【摘要】
　　本文簡(jiǎn)要敘述了ABB的AC800F控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，組成結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)該系統(tǒng)在濟(jì)鋼焦化廠(chǎng)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)介。　　
　　【關(guān)鍵詞】
　　ABB　現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)　控制系統(tǒng)　　
　　　　濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司投資建設(shè)兩座JN60-6型焦?fàn)t，以及配套的備煤、干熄焦和化產(chǎn)回收與精制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，廣泛采用了ABB　AC800F型DCS系統(tǒng)。ABB AC800F型DCS系統(tǒng)是基于工業(yè)IT（IndustrialIT）的控制平臺(tái)，該控制系統(tǒng)平臺(tái)基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，工廠(chǎng)自動(dòng)化水平較高，采用開(kāi)放的一體化控制器、最新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，具有信息綜合，高工程效率，高級(jí)可升級(jí)的解決方案，開(kāi)放的通訊，即插即用等特點(diǎn)。　　
　　1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
　　　　焦化行業(yè)是集冶煉、化工于一體的復(fù)雜性工藝，由于其生產(chǎn)環(huán)境惡劣，對(duì)于溫度、壓力、流量以及回路控制的要求比較高，所以，如何使控制系統(tǒng)更好地發(fā)揮作用，提高生產(chǎn)效率，是很重要的一環(huán)。濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)焦化廠(chǎng)是以生產(chǎn)冶金焦為主的企業(yè)，為了融入世界經(jīng)濟(jì)洪流，做大做強(qiáng)，跨入千萬(wàn)噸級(jí)大鋼的行列，濟(jì)鋼決定將新上的120萬(wàn)噸/年的兩座新型環(huán)保焦?fàn)t應(yīng)用最新技術(shù)，提高自動(dòng)化生產(chǎn)效率，同時(shí)為今后的發(fā)展打下基礎(chǔ)。在此項(xiàng)目中，我們選擇了ABB的AC800F：具有IndustrialIT控制平臺(tái)，基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統(tǒng)。　　
　　2.系統(tǒng)方案與控制結(jié)構(gòu)概述：
　　　　AC800F系統(tǒng)是ABB集團(tuán)推出的具有世界領(lǐng)先水平的全能綜合型開(kāi)放控制系統(tǒng)，融傳統(tǒng)的DCS和PLC優(yōu)點(diǎn)于一體，并支持多種國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。它既具備DCS的復(fù)雜模擬回路調(diào)節(jié)能力、友好的人機(jī)界面(HMI)及方便的工程軟件，又同時(shí)具有與高檔PLC指標(biāo)相當(dāng)?shù)母咚龠壿嫼晚樞蚩刂菩阅堋Ｏ到y(tǒng)既可連接常規(guī)I/O，又可連接Profibus、FF、CAN、Modbus、等各種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備。系統(tǒng)具備高度的靈活性和極好的擴(kuò)展性，無(wú)論是小型生產(chǎn)裝置的控制，還是超大規(guī)模的全廠(chǎng)一體化控制，甚至對(duì)于跨廠(chǎng)的管理控制應(yīng)用，都能應(yīng)付自如。該系統(tǒng)升級(jí)到V6.2（及以上版本）后，系統(tǒng)容量可以達(dá)到無(wú)窮多點(diǎn)（超過(guò)100萬(wàn)個(gè)I/O），今后如果系統(tǒng)需要擴(kuò)展，可直接在這個(gè)基礎(chǔ)上增加I/O或現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)儀表，利于今后的發(fā)展。
　　　　系統(tǒng)包括操作級(jí)與過(guò)程級(jí)，操作級(jí)包括傳統(tǒng)控制功能，如操作與監(jiān)視，歸檔與信息記錄，趨勢(shì)與報(bào)警，回路與邏輯控制功能等，為便于管理，所有功能均可在相應(yīng)過(guò)程站中執(zhí)行。
　　　　做為過(guò)程級(jí)是由一個(gè)或幾個(gè)過(guò)程站組成，每個(gè)過(guò)程站由AC800F和擴(kuò)展I/O S800單元組成。過(guò)程站CPU可以配置為冗余或不冗余系統(tǒng)，系統(tǒng)具有各種I/O模塊與現(xiàn)場(chǎng)各種類(lèi)型過(guò)程信號(hào)相連接。
