AX-2000集散控制系統在空分制氧行業的應用

臺塑公司于1985年成立電子組，與日本富士電機技術合作，從事中大型分散式控制系統（DCS）軟硬件的設計與制造，2004年臺塑實現多元化發展策略，將富士電機DCS技術整體收購，成立臺塑電子（寧波）有限公司，由日本、臺灣經驗直接移轉到大陸，并培養大陸技術人員，達成制造本土化，就近服務客戶。目前臺塑DCS（富士DCS）廣泛應用于鋼鐵、化工、紙業、學校、醫院、汽電共生、發電廠等過程。
富士電機于1975年10月發布DCS系統，是世界上最早研發出DCS系統的廠家之一。AX-2000集散控制系統是富士的第五代產品系統，是開放的新一代綜合控制系統，智能可靠的Process I／O 單元同時也被橫河的CS3000系統所采用。AX-2000系統具有良好的控制性能、實時靈活的通訊能力、直觀清晰的人機接口，系統擴展方便，獲得用戶較高評價。
東部某大鋼鐵有限公司制氧廠的20000Nm3/h的空分設備采用了AX-2000系統，從2005年7月投產至今，各項運行指標正常。自動化設計及控制包括空壓機系統、空冷系統、水冷系統、分子篩純化系統、增壓膨脹機系統、精餾塔系統、加壓氣化系統、氧氣系統、氧壓機系統、調壓站系統，整個空分系統全部由DCS系統控制，基本上實現了中央控制室的集中控制，自動控制系統運行穩定、可靠，能滿足設計要求。
1 DCS系統配置及網絡結構
1．1 AX-2000 DCS系統結構(見下圖)。

1．2 系統配置
AX-2000系統主要由工程師站（AES）、操作員站（AOS）、數據庫站（ADS）和現場控制站(ACS控制器和Process I／O 單元)組成。本套20000Nm3/h空分設備主要配置工程師站（AES）1臺，操作站（AOS）2臺，數據庫站（ADS）2臺，控制接口卡5個，交換機2臺，冗余ACS控制器一對，各種I／O卡件共計65個以及DCS軟件包等。
1．3 系統構成
(1)操作員站（AOS）
操作員站也是研華工業計算機，采用WindowsXP操作系統，運行相應的實時監控程序，對整個系統進行監視和控制。操作員站主要完成以下功能：
a． 各種監視信息的顯示、查詢和打印。主要有工藝流程圖顯示、趨勢顯示、參數列表顯示、報警監視、日志查詢、系統設備監視等。
b． 通過鍵盤、鼠標等人機設備，對命令和參數進行修改，實現系統的人工干預，如在線參數修改，控制調節等。
c． 操作員站可以通過授權更改為工程師站，實現工程師站功能。
(2)工程師站（AES）
工程師站是研華工業計算機或便攜式計算機，采用windowsXP的操作系統，運行相應的實時監控程序，對整個系統進行集中控制和管理。工程師站主要有以下功能：
a. 控制策略組態(包括系統硬件設備、控制、算法)，人機界面組態(包括系統圖形、報表)和相關系統參數的設置。
b． 現場控制站的下裝和在線調試，操作員站人機界面的在線修改。
c． 在工程師站上運行操作員實時監控程序后，工程師站可作操作員站使用。
(3)數據庫站（ADS）
冗余設置的數據庫站是研華工業計算機，采用windows2000SERVER的操作系統，運行相應的實時監控程序，對整個系統進行集中控制和管理。工程師站主要有以下功能：
a. 檢測系統中所有設備的報警信息并發送給操作站，記錄過程數據、狀態變化信息，系統傳送信息、報警信息及恢復信息等歷史數據記錄功能。
b． 具有保存系統操作站畫面定義，位號定義，和AOS的系統程序等其他設備的備份功能。
c． 可以通過網絡打印機打印所有報警、運行操作信息、報表、實時趨勢和歷史趨勢。
d. 自動同步系統中各站的時鐘。
(4)現場控制站（ACS-2000）
現場控制站由ACS控制器、智能的Process I／O 單元、電源單元、現場總線和機柜組成，采用分布結構設計，擴展性強。冗余設置的高可靠性ACS控制器具備強大的EI型綜合控制功能，可以方便實現就地維護和在線下載，運行著工程師站所下裝的控制程序，與操作員站進行通訊，完成數據交換；智能的Process I／O 單元完成現場內的數據采集和控制輸出；電源單元為智能I／O單元提供穩定的工作電源；現場總線為主控單元與智能I／O單元之間進行數據交換提供通訊鏈路。
2 工藝流程圖