ABB Advant OCS控制系统在2000t/d生产线上的应用

水泥 2007-04-30

　随着计算机技术的发展和广泛应用，计算机集散控制系统已经普遍用于各种工业生产，能够满足各种不同工艺生产的控制和管理要求，因此，我公司在新型干法水泥生产线上也引进瑞士ABB公司AdvantOCS开放控制系统，用于生产线上所有设备的计算机控制和管理生产。

1　Advant OCS开放控制系统基本配置及硬件组成

　　
1.1　系统基本配置
　　
ABB　Advant开放控制系统基本配置如图1。该系统有控制网络通讯和工厂网络通讯的功能。控制网络通讯采用MASTER BUS 300总线(简称MB300)。MB300是为满足Advant OCS系统高速通讯高性能的串行同步半双工总线。MB300最大通讯速度是10Mbit/s，连在MB300上的MP200/1节点最多不能大于45个。当传输的节点检测到总线没有被占用后，信息便可以在总线上传送。MB300总线的长度最多500m，当大于500m时，必须加repeater(转发器)，本控制系统在煤磨节点N51处加了1个转发器，把MB300总线延伸到水泥磨节点N61。MB300总线上挂有操作站AS1节点1、操作站AS2节点2、生料磨MP200/1控制器节点N31、窑和冷却机MP200/1控制器节点N41、煤磨MP200/1控制器节点N51、水泥磨MP200/1控制器节点N61、信息管理站IMS节点N99和11号控制网络。

图1　ABB Advant开放控制系统基本配置示意
　　Tr:转换器；AD:适配器

　　工厂网络采用TCP/IP协议通讯，操作站AS1与AS2及信息管理站IMS通过它们TCP/IP的接口连接到D-Link(数据链接单元)，经过细的同轴电缆把3个D-Link连接起来，构成工厂网络。一端连到网络硬拷贝打印机，另一端可经过终端服务器，通过调制解调器连接到其它计算机，包括配料计算机ROMIX。配料计算机通过RS232接口直接与荧光分析仪计算机通讯。在生产过程中，荧光分析仪通过对出磨生料成分的分析数据直接经过计算机的RS232接口传送到配料计算机，配料计算机马上分析计算，经过TCP/IP网络把结果传送到IMS，IMS经过MB300总线直接传送到节点N31，生料磨控制器马上调整各种原料的配比，达到生料磨配料的在线控制及生料成分稳定的目的。
　　
操作站与操作站之间、操作站与信息管理站IMS之间可通过工厂网络TCP/IP进行访问，操作站与信息管理站都可通过工厂网络TCP/IP在网络硬拷贝打印机，打印有关数据。ABB Adva commandX工作台服务器是一个可选件，它允许在X终端或仿真X终端的个人计算机(PC)上，通过工厂网络TCP/IP运行操作站功能，不支持组态。

1.2　系统硬件组成
　　
操作站的硬件平台为惠普工作站AS520i，信息管理站的硬件平台为惠普工作站AS515。
　　
Master Piece控制站的硬件由ABB公司生产，各个控制站的基本配置如表1，再加上输入、输出板的接口单元及供电电源装置等组成。

从表1可以看出，N41节点有2块CPU板、2块内存模板、1块CPU切换板。MP200/1可以对中央处理单元有冗余配置，当其中一台工作时，另1台处在热备份状态，也在不断地更新过程值，一旦检测到工作中的1台出现故障，它便可以自动在25ms内无扰动切换，保证窑的安全生产。

2　系统软件组成

　　
2.1　Advant OCS操作站的软件组成
　　
ABB公司在基于UNIX操作系统之上开发Adva Command master software(优越命令标准软件)，使操作员能对过程进行全面的控制，Adva Command软件系列为操作员提供了如下功能:过程信息的显示、手动控制对话、事件和报警处理、过程分区及操作者权限定义、信息检索能力、历史数据的曲线显示、系统状态监视及显示。