　　　　系統(tǒng)提供了兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)。過(guò)程站總線(xiàn)用于PROFIBUS-DP通信；I/O總線(xiàn) 用于現(xiàn)場(chǎng)I/O數(shù)據(jù)通信，具有較高的安全性與較強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。
　　　　DigiNetS系統(tǒng)總線(xiàn):（Ethernet）用于過(guò)程級(jí)與操作級(jí)，通信傳輸介質(zhì)可以選擇同軸電纜或光纜。
　　　　該系統(tǒng)配備了多個(gè)工程師站和多臺(tái)操作員站：工程師站使用工控PC機(jī)作為工程師站（也可使用便攜機(jī)作為調(diào)試設(shè)備）；系統(tǒng)操作員站運(yùn)行在工業(yè)PC機(jī)上，全中文DigiVis軟件包基于MS WindowsNT平臺(tái),其圖形操作接口增強(qiáng)了系統(tǒng)的使用與操作，此外，還可以提高PC機(jī)的外部設(shè)備指標(biāo)如顯示器、打印機(jī)、鼠標(biāo)及鍵盤(pán)等使系統(tǒng)操作更方便，該控制系統(tǒng)在一臺(tái)PC機(jī)上完成操作與監(jiān)控，系統(tǒng)可擴(kuò)展至100個(gè)操作員站和100個(gè)過(guò)程控制制站。
3. 新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展：　　
　　　　1) 開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)：
　　　　雖然該項(xiàng)目暫時(shí)沒(méi)有用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型現(xiàn)場(chǎng)儀表，為了利于用戶(hù)今后的發(fā)展，我們預(yù)留了總線(xiàn)硬件接口。在軟件方面ABB AC800F控制器ProfiBus模板支持DP V1標(biāo)準(zhǔn)，與純DP標(biāo)準(zhǔn)模件相比增加了對(duì)儀表的組態(tài)能力，這樣我們無(wú)須安裝各種儀表的專(zhuān)用組態(tài)軟件，僅導(dǎo)入每個(gè)儀表的設(shè)備參數(shù)文件（GSD文件），就可以實(shí)現(xiàn)在統(tǒng)一的系統(tǒng)編程軟件下對(duì)所有PA標(biāo)準(zhǔn)的儀表的參數(shù)編程組態(tài)的功能，該功能有效節(jié)省軟件成本，提高工程組態(tài)的效率。　　
　　　　2) 開(kāi)放的控制功能：
　　　　該系統(tǒng)控制器采用RISC處理器芯片，程序采用任務(wù)運(yùn)行方式，每個(gè)任務(wù)都可以設(shè)定運(yùn)行的周期和運(yùn)行優(yōu)先級(jí)。所以既可以滿(mǎn)足復(fù)雜調(diào)節(jié)回路控制要求（一般要求控制周期較長(zhǎng)），又可以滿(mǎn)足快速電氣開(kāi)關(guān)量控制，從而一個(gè)控制器就可以覆蓋工廠(chǎng)所有環(huán)節(jié)控制要求。
　　　　編程時(shí)我們預(yù)留了大量的用戶(hù)自定義的控制功能塊，根據(jù)今后生產(chǎn)的需要，用戶(hù)可以自己添減功能，而IEC61131-3編程標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，使用戶(hù)只要有一些基礎(chǔ)知識(shí)，很快熟悉該系統(tǒng)編程。
　　　　所以雖然該工程既有復(fù)雜的回路調(diào)節(jié)，又有較高的邏輯控制要求，我們對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵的工藝通過(guò)配置冗余過(guò)程控制器滿(mǎn)足了生產(chǎn)的要求，達(dá)到了用戶(hù)滿(mǎn)意的效果，完全滿(mǎn)足了工藝過(guò)程的全部需要。
　　　　3) 系統(tǒng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：
　　　　系統(tǒng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)核心技術(shù)即“分散存儲(chǔ)，全局管理”。系統(tǒng)編程軟件僅為項(xiàng)目生成一個(gè)項(xiàng)目文件，雖然每個(gè)控制器均開(kāi)辟一定空間作為數(shù)據(jù)變量存儲(chǔ)區(qū)，但在系統(tǒng)編程軟件上僅為一個(gè)全局系統(tǒng)變量表操作員站與過(guò)程站之間的數(shù)據(jù)交換無(wú)須數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)換編程為直接存取，變量的修改與檢查也是系統(tǒng)全局，系統(tǒng)的過(guò)程站與操作員站的組態(tài)為一套軟件。整個(gè)工程自控部分的安裝調(diào)試開(kāi)車(chē)只用了兩三周的時(shí)間，這是一個(gè)很重要的因素。
