HOLLYSYS-MACS系统在薄页纸生产线中的应用
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(b) 控制运算 以组台规定的周期完成连续控制运算、体型逻辑运算和计算公
式运算。
(c) 通信 首先是通过系统网络与系统服务器通信,接收工程师站的初始下装
数据和在线增量下装数据,以及操作员在修改德数据,另一方面周期性地将模拟量数据和开关量数据和开关量状态变化数据发送到系统服务器,其次通过控制网络向I/O模板传送初始化数据和控制输出数据并接收模板采集的数据和报告的状态。
(d) 其它,具有自诊断、无扰切换、带电插拔等功能。
I/O单元软件固化在MACS的输入/输出(I/O)单元中。I/O单元软件可完成数
据输入、输出处理及输出数据正确性的判定,同时可实现与主控单元的数据交换(模板初始化数据、自检状态信息等)。 3.1.3集中管理装置
集中管理装置由工程师站、操作员站、高级计算机站和系统服务器组成。
(1) 工程师站(ENS) 工程师站由高档微机和各种组态工具软件组成,主要用
来完成以下几部分功能。
a. 组态
完成数据库、图形、控制算法、报表、事故库的组态。
b. 外参数配置 简化历史库、事故追记忆、变量组定义等。
c.设备组态 实现用用系统的操作员站、服务器、现场控制站及过程I/O模块的
配置等。
d.数据下装和增量下装 将组态后的数据下装到服务器、现场控制站、操作员站,
在线运行时,还可通过增量下装的形式修改数据库和控制算法。
e.离线查询 对存档数据进行查询。
工程师站配有MACS组态软件包,在中文Windows NT下运行。软件包中有8个
全汉字的工具软件或子系统,具有方便、一致的人机界面,供用户实现应用系统的组态。
(2)操作员站(OPS)操作员站由高可靠工业微机及专用工业键盘、轨迹球或触
摸屏等设备和人机对话、画面显示等专用软件组成。
MACS专用的操作员站软件是运行在中文Windows NT上的实施监控软件。该软件
包含的任务主要由模拟流程图显示、趋势显示、参数列表显示、工艺报警显示、日志和事件查询显示及控制调节和参数整定等操作功能。操作员站监控软件是最重要的人机界面,支持专用工业键盘,轨迹球或触摸屏等外部设备。
(3)高级计算机站(CAS)高级计算机站不仅可以实现优化计算、分析数据、运
行自行设计软件包等功能,还可以通过与数据库和历史库的数据访问接口功能来取得和
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改变系统运行的数据和状态。它由高可靠工业微机或高性能工作站组成,是配有各种专用数据处理、数据分析或高级控制算法软件的具有用户可编程环境的计算机。
(4)系统服务器(SVR) 系统服务器由高档微机或服务器构成,是完成实时数据
库管理和存放、历史数据库管理和存取、文件存取服务、数据处理、系统装载等功能的计算机。系统服务器可两冗余配置。它主要负责对域内系统数据的集中管理和监视,包括报警、日志、SOE、事故追忆等事件的捕捉和记录管理,并为域内其它各站的数据请求(包括实时数据、事件信息和历史记录)提供服务和为其它域的数据请求提供服务。运行系统以系统服务器为中心,完成所有功能。系统服务器还提供二次数据处理和历史数据管理和存档功能。
一个大型系统可由多组服务器组成,由此将系统划分成多个域,每个域可由独
立的服务器、系统网络(S-NET)和多个现场控制站组成,完成相对独立的采集和控制功能。域有域名,域内数据单独组态和管理,域间数据可以重名。各个域可以共享监控网络和工程师站。而操作员站和高级计算机站等客通过域名登录到不同的域进行操作。数据按域独立组态,域间数据可以由域间饮用或域间通信组态进行定义,并通过监控网络相互作用。
3.2 MACS的软件体系
MACS的软件体系分为工程师站组态软件、操作站实时监控软件及现场控制站软件三大部分。三部分软件分别运行于系统的不同层次的硬件平台上,并通过系统网络及网络通讯软件彼此互相配合,互为协调,交换各种数据及管理、控制信息,完成整个DCS系统的各种功能。
(1)组态软件 MACS提供了极富特色的全方位工程组态软件。该软件继承了国内外知名的DCS组态软件的传统,吸取了基于PC Windows 环境的工程组态软件灵活、易操作、界面友好等特点,从而为用户提供了一个灵活、方便、全面的工程平台,以实现用户的各种控制策略。
(2)实时监控软件
MACS实时监控软件运行在一套高效的实时多任务操作
系统下,此时多任务操作系统为基于优先级调度的强占式操作系统,各功能模块依据其功能的轻重缓急被赋予不同的优先级,再辅以对突发中断事件的实时处理,因而能有效地利用CPU资源,使各功能模块协调地并发进行。
(3)现场控制站软件 现场控制站是整个MACS的核心部件,对现场信息的采集、各种控制策略的实现都在现场控制站上完成。为保证现场控制站的可靠运行除在硬件上采取一系列的保护措施外,在软件上也开发了相应的保护功能、通信功能,
