PCS7控制系统在润滑油厂的应用王锐,赵彦伟(中国石油兰州石化设备维修公司,甘肃兰州730060)油厂运用PCS以来产生的积极因素和存在的一些不足。
1操作方便,(操作人员足不c出户就a可以完成1管自的工ingHouse.Allrightsreserved. 1概述华东润滑油厂是中国石油天然气集团于2004年在江苏太仓投资建成的新型现代化企业,该厂主要生产昆仑牌系列润滑油,在市场上占有一席之地,所以效益的高低直接制约着企业的发展。该厂的设备资源配置,过程控制系统在国内润滑油企业界堪称一流。针对润滑油厂的实际情况,主要运用的是SMATICPCS系统,有效的将润滑油生产的所有过程自动化应用在单一平台上,提供了统一的自动化技术,从输入基础油,包括生产流程或主要流程以及下游流程,直到输出成品油。这种统一的自动化技术可以实现企业资源规划(ERP)级、管理执行系统(MES)级、过程控制级直到现场级的信息化。具有高性能和高可靠性,简单和安全的操作以及简便*大化等特点。大大的提高了生产效益,节约劳动成本,降低能源损耗,环境保护等方面起了积极的因素。
2润滑油厂的基本工艺流程操作人员根据工艺流程的要求,通过调油配比方案,计算投入原料比例,按照配方写好调油配方程序,输入配方系统,调和系统根据调油程序自动运行,计算出*终的配料比,实施调油工作。如所示。具体的流程是基础油通过泵抽出,经由管汇系统,再流入调和系统;添加剂通过泵抽出,经由管汇,再流入调和系统;上述两个过程根据调油配方同时进行。调和系统调完油后再通过管汇流回成品油罐,根据需求进行包装。
在润滑油调和系统中,利用PCS系统将所有过程自动化应用在一个单一平台上,这种操作系统自控系统随着计算机技术的发展,全集成自动化水平的不断提高,过程控制系统逐步完善。SMATCPCS是一个带有典型过程组态特殊的全集成系统。系统集成了可以诊断的组件,例如:PC总线组件,自动化系统以及所有分散式外围设备(比如:ET2系列模块或智能化现场设备)PCS采用了TA系列甄选的标准硬件和软件部件。采用统一的数据管理,通讯和组态功能,基于PROFBUS技术,系统支持约160个过程对象(PD控制回路、阀门控制、电机控制)的小型单一系统,例如:用于生产现场的工厂网络,具有客户机/服务器架构和约60000个过程对象的分布式多用户系统。
而集成在公司范围内的信息网络中。通过用于SIMATCPCS操作员站和PCS部件的OPC妾口可以简单访问I坏境。SMATCPCS/操作员既可以作为一个OPC服务器使用,作Wndwsn应用程序的数据源,也可以作为一个opc客户机,访问oic服务器的应用数据。使用pcs服务器和相应的WebaGlnce/T客户机,可以通过工厂网或因特网实现全局在线监控。除此之外,处理a)ac妾口的主机信息系统也可以使用pcs连接到siMATCKS/.SMATICPCS*佳用于基于FROF1BUS技术将分布式现场系统集成在过程控制系统中。PROFBUS是一种简单、坚固和可靠的现场总线系统,运用广泛,包括输入输出物流以及主要和辅助生产流程。该总线系统支持冗于和故障安全功能以及在线扩展功能,不仅可以用于标准环境下,而且还可以用于危险工况。至于设备,既可以装备ET200分布式IC站,也可以装备先进的智能化现场设备。智能化现场设备即可以直接连接到PR>FBUS也可以连接到安装在远程IO机架中的HART接口模板,并可冗于配置。
4工程应用情况介绍华东润滑油厂安装的pcs系统是以全厂集中操作与各工段分散控制相结合的系统运行模式实现润滑油加工生产包装整体生产过程的状态监视、生产操作、过程控制、事件报警、运动联锁、安全保护。
完成数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)和联锁保护(PRO)等系统功能。
根据系统性价比,系统稳定性和系统组态维护方便要求,同时针对本机组的特点和控制要求,*终确定SMATCPCS控制系统在本系统中的基本结构进行配置组态。此系统在本工程的基本结构如下:系统共配置4台操作员站(其中一台兼工程师制PCS系统及其辅助设备。本系统的IO模件采用了S-300系列莫件,通过ET200M远程机架与控制器相连。系统配置的总IO点数达1800点右。系统配置打印机3台,其中报表打印机2台,工程师站1台。