　　　　4) 開(kāi)放的TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)技術(shù)：
　　　　在操作員站、工程師站、和過(guò)程站之間我們采用以太網(wǎng)的方式：AC800F控制器系統(tǒng)通訊模板為標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)模件，這樣使系統(tǒng)無(wú)須增加設(shè)備就可以與工廠(chǎng)局域網(wǎng)連接，由于系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)OPC數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)與各種第三方數(shù)據(jù)庫(kù)或軟件的數(shù)據(jù)交換將更加容易。
　　　　5) 系統(tǒng)易于擴(kuò)展，系統(tǒng)軟件無(wú)資源限制，用戶(hù)今后如果需技術(shù)改造，新增加控制點(diǎn)、過(guò)程站，工程師站軟件無(wú)須重新購(gòu)買(mǎi)，編程時(shí)僅在原項(xiàng)目文件項(xiàng)目樹(shù)下添加幾個(gè)資源即可，方便了用戶(hù)今后的系統(tǒng)擴(kuò)展和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
　　　　6) 中文界面：系統(tǒng)菜單，操作面板，系統(tǒng)字符表及系統(tǒng)提示信息為中文；　　　　
　　4. 工藝過(guò)程的實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行效果：
　　　　根據(jù)其工藝過(guò)程將流程圖畫(huà)面分為:“6、7＃焦?fàn)t系統(tǒng)”，“鼓風(fēng)、冷凝系統(tǒng)”“粗苯系統(tǒng)”“蒸氨系統(tǒng)”“溶脫系統(tǒng)”“制冷系統(tǒng)”等多幅工藝流程圖畫(huà)面；在畫(huà)面中我們制作了“低水熄焦”、“導(dǎo)熱油自動(dòng)控制”等動(dòng)態(tài)顯示畫(huà)面，為了避免操作工的視覺(jué)疲勞，在畫(huà)面里制作了動(dòng)態(tài)軟開(kāi)關(guān)，水（介質(zhì)）的動(dòng)態(tài)流動(dòng)等在畫(huà)面中用軟件邏輯控制，可由操作工根據(jù)需要開(kāi)關(guān)。焦?fàn)t加熱在焦化行業(yè)是一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程，加熱工藝和熄焦時(shí)間是控制的關(guān)鍵，我們?yōu)橛脩?hù)制作了焦?fàn)t串級(jí)加熱程序和低水熄焦自動(dòng)控制程序，其串級(jí)加熱和低水熄焦自動(dòng)控制的邏輯程序在AC800F控制器中實(shí)現(xiàn)，用軟件實(shí)現(xiàn)了串級(jí)/手動(dòng)加熱的邏輯切換，同時(shí)顯示熄焦下水閥位和大小工作的時(shí)間，為用戶(hù)進(jìn)一步探索最佳的焦?fàn)t加熱與熄焦方式打下了基礎(chǔ)。
　　　　我們?yōu)椤霸偕鳌薄ⅰ罢舭彼薄ⅰ暗叵路趴詹邸薄ⅰ坝头趴詹邸钡纫何缓汀皩?dǎo)熱油出口溫度”、“出管式爐溫度”等溫度進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,由于許多調(diào)節(jié)回路的SP值（設(shè)定值）是一個(gè)不確定的數(shù)，需根據(jù)不同時(shí)期的要求不同；在PID調(diào)節(jié)與手動(dòng)/自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)上，我們?cè)O(shè)計(jì)成手動(dòng)時(shí)SP跟蹤PV，自動(dòng)時(shí)根據(jù)切換時(shí)的SP值調(diào)節(jié)工藝過(guò)程值，這樣當(dāng)操作工手動(dòng)將工藝過(guò)程值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，切換到自動(dòng)及可立即以這個(gè)工藝值進(jìn)行調(diào)節(jié)。以利于操作人員進(jìn)一步摸索提高工作效率的方法。
　　　　我們還為其制作了“耗蒸汽量”、“壓縮空氣量”、“新水消耗量”等工藝參數(shù)的累積計(jì)算，可長(zhǎng)達(dá)50年的自動(dòng)趨勢(shì)報(bào)表和每天自動(dòng)日?qǐng)?bào)報(bào)表，工廠(chǎng)可依具這些報(bào)表數(shù)據(jù)分析生產(chǎn)過(guò)程，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在軟件的設(shè)計(jì)上，操作畫(huà)面上我們考慮了多種快捷方式，利于用戶(hù)快捷查詢(xún)所需要的信息。
　　　　當(dāng)操作員站、工程師站關(guān)閉一臺(tái)或全部關(guān)閉，只要過(guò)程站不停，系統(tǒng)不會(huì)停機(jī)；而過(guò)程站采用雙機(jī)熱備份的冗余方式，系統(tǒng)接線(xiàn)端子均采用進(jìn)口端子，降低故障率，所以整個(gè)系統(tǒng)安全性很高。