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如控制器及I/O通道插件的故障诊断、冗余配置下的板级切换、故障恢复、定时数据保存等。各种采集、运算和控制策略程序代码都固化在控制站半导体卡或I/O智能插件上的EPROM中,中间数据则保留在带电保护的RAM中,从而保证软件的高可靠性运行及现场数据库的保护。
现场控制站软件的主要功能可总结为信号采集控制功能、通信功能和可靠性保障功能。
(a)采集、控制功能
工程师组态时生成的各种控制策略以及工位数据库等,
经网络实时下装到现场控制站及其中的I/O智能插件中,在这里进行现场各物理信号的采集、工程量转换、控制策略(如多种形式的PID调节,Smith预估器,比值控制,解耦控制,四则运算,乘方开方运算,指数对数运算,诸如选择器、比较器、定时器等的辅助运算,梯形图算法等)的实现、与现场各种智能仪表及PLC等的借口等功能。
(b)通信功能 现场控制站的通信功能分为两大部分,一是经由系统网络S-Net与上位操作员站及工程师站组态站的通信,各种现场采集信息发个操作员站,同时操作员站针对现场的操作指令由操作员站发向控制站;二是控制站内部的通信功能,完成CPU主控制器与各过程通道板经由控制网络C-Net的信息交换。
(c)可靠性保障功能
MACS的现场控制站在各个层次上实现了冗余,与此相适
应,在主控制器、各I/O通道模板上都配置了相应的软件功能,以保证故障诊断、冗余切换、故障恢复等动作的正常进行。在主控制器双重化配置的情况下,主CPU模板和从CPU模板扰动切换。每个CPU控制器控制两套系统网络控制器,以实现系统网络S-Net的双重化,网络诊断软件定时诊断网络的运行情况,故障实时实现向备份网络的切换。各I/O模板均实现了智能化,板上CPU定期运行板级诊断软件,并将诊断状态信息经由控制网络C-Net发至主控制器模板,再由系统网络发送至操作员站进行状态、故障信息的显示。在I/O通道模块冗余配置的情况下,一旦板级诊断软件发现主I/O通道模块故障时,由特定的切换电路切换至备份模板。
(d)对外通信及接口软件
通信网站和网关完成MACS对外的通道。通信站是
MACS与其他现场设备相连接,进行数据交换的转接站。该站可通过RS232及RS422/485串行通信口进行数据通信,支持MODBUS 通信。通信点的各类信息可在工程师站上组态实现。挂接设备包括各种类型的PLC、支持串口通信的智能仪表及其他可提供串口通信的计算机系统。
网关用于实现MACS系统DCS网络与厂级生产MIS网的连接,并将DCS数据传送到MIS网中,供全厂各职能部门对生产数据进行监视和统计分析,完善生产管理、
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库存管理、生产计划及市场分析工作,为实现全厂生产管理一体化提供基础。支持TCP/IP网络协议以及由基于Novell操作系统构成的网络系统。
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4 HOLLIAS MACS在薄页纸生产线中的应用
4.1 薄页纸生产线打浆部分工艺简介
4.1.1打浆工艺过程
打浆的目的是通过打浆的机械作用,处理水中的纸浆纤维,使其发生物理化学变化而获得一些特定的性质,以满足纸或纸板生产的质量要求。
针叶木浆打浆过程:针叶木浆由4双圆盘磨浆机和高位箱组成的串联连续循环打浆系统。在正常工作时,系统进行串联连续循环打浆。但在有些情况下,如:刚开始打浆时,需要进行循环打浆。成浆送入针木成浆池。
阔叶木浆打浆过程:阔木浆由2双圆盘磨浆机和高位箱组成的串联连续循环打浆系统。在正常工作时,系统进行串联连续循环打浆。但在有些情况下,如:刚开始打浆时,需要进行循环打浆。成浆送入针木成浆池。
损纸打浆过程的其他要求:在有些打浆过程中需要间歇的对打浆设备进行清洗工作。
4.1.2 打浆过程自动控制
(a)自动控制回路。
打浆过程的流量自动控制回路; 打浆过程差压控制及内循环量的控制。
(b)打浆设备恒功率控制(通过对成线盘磨的功率自动/手动的分配,实现进、退刀,调整打浆设备动刀和静刀间隙),保证打浆质量的连续稳定以及设备的正常运行。
(c)打浆机设有浆压、水压、油温等连锁控制装置,保护设备正常运行。 (d)系统设有清洗水压力手动遥控系统,在打浆过程结束时用一清洗打浆设备,为下一次打浆作好准备工作。
(e)系统设有打浆过程三通控制功能,可以实现连续打浆和循环打浆的切换功能。 (f)打浆质量控制,质量控制是打浆控制的最后一个环节,用打浆度软测量技术测得打浆度(用化验值校正),用以控制打浆设备稳定打浆质量。
(g)保存几组打浆过程最佳参数,可直接调用。