基于橫河CS3000系統(tǒng)自控率在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用研究

張盈

（廣西石化分公司維修保運(yùn)部，廣西 欽州 535000）

儀表自控率能夠有效看出生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化程度，所以其屬于反映生產(chǎn)裝置自動(dòng)化程度的重要指標(biāo)。如果裝置的自控率高，不僅可以使裝置在最佳生產(chǎn)狀態(tài)下長周期運(yùn)行，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，節(jié)約原材料和能源，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)還可以提高設(shè)備利用率，延長設(shè)備使用壽命，降低勞動(dòng)程度，獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。因此，努力提高儀表自控率是企業(yè)追求效益最大化的必然需求。于是，維修保運(yùn)部便組建了攻關(guān)小組，以實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研工作，這便使得橫河CS3000系統(tǒng)參數(shù)可以通過SFC模塊和CALCU模塊，對(duì)全廠生產(chǎn)裝置的控制回路自動(dòng)投用率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，再把數(shù)據(jù)傳至圖畫板塊，以使自控率能夠動(dòng)態(tài)地顯示出來。

1 DCS控制系統(tǒng)

DCS屬于以通訊網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其主要由兩部分構(gòu)成，即過程控制級(jí)與過程監(jiān)控級(jí)。DCS具有很多的優(yōu)點(diǎn)，主要包括可靠性強(qiáng)、開放性大、靈活性高、維護(hù)簡單、功能齊全等，同時(shí)DCS后期開發(fā)性特別強(qiáng)，這便給企業(yè)的生產(chǎn)帶來了很大的幫助。

對(duì)橫河CS3000系統(tǒng)應(yīng)用DCS，不僅能夠促使系統(tǒng)的儀表自控率更好，而且還能對(duì)操作畫面展開良好的管控，效果非常明顯。為此，DCS被廣泛應(yīng)用在廣西石化公司的很多生產(chǎn)裝置中，既顯著節(jié)省了人力，又增強(qiáng)了統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性，應(yīng)用極其有效。

2 解決思路

儀表自控率其實(shí)就是裝置PID控制回路投用自動(dòng)的比例。因?yàn)檠b置的PID控制回路是固定的，所以系統(tǒng)只要統(tǒng)計(jì)出投用PID控制回路的數(shù)量就能夠得到儀表自控率。對(duì)于控制器里有復(fù)雜回路的，將關(guān)聯(lián)特征值位號(hào)匯總發(fā)給工藝技術(shù)員，他們根據(jù)工藝條件給出判定值。系統(tǒng)根據(jù)關(guān)聯(lián)特征值的判定值，進(jìn)行內(nèi)部判定并做保留或剔除處理。組態(tài)的功能模塊會(huì)計(jì)算出自動(dòng)狀態(tài)個(gè)數(shù)，進(jìn)而就能得到自控率。

3 解決方案

在此主要運(yùn)用的是CS3000系統(tǒng)里的SFC以及CALCU功能模塊，通過自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，得到自控率。

3.1 程序編寫

對(duì)于簡單回路來說，要想得到自控率的自動(dòng)計(jì)算程序，可通過對(duì)投用自動(dòng)控制儀表回路數(shù)量的統(tǒng)計(jì)編寫一個(gè)計(jì)數(shù)器程序?qū)崿F(xiàn)。本文所運(yùn)用的是SFC與CALCU功能模塊，以起到計(jì)數(shù)器的作用。如果該控制器里有復(fù)雜回路，還要建一個(gè)RL功能塊和ST16功能塊，如圖1。

圖1

利用SFC功能塊來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制器簡單回路進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖2所示。

圖2

復(fù)雜回路的自控率統(tǒng)計(jì)。對(duì)關(guān)聯(lián)特征值位號(hào)匯總發(fā)給工藝技術(shù)員，他們根據(jù)工藝條件給出判定值。在比較功能模塊里輸入關(guān)聯(lián)特征值的判定值，如圖3所示。

圖3

通過編寫邏輯程序發(fā)揮計(jì)數(shù)器的作用。當(dāng)PID控制回路為手動(dòng)模式時(shí)，則執(zhí)行動(dòng)作應(yīng)處于低狀態(tài)，然后根據(jù)條件進(jìn)行判斷。要是PID的MODE為手動(dòng)MAN時(shí)，則條件就為真，對(duì)應(yīng)的輸出就是（1）；要是條件不成立，對(duì)應(yīng)的輸出就是（0），這樣就能夠有效地計(jì)數(shù)。

通過編寫計(jì)算程序?qū)崿F(xiàn)CALCU200計(jì)算功能模塊的百分比輸出。由于關(guān)聯(lián)特征值位號(hào)120PIC3045和120FIC3022僅在開停工時(shí)用，正常工況時(shí)的這兩個(gè)位號(hào)被系統(tǒng)自動(dòng)剔除，不再參與自控率的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

3.2 通過操作流程圖顯示自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果

開始前需要畫出總貌畫面，然后編好控制回路的位號(hào)，隨后寫入自控率顯示、投自動(dòng)回路數(shù)以及總的回路數(shù)畫面，最后連接好數(shù)據(jù)。當(dāng)點(diǎn)擊NAME圖標(biāo)時(shí)，可得到需要位號(hào)的參數(shù)；當(dāng)點(diǎn)擊RUN時(shí)，可開始對(duì)簡單回路和復(fù)雜回路進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，通過運(yùn)算得出該裝置控制回路自控率。

4 結(jié)語

（1）通過組態(tài)開發(fā)，將各裝置實(shí)時(shí)自控率顯示在裝置流程圖畫面上，能夠使裝置操作人員實(shí)時(shí)掌握裝置自控率水平，增強(qiáng)工作效率、提升統(tǒng)計(jì)精確度，有效節(jié)省人力。

（2）對(duì)于DCS自動(dòng)系統(tǒng)多功能性以及其他DCS控制系統(tǒng)軟件均能夠借助組態(tài)實(shí)現(xiàn)自控率自動(dòng)計(jì)算及統(tǒng)計(jì)，這應(yīng)用的就是DCS控制系統(tǒng)后期的開發(fā)性能。