2.2　Advant OCS信息站的软件组成
　　
Advant Station 500 series IMS应用软件，基于U-NIX操作系统开发，过程和信息的管理是Advant OCS组成部分，通过使用工业标准，为扩展专用软件的第3层提供开放式平台，例如本公司通过网关与配料计算机ROMIX通过专用软件通讯实现工厂控制。

2.3　Advant OCS MP200/1控制器的软件组成
　　
Advant OCS MP200/1控制器与Advant Station 100系列，可离线工程服务、在线编程维护和故障跟踪，是现场工作的理想设备。Advant Station使用的操作系统，早期用Window3.11，目前使用Window NT，ABB公司在Windows操作系统上开发Adva Build Engineering Software用AMPL(ABB Master Program Language Control Configuration)标准程序语言来编写控制程序。从图1可以看出在节点N41控制器上连接有一台ES工程站，该工程站可在线连接到节点N41，再通过MB300总线可访问11号网络的其它节点控制器，达到在线编程、维护和故障跟踪等。ABB标准程序语言编写控制程序包括两部分，即数据库和过程控制程序，在MP200/1控制器内以源码方式运行。

2.3.1　数据库
　　
系统的信息处理通过数据库的存取方式进行，MP200/1提供有60余种数据类型，对每个I/O点建立1个数据库外，还提供了许多通讯方面数据库。

2.3.2　过程控制程序
　　
AMPL是一种使用图解符号表示的高级语言，它使用具有各种不同功能的PC元素(Process Control element)来实现过程控制要求，该软件具有简单、易学、易懂的特点。通过预先编制的TC TYPE Circuit标准回路图，和其它一些简单PC元素进行控制程序编制，实现联锁逻辑，顺序控制、中控、现场开机联锁等。

3　系统使用过程存在问题及待改进方面

　　
3.1　Advant OCS系统使用过程存在问题
　　
Advant OCS系统从1997年投入运行，由于计算机系统未设计不间断电源UPS，当供电电压出现波动时，MP200/1控制器就停止运行，有时程序也丢失，必须重新下载，严重影响了正常生产，后来给网络上的所有设备安装了不间断电源才解决了这个问题。另外，AS520iOS操作站、AS5151MS信息站多次出现计算机的主板、硬盘损坏，而且操作站经常出现死机现象，给生产控制带来困难。由于计算机2000年问题，公司决定升级，1999年12月升级至今彻底解决上述问题。
　　
我们在生产过程中发现控制软件有些问题，例如:1)窑头与分解炉喷煤采用罗茨风机，有1台备用，在生产过程中发现备用罗茨风机可转给分解炉喷煤使用，但当某天要把备用罗茨风机转到窑头喷煤使用时，联锁信号都正常，中控却无法起动，经查，设计软件存在问题，经修改后开机正常。
　　
2)在生产过程中多次发现生料均化库底冲击式流量计的称重仓内生料溢出，引起流量计跳停，但下料设备却不会联锁跳停，经查，称重仓上有一高高报料位开关未设计参与下料设备的联锁，经修改才消除这故障。
　　
3)ABB公司设计60万t水泥磨要停机换库，有9个5000t水泥库，采用气力提升输送，每次停机换库要40min至1h，如果其它设备出故障换库时间更长，我们实施了对60万t水泥磨换库不停机的改造，对原设计电气图纸及控制软件进行了修改，实现了换库不停机，大大地提高了水泥磨的运转率。

3.2　Advant OCS待改进方面
　　
目前，AS515IMS只作为与ROMIX计算机通讯的网关使用，还有其它功能未发挥出来。为提高企业管理水平，充分发挥信息站的使用，应对信息站进行升级及开发有关软件。

4　使用Advant OCS效果

　　ABBA dvant OCS从1997年投入使用至今，经过对系统设计的缺陷进行修改及完善，1999年12月升级后运行稳定、性能好、操作控制方便，由计算机故障引起停窑、停产的事件很少。目前，只发现烧坏Digital公司生产的Transceiver(信号转换器)3个，其它部分都运行良好。为工厂的稳定运行、提高窑的运转率起到了关键的作用。

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