、快速检测和恢复时间、可以在线增加和减少接点、对应用PC机完全透
6、明、允许正常的以太网节点接入、分布式的结构没有主节点、速度快、传输介质为同轴电缆或光纤。 传统的以太网冗余方案通常都使用两个分离的以太网，每个节点（服务器或工作站）都同时与两个网连接。如果发生通信故障，则某特定节点切换至其它网络所用的时间大约需要10-30秒钟，同时这取决于网络的复杂性和所使用的设备。而霍尼韦尔的FTE 解决方案使用单一网络冗余解决方案，不需要服务器和工作站来重新建立其网络连接。因此，切换时间通常不到1 秒钟！ FTE可以构成全厂性的网络，在集中控制室设骨干网的交换机下连个单元的组交换机而构成。 22 操作站和控制站 操作站HMI硬性采用标准的工业PC工作站。HMI WEB是最
7、新的人机接口技术，采用WEB技术和HTML语言，可以观察标准EB浏览器和用户站的窗口。HMI WEB提供了大于300页的标准系统显示画面。控制站是冗余的系统。 2.3工程师站 在系统中的作用是服务器，一般冗余配置。各个操作站都是直接从服务器读取数据，两台服务器的是保持同步的，数据是一模一样。一旦主服务器发生故障自动切换到备服务器上。两台服务器也都可以当作操作站使用，一般来说工程师站是用于系统维护人员使用，可以对系统组态修改、下装。而备用服务器作为值班长站使用。 2.4 eServer工作站 它是一个OPC服务器，采用eServer软件。可在网络远方操作员站上看到所有应用和实时数据；所有趋势/组
8、态/系统显示/；报警和事件显示；历史数据；分组报表和显示等。 3.PKS系统的组态 PKS系统的组态主要包括系统设计、系统组态及下装、组态调试。 3.1 系统设计 系统设计主要包括I/O清单设计，工艺控制回路设计，联锁逻辑设计和操作流程图画面设计。 I/O清单的设计主要是以工段和位号特点为主，而工艺控制回路和流程图画面的的设计是为了工艺人员能够简洁明了控制回路的特性。联锁逻辑的设计是根据设计院提供的装置位号的联锁逻辑关系，用PKS系统的图形化编程块来编写实现。联锁逻辑的设计和操作画面的设计是组态过程中最重要的部分，联锁逻辑程序的编写直接关系到生产装置的安全。操作画面也就是工艺流程图的设计直接影
9、响到工艺操作人员是否能够清晰的对整个生产装置进行监控。 3.2系统组态及下装 首先点击Start-Programs-Honeywell Experion pks-Configuration Studio进行PKS系统组态平台，在project-Assignment窗口下新建接口网络FTEB，在FTEB下建立CPM（C200控制器）和IOLIM（I/O链接接口摸件）。这时会自动出现CEE；CEE是控制器里的软件运行包，和CPM是同时出现同时消失的。首先在IOLIM中建立好AI、AO、DI、DO四种卡件，在卡件属性中设置好卡件位置、是否冗余等，I/O点都是通过IOLIM连接到过程输入输出系统的。然
10、后在控制执行环境（CEE）中按照位号建立起各个CM控制块，在CM控制块里从IOLIM的某块卡件中拉入相应的I/O点；按照设计图纸资料编制控制程序，组态全部采用图形化工具。CM块也是系统控制程序的基本单位，可以单独从控制器中上装、下装，每个控制块都有自己的控制周期，但这个周期必须是CEE周期的倍数。 一个CM块有可能是很简单的显示或调节回路，也可以是非常复杂的联锁逻辑回路，一个CM块可以有一个或多个AI或DI输入，最多可以容纳40个功能块，在CM块中编写程序时也可以引入其他CM块中的某个参数，因而CM块的命名是不能重复的。 CM块的组态完成后，到已经绘制好的流程图中的相应位置建好位号，再从CM块
11、中引入该位号的各种参数，这样在操作站的流程图上就可以直接监控整个生产装置的生产状况了。 系统的下装过程就是通过FTE网络把编写好的控制程序下装到C200控制器中，一旦下装完成，控制器就会按照编写好的程序完成对生产装置的实时监控和联锁控制。下装可以针对一个CM块，也可以对所有的CM块同时下装，一个CM块下装时不影响其他CM块。 3.3 组态调试 调试是化工装置开车前必不可少的一步，也是检验组态是否符合工艺要求的必要途径。在调试过程中可以在操作站或工程师站的监控程序中直接修改一些参数，大多数参数都可以利用工程师权限在操作站里直接修改。为了使之与组态完全保持一致，可以采用上装，这样就可以让组态和已经
12、下装到控制器的组态参数完全一样。如调试有误，需要修改编程时，修改完后可以重新下装到C200控制器中。调试合格后方能投入正常运行。 4 PKS系统的维护 PKS系统的维护大致可以分为日常维护、预防性维护和故障维护三个方面，日常维护和预防维护是在系统未发生故障前所进行的维护。而故障维护是在发生故障之后，这时往往已经对DCS本身或生产造成了一定的影响，为了避免类似故障的发生而进行的维护。 41 PKS系统的日常维护 日常维护是保持和提高系统稳定性、高效性运行的基础。主要包括： 1）建立和完善系统的维护管理制度，保证控制室内的温度、湿度都在正常范围内。 2） 避免所有的电磁场对系统工作的干扰，不轻易移
13、动各种电缆和网络线。 3）注意保持控制室、机柜间和工程师站的清洁与散热。 4）按时对控制器、FTE网络、服务器等冗余设备的巡检，作好巡检记录。 5）做好系统组态文件、系统数据文件的备份工作。 42 预防维护 预防维护是在系统正常运行时，对系统进行有计划的定期维护，及时掌握系统的运行状态、对可能出现的故障采取措施以消除系统故障隐患，保证系统长期稳定可靠的运行。也就是说，有计划性的对即将可能出现的故障进行主动维护，这种维护一般只能利用装置大修的时候完成，主要包括： 1） 对控制站、操作站、工程师站停电检修，包括电脑主机和控制站卡件等灰尘清理。 2） 系统冗余测试，包括对电源、服务器、控制器、通讯网
14、络等。 3） 系统接地检查，包括工作接地和保护接地的对地电阻测试等。 4） 大修完成后，具备上电条件后一定要按照严格的上电步骤逐级上电。 43故障维护 故障维护即为系统发生故障后进行的被动性维护，其主要包括： 1） PKS系统具有强大的自诊断功能，维护人员可以通过报警指示，直接查找到故障点解决故障。 2） 操作站画面单个或全部黑屏，操作人员无法监控，如果是单个电脑黑屏有可能为电脑本身故障，如果遇到多个或全部电脑黑屏都无法正常监控的情况下，应检查FTE网络，查看网络接点，是否有松动。 3） 多个AI或DI回路发生故障时，而回路又都在一块卡件上，应检查该卡件和与卡件相连接的端子板是否坏。 4） 如果系统出现了大量的硬件问题时，应考虑到系统的运行环境或整个系统的电源配置方面是否有问题，在更换紧急备件的同时，应及时与厂家的维护工程师联系，以确定故障的真实原因。 5.结束语 PKS系统是霍尼韦尔公司推出的最新集散控制系统，作为系统维护人员必须对该系统本身进行更多的认识和理解；对系统的各个部分都进行精心的维护，系统才能够发挥出最佳性能；为生产装置的安全、稳定、长久的运行奠定坚实基础。-