浅析先进控制系统通讯平台的搭建-先控室辛克鹏

1、.1浅析先进控制系统通讯平台的搭建齐鲁分公司信息网络中心先进控制室辛克鹏摘要：齐鲁分公司APC系统主要以美国HONEYWELL公司的RMPCT、中控的APC-Suite先进控制系列软件为主，因DCS系统不同，平台搭建也不尽一样，本文针对先进控制系统的网络平台搭建进展了归纳总结。关键字：APC通讯 平台搭建1、概述1.1先进控制系统APC在工厂生产过程中所处的位置在工厂生产过程中，先进控制APC系统要在一个平安、可靠、具有运行环境的计算机系统上运行，具有先进控制与生产过程的接口，提供友好的操作界面和系统设计、组态、维护、管理、运行监视和调整界面(简称工程师界面)。APC与常规PID控制的关系及其

2、在生产过程中所处的位置见图1.1，即生产调度与DCS系统之间，先进控制和DCS控制网与管理网之间应有防火墙保护。生产调度在线优化RTO实时数据库先进控制(APC)DCS系统工业装置图1.1APC在生产过程中的位置1.2 APC系统配置原则为了确保装置正常生产的平安，装置的先进控制系统构造均采取上位机方式，通讯接口实现上位机与DCS之间数据的实时交换见图1.2。常规PID控制运行在DCS上，多变量预估控制器、工艺计算在上位机运行，并最终通过常规PID控制来实现。因DCS系统不同，即使同一厂家不同年代的产品通讯接口软件也有较大差异，工程实施工程中要根据现场实际情况进展配置，要保证数据通讯链路的冗余

3、，数据存储的冗余等来确保APC系统上线后的长稳优运行。图1.2 数据流传输方向2、APC系统软件、硬件平台搭建案例2.1 橡胶厂C4联合装置APC系统平台齐鲁分公司橡胶厂C4联合装置DCS系统采用Honeywell的TPS系统，先控系统使用中控的APC-Suite，通过DCS控制系统中的Hci.TPNServer通讯接口作为连接先进控制效劳器与TPS集散控制系统数据交互的桥梁，控制站向OPC Server发布数据，先进控制效劳器的先进控制平台包括APC-iSYS-A先进控制平台软件、APC-Suite高级多变量鲁棒预测控制软件、OPC接口软件，通过OPC Server实现与TPS集散控制系统数

4、据的读写。网络采用以太网。连接示意图如图2.1所示：EtherNet 100MbpsOPC Server先进控制效劳器TPS DCS图2.1先进控制效劳器与DCS连接示意图工程实施需要在U网络中添加APP节点，作为DCS系统上的节点，并单独设APC效劳器一台，安装和运行先进控制软件，先进控制软件通过APP节点与DCS中的测量点和控制点实现数据通迅。企业部数据采集通过APP节点实现，为保障网络平安，在数采机与APP节点间增加硬件防火墙一套。工程需在DCS完成APC操作画面的绘制，先控系统的投用、摘除及平安逻辑在DCS侧完成，施工工作量较大。APC效劳器APP节点GUS操作站数采机U硬件防火墙图2

5、.2C4联合网络拓扑图2.2 橡胶厂乙腈抽提APC系统平台橡胶厂乙腈抽提装置DCS系统采用Honeywell的TPS系统，先控系统使用中控的APC-Suite,该系统现配置一台独立OPC站，使用第三方的Matrikon OPC软件，目前该OPC站只与DCS系统中指定的一台操作站完成数据通讯，实现企业数据的采集见图2.3，重启该操作站会影响数据通讯。当该操作站故障后，其它操作站需要重新进展组态修改、参数设置才能建立起新的数据采集通讯，这给系统运行及维护带来了隐患。同样为保障网络平安，在数采机与APP节点间增加硬件防火墙一套，网络连接均采用以太网。APC效劳器OPC站乙腈GUS3操作站硬件防火墙D

6、CS控制网U图2.3 乙腈抽提&顺丁控制系统网络拓扑图交 换 机数采机工程师站GUS操作站2.3 炼油厂第三常减压APC系统平台齐鲁分公司胜利炼油厂三常装置DCS为Honeywell PKS系统，先进控制系统所使用的是Honeywell公司的先进控制软件Profit Controller版本R320，还有先进控制性能监视效劳器一台，装有Honeywell公司Profit E*pert软件。先进控制的总体构造如以下图所示，其中EAS为先进控制的主效劳器，并作为DCS的一个节点，APC性能监视与诊断站用于性能监视和故障诊断。所有先进控制器和主要的工艺计算都在EAS站实现，并将先进控制器的计算结果通

7、过EAS送到根底控制回路。图2.4三常先进控制构造图ProfitSuiteR320能够实现与Honeywell的PKSDCS系统最为严密的集成，先控效劳器(EAS) 是EPKS系统控制网络FTE)上的节点，符合FTE网络的规。通过以太网线连接至交换机，网卡需经过Honeywell认证。SERVER上要有DSA授权,软件运行需要许可license)，无硬件狗。Profit Suite R320先进控制软件在EAS(E*perion Application Server)平台上运行。EAS还为Profit Suite提供了诸如Advanced OPC Client 和DSA功能。为实现Profit

8、 Controller控制器、Profit Controller控制器MV、CV和DV涉及的DCS过程点之间良好衔接，需要在DCS上建立相应的Watchdog点见图2.4。每个APC控制器对应一个Watchdog 文件，当上位机和DCS通讯出现中断时， Watchdog点将Profit Controller切下，即在DCS侧将PID回路切到本地状态，保证操作的平安。图2.4 Watchdog点的组态该平台有以下优点:系统无缝连接，工程量小，不需要在DCS中进展复杂的组态和画面的绘制，对控制器负荷影响小，硬件施工简单，风险小。 2.4 炼油厂连续重整APC系统平台连续重整DCS系统为横河CENT

9、UM-VP系统, 配置一台独立的OPC效劳器，是DCS控制网络中的一个节点，目前仅用于企业部数据采集，设有一台APC效劳器，通过E-net与DCS系统连接，先进控制软件为Profit Controller版本R400。APC效劳器操作站硬件防火墙DCS控制网交 换 机数采机工程师站OPC操作站图2.5 连续重整APC系统网络图连续重整先控效劳器安装有HoneywellPHD数据库，该数据库是Honeywell公司的Uniformance TPI的核心局部，用于完成数据的采集、处理和长周期的保存，RDI接口Real-time Data Interface实现PHD与横河DCS系统间的数据通讯，根

10、据DCS系统的不同RDI的实现方式不同，需在PHD的组态时对RDI的接口名定义见图2.6，并生成RDI的执行文件。再根据横河CENTUM-VP系统的DCS位号定义PHD 点，即可实现实时数据通讯。但DCS系统通讯点数的是有限制的，例如CS3000系统能够允许的点数为600点。图2.6RDI接口组态该平台存在的缺陷：当工程师站重新启动、故障维修时，先进控制系统需要摘除。如果使用独立的OPC效劳器完成数据通讯，不再会受此影响，保证APC系统的投用时间，通讯的点数不再受到限制，数据通讯及APC网络架构见图2.7。YOKOGAWA DCS系统 先进控制器，软仪表OPC SERVERAPC Server, PHD, 接口软件RDI图2.7 采用独立OPC效劳器3、 总结先进控制系统的投用，使得生产过程更平稳，实现提高生产装置处理能力