1 前言
隨著我國社會經(jīng)濟迅速發(fā)展，自控領域中的佼佼者DCS也得到了快速的推廣。在我事業(yè)部 “苯酚丙酮裝置”中自控儀表部分就采用了2套DCS系統(tǒng)，西區(qū)苯酚丙酮裝置DCS采用的是霍尼韋爾公司的TPS系統(tǒng)，東區(qū)苯酚丙酮裝置DCS采用的是國產(chǎn)北京和利時的MACSⅡ系統(tǒng)。集中了連續(xù)控制、批量控制、順序邏輯控制、數(shù)據(jù)采集等功能為一體。雖然DCS在管理上：采取了管理、操作、顯示、記錄的集中式；在控制上：采取了功能分散、負荷分散、危險分散式的工作方式。但是，DCS系統(tǒng)中的任何一個環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)問題，都將會帶來嚴重的后果。因此，如何正確地使用、維護DCS，確保DCS的長周期安全運行顯得尤為重要。
分散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）又名集中分散控制系統(tǒng)（簡稱集散控制系統(tǒng)），是及計算機技術、控制技術、通訊技術和CRT技術一體的綜合性控制系統(tǒng)，通過操作站對整個工藝過程進行集中監(jiān)視、操作、管理。DCS概括起來可分為集中管理部分、分散控制監(jiān)視部分和通訊部分三大部分。集中管理部分又可分為操作站、工程師站和上位計算機，操作站是由微處理器、CRT、鍵盤、打印機等組成的人機系統(tǒng)，實現(xiàn)集中顯示，集中操作和集中管理。工程師站主要用于組態(tài)和維護。分散控制檢測部分按功能可分為現(xiàn)場控制站和現(xiàn)場檢測站。現(xiàn)場控制站是由微處理器、存儲器、I/O輸入輸出板、A/D、D/A、轉換器、內總線、電源和通信接口等組成。可以控制多個賄賂，具有較前的運算能力和各種控制算法功能，實現(xiàn)分散控制。現(xiàn)場控制站或叫數(shù)據(jù)采集裝置也是為計算機結構，主要是采集非控制變量已進行數(shù)據(jù)處理，并將某個采集的過程信息及高速數(shù)據(jù)公路送到上位計算機。同心部分有較高數(shù)數(shù)據(jù)公路，是實現(xiàn)分散控制和集中的關鍵。DCS的基本結構圖如下：

雖然DCS在管理上：采取了管理、操作、顯示、記錄的集中式；在控制上：采取了功能分散、負荷分散、危險分散式的工作方式。但是，DCS系統(tǒng)中的任何一個環(huán)節(jié)一旦出現(xiàn)問題，都將會帶來嚴重的后果。因此，如何正確地使用、維護DCS，確保DCS的長周期安全運行顯得尤為重要。
2 TPS系統(tǒng)的概貌
　　TPS是Total Plant Solution 的縮寫，它是一個將整個工廠的商業(yè)信息系統(tǒng)與生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)統(tǒng)一在一個平臺上的自動化系統(tǒng)。
2.1 TPS系統(tǒng)的特點
2.1.1、開放性
　　TPS系統(tǒng)的PCN網(wǎng)絡即工廠信息網(wǎng)絡，采用的是目前辦公自動化領域中使用最廣泛的以太網(wǎng)。TPS系統(tǒng)中的GUS全方位操作站提供標準的以太網(wǎng)接口，可使全廠管、控一體化輕而易舉地完成。GUS工作站以WINDOWS 2000作為操作平臺，TPS被設計為Native Window而嵌入在NT環(huán)境中，它擁有NT更多功能。TPS系統(tǒng)的LCN、UCN通信網(wǎng)絡均采用了ISO（國際標準化組織）制定的ISO802. 4和IEEE（美國電機及電子工程師學會）制定的IEEE802. 4開放系統(tǒng)互連的標準，以ISO的OSI七層模型為基礎，遵循MPA（工廠自動化協(xié)議）網(wǎng)絡標準，令牌總線網(wǎng)絡通訊。
2.1.2、人機接口
　　TPS系統(tǒng)全方位用戶操作站（GUS），它是面向過程的單一窗口。采用了高分辨彩色圖像顯示器（CRT）技術、窗口技術（Windows）及智能顯示技術等，每個GUS工作站都能存取TPS系統(tǒng)范圍廣泛的數(shù)據(jù)。用戶可以設計從簡單到復雜的各種用戶顯示畫面，以供操作者富有特色的操作。每個GUS操作站都帶三種屬性，1、操作員屬性：供操作人員監(jiān)視生產(chǎn)過程和TPS系統(tǒng)本身工作狀況；2、工程師屬性：供工程師進行系統(tǒng)組態(tài)及軟件更新；3、維修屬性：供維護人員跟蹤系統(tǒng)運行并診斷系統(tǒng)故障。GUS操作站是一個集高科技于一身的控制產(chǎn)品，為用戶提供了優(yōu)秀的人機接口。