控制器均通过现场总线PffcusDP撮高数据传输速率可达12Mbfs带一定数量的远程IO扩展机架ET200M及IO模件。该系统共配置11个ET200M远程机架,按生产需要有11个IO站,控制器与各IO站间通讯是通过PfibusDR见场总线完成的,传输介质为双绞线,网速数据传输速率L5Mbps在部分ET200M下还通过PoiusDP与AS-nefac建立AS-柯络,可以直接用于已集成的AS-从站的传感器和执行器,例如:用于通求阀定位的监测,状态检测,阀的开关执行器等。还有管汇的状态检测,到位检测等等。即可以用DP/Ai网关连到PROFBUS也可以使用ET00X系统中的AS-主站。
5总结目前,一种新型概念上的自动控制系统已经广泛受到重视。随着计算机技术通讯技术和电子技术等领域的高速发展,原有概念上的PL或小规模的控制系统吸纳新技术形成一种分散度更高的现场总线控制系统。他将在中小规模的应用中大大超过了传统的DCS其中主要特点有:引入了Web技术,将控制向远程监控发展,实现远方数据浏览,过程监视,组态维护等功能;引入Eheme局域网技术,使控制系统能与管理网资源共享;引入现场总线技术将系统硬件由集中布置转向分散布置,使之高度分散化。还与as-m提高系统的抗干扰能力,降低控制系统对接地系统及环境的要求,降低工程造价。
下转第26页)1站M对几余4的控制器控潘:主控hg I连妾到上位的控制器ed.h邱V/wwi通过对华东润滑油厂SMATCPCS控制系统的了肖解机组投产后,运行人员在主控室就可以完成全厂各部分的控制。包括调和系统,包装系统,装卸车系统。而且传感器和执行器在自动化过程中发挥着重要作用。传感器是过程控制中的眼睛和耳朵,长期以来,这些信号变送器和传感器的连接方式已十分陈旧,每个传感器和执行器使用并行导线单独关联库的内容,同时也能够向KE服务程序发送命令请求信息。实现验证算法和加密算法,提供算法的八P调用接口。
3主要模块实现31KE模块设计实现KE服务程序模块作为一个守护进程运行,负责处理用户的管理配置命令,同协商实体的交互,协商载荷的加密验证处理以及同内核SDB的交互。系统模块按照功能主要划分为验证模块和事件处理模块:其中事件模块按照事件的来源调用不同事件处理函数;验证模块主要负责验证KE协议的载荷数据,并构造响应或者请求数据报文。为了各个模块能对协商的数据进行共享,设计了KE运行状态库,提供统一的查询借口。KE服务程序运行在应用层,不能直接访问内核的SDB所以,采用IQ信的方式使得守护进程和内核的SDB进行信息的交互。
在整个系统中,KE验证模块是系统的核心,KE状态库是基础。UDP/500表示KE守护进程是利用UDP办议的500端口进行网络通信。事件处理模块负责监视几个消息队列,由消息到达的时候调用相应的消息处理模块。消息队列分为管理消息、网络消息、内核消息、以及事件消息。KE验证模块负责验证KE协议的载荷数据,并构造响应或者请求数据报文。KE|犬态库记录KE运行期间需要的协商参数和当前的SA言息。
32内核与应用程序的通讯接口设计实现当内核驱动程序模块需要交换生成密钥时,需要通知应用程序的KE服务进行密钥交换;当KE完成密钥交换时,需要通知内核的协议模块来更新S\DB在策略管理模块中,也存在大量应用层与内核的协议模块的通讯。
在具体实现中,利用VPNsy柱册的K艘口,采用异步1O方式,使用DC!调用接口进行数据的双工通信。从KE到底层驱动的数据传输使用同步DC!调用,用Buf方式传输数据(由于1次传输1个数据结构,不会超过1个页面的大小)传输成功后立即返回。
从底层驱动到KE的数据传输使用异步DC!调用,从底层驱动发送到K的数据主要是通知信息,数据量很小,因而也使用Buf方式传输数据。由于K)设备接口与设备接口处于一个进程上下文空间,因此,它们之间可以共享资源,但是需要对资源进行保护,使用内核同步对象与自旋锁保护共享资源在多线程和多处理器环境下的安全。
4结束语分析的PSC网络安全体系实现的功能如下,驱动处理模块实现了AHESP办议封装,对AH和ESP实现传输和通道两种方式;内核SHD库和SVD库分别通过树和HAS表来实现;KE服务程序支持手动生成安全关联,也支持用KE动态协商,协商过程中支持预共享密钥的认证和RSA公钥加密认证。设计的PSC网络安全体系还有些不足,主要在于安全策略上,安全策略通过策略配置界面进行管理,要求每个实施PEC的主机用户自己输入安全策略,这样所进行的策略配置可能会产生错误冲突等问题,这有待于我们开展进一步的工作,来进行完善。