2.1.3、過程控制功能
　　TPS系統(tǒng)過程接口的數(shù)據(jù)采集和控制的范圍非常廣泛。它可以分散在一個或多個萬能控制網(wǎng)絡（UCN）上的HPM過程控制站、LM邏輯控制站上進行，還可以從其它公司的設備上獲取數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)適用于系統(tǒng)所有模件。系統(tǒng)的控制策略包括有常規(guī)的、邏輯的、順控的、批量的控制。可從簡單的常規(guī)PID控制到先進復雜的高級控制，生產(chǎn)的范圍從連續(xù)生產(chǎn)到間歇生產(chǎn)。
2.1.4、工廠管控制一體化
　　TPS系統(tǒng)是一個規(guī)模龐大的系統(tǒng)，它可以根據(jù)用戶工廠綜合管理的需要與工廠信息網(wǎng)相連，構成范圍廣泛的計算機綜合網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)先進復雜的優(yōu)化控制，實現(xiàn)對生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品開發(fā)、銷售、生產(chǎn)過程及有關物質流和信息流進行綜合管理，構成網(wǎng)絡化自動化工廠企業(yè)，即構成用計算機管、控一體化的系統(tǒng)。
2.2 TPS系統(tǒng)構成：
　　TPS系統(tǒng)主要由GUS（全方位用戶操作站）、HPM（高性能過程管理站）NIM（通訊網(wǎng)絡接口）、HM（歷史模件）、AM、打印機和通訊網(wǎng)絡PCN、LCN、UCN等組成。以我廠TPS系統(tǒng)為例，系統(tǒng)配置圖如下：

西區(qū)苯酚丙酮TPS系統(tǒng)結構圖
　　我廠西區(qū)TPS系統(tǒng)分為三個部分：氧化系統(tǒng)部分、異丙苯系統(tǒng)部分、精致系統(tǒng)部分、回收系統(tǒng)部分、調度系統(tǒng)部分。共有GUS操作站9臺、Remote操作站1臺、2套冗余的網(wǎng)絡接口模件NIM、1個歷史模件HM、3套冗余的高性能控制器HPM、1對余的LCN通訊電纜和UCN電纜、調度系統(tǒng)的通訊是通過1對冗余的光纜連在TPS系統(tǒng)的PCN網(wǎng)上。
PCN：計算機局域網(wǎng)，即以太網(wǎng)，其上的計算機可運行Honeywell 的一些離線組態(tài)軟件（TPS Builder，Display Builder 等）及其它應用軟件。
LCN：TPS的控制管理網(wǎng)，主要掛Honeywell的GUS/US/UxS/UwS/APP/AM/AxM/CG/PCNM/HM/PHD/NIM/HG等設備。
UCN：TPS的過程控制網(wǎng)，主要掛NIM/HPM/APM/PM/LM/SM等設備。
NIM：網(wǎng)絡接口模件，提供LCN網(wǎng)絡訪問UCN網(wǎng)絡的接口，轉換LCN的技術和協(xié)議到UCN的技術和協(xié)議。
HPM：高性能過程管理器，用于掃描和控制TPS系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)。
HM：歷史模件，用于存放TPS系統(tǒng)的各種屬性文件、應用程序、歷史記錄等。
GUS：全方位用戶操作站，人機接口。
Remote GUS：遠程操作站（View only）。
3 TPS系統(tǒng)在我廠使用中遇到的問題
網(wǎng)絡接口模件NIM頻繁死機。現(xiàn)象：我廠TPS系統(tǒng)是一對冗余的NIM，在使用過程中總有其中一個NIM運行不到1周就出現(xiàn)FAIL狀態(tài)（不是固定的，只要有2臺NIM同時運行，就會有一個死掉），進行復位時自檢通不過，故障指示燈FAIL亮。若將該NIM停電一段時間后，再送電投運，NIM又能正常工作，但幾天后又變?yōu)镕AIL。NIM是TPS系統(tǒng)中連接控制器HPM和操作站GUS的網(wǎng)絡接口模件，非常重要，所以采用的是冗余配置，一旦該接口數(shù)據(jù)中斷，操作站上將看不到任何現(xiàn)場數(shù)據(jù)，也不能進行操作，對于連續(xù)生產(chǎn)的化工行業(yè)來說是致命的危險。
　　經(jīng)過一段時間的檢查我們確定NIM本身并無質量問題，于是我們開始著手對整個DCS系統(tǒng)的檢查，根據(jù)以上現(xiàn)象把重點放到了系統(tǒng)的接地上，理由是：如果接地不好，則造成模件上的靜電不能有效釋放，而干擾模件的正常運行。TPS系統(tǒng)的接地共有三個：Safety Ground（安全地）、Lightning Ground（雷擊地）、Master Reference Ground(主參考地，簡稱MRG)，其中安全地與MRG為獨立接地。
　　系統(tǒng)要求：安全地：當工廠有齊納接地或屬于雷擊區(qū)時接地電阻為0.1Ω，當不存在以上情況時接地電阻應小于5Ω；雷擊地小于0.1Ω；MRG地視情況其接地電阻在1Ω～5Ω間，MRG地與其它地之間相隔距離不小于3m。經(jīng)實測我廠TPS安全地接地電阻為0.75Ω，根據(jù)我廠區(qū)的情況是滿系統(tǒng)要求的；MRG接地電阻為0.91Ω，也在系統(tǒng)要求范圍內。但離MRG接地4m處是我廠的305配電室，為了排除305配電室的干擾，我們重做了一個MRG地，且遠離305配電室，新的MRG接地電阻為1.17Ω。啟用新地后NIM運行良好，未出現(xiàn)以前的故障情況。
4 TPS系統(tǒng)的安全策略
　　Honeywell的TPS系統(tǒng)有一套裝機盤，若你采用Honeywell提供的裝機盤安裝，則整個系統(tǒng)的安全策略是做好了的（英文版）。但如果你想單個軟件安裝，則有關系統(tǒng)的安全策略就得自己動手做了。
現(xiàn)將我們的有關做法簡單介紹如下：
①、在安裝好WIN2000及TPS的系統(tǒng)軟件后，以Administrator的身份進入系統(tǒng)。在開始→程序→管理工具中創(chuàng)建一個新用戶Operator，在選組中將其設為Administrator groups組，在用戶權限規(guī)則中設置為備份文件和目錄。
②、以Operator身份進入系統(tǒng)，在開始→程序→設置→任務欄→開始菜單程序→高級→開始菜單中創(chuàng)建用戶流程圖Main.pct 的快捷鍵（若是GUS操作站，則再建一個Native window窗的快捷鍵）。
③、在開始→運行欄中運行注冊表編輯器程序Regedit.exe。在注冊表編輯器中打開HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\current Version\Policies\Explorer子鍵分支，在該子鍵中完成Opertor用戶的系統(tǒng)環(huán)境設置。通過新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)來完成。
新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)NoClose，并將其鍵值設為1。功能是：屏蔽“開始”菜單中的“關閉計算機”選項。
新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)NoCommonGroups，并將其鍵值設為1。功能是：屏蔽“開始”菜單下“程序”的公用子菜單。
新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)NoRun，并將其鍵值設為1。功能是：屏蔽“開始”菜單中的“運行”菜單。
新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)NoFind，并將其鍵值設為1。功能是：屏蔽“開始”菜單中的“搜索”菜單。
新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)NoSetFolders、NoContrdPanel、NoNetWorkConnection、NoSetTaskbar，并將其鍵值設為1。功能是：屏蔽“開始”菜單中“設置”菜單中的選項。
新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)NoWindowsUpdate，并將其鍵值設為1。功能是：屏蔽“開始”菜單中“Windows Update”選項。
新建REG_DWORD類型的鍵值項數(shù)據(jù)NoRecentDocsMenu，并將其鍵值設為1。功能是：屏蔽“開始”菜單中的“文檔”選項。
新建REG_DWORD類型的鍵值