振波亞洲漿紙業(yè)有限公司在制漿ONP線過程控制系統(tǒng)中，采用了ABB旗下AC800M+S800 I/O 的800xA。整廠采用了19對AC800M PM864A控制器（冗余），8架Connect Server服務(wù)器，3架Aspect Server服務(wù)器、2架Domain服務(wù)器以及1架用于作為殺毒軟件升級服務(wù)器（同時也兼做網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份）。8架CS服務(wù)器根據(jù)控制器所在的區(qū)域分為4對，倆倆冗余。在上位服務(wù)器上使用了windows 2000 server操作系統(tǒng)，使用4.1版本的Industrial IT 800xA系統(tǒng)；13臺操作站和3臺工程師站使用windows XP操作系統(tǒng)，使用4.1版本的Control Builder M Professional作為下位控制器編程軟件和VB6.0+SP6作為DCS畫面組態(tài)軟件。
圖1：AC800M 通訊拓撲（示意圖，沒有標出冗余線） 這次要新增的漿線處于公司的一號廠區(qū)，因此只需要修改CS01、CS02這兩架服務(wù)器上的OPC server程序配置文件就可以了，在系統(tǒng)上不需要做太大的改動。
系統(tǒng)硬件選型
由于一號廠區(qū)里的5對控制器已經(jīng)接近滿負荷
，因此公司決定為這條漿線購買1對控制器：一來不增加原控制器的負荷；二來在工程進行中也不會影響到現(xiàn)有流程。根據(jù)其他廠的經(jīng)驗，配置一個跟現(xiàn)有系統(tǒng)一致的模擬環(huán)境，采用1架服務(wù)器和1架工程師站來實現(xiàn)。
圖2 ：與MCC 通訊的OZD 線路 根據(jù)原有的DCS系統(tǒng)：系統(tǒng)的控制器選擇了AC800M PM864A、通訊卡選擇了CI854A以及CI840、I/O卡也為S800的產(chǎn)品：AI895、AO895、DI810、DO820。其他輔助設(shè)備也跟原來的一樣，保證足夠的兼容性；在電氣方面繼續(xù)使用西門子的產(chǎn)品，采用Profibus-DP為通訊接口，直接掛在CI854A上，留出2個接口（2塊CI854A）供電氣的MCC通訊。DCS的硬件大體上就完成了，接下來就根據(jù)I/O清單計算得出的數(shù)目，并設(shè)計一定的系統(tǒng)余量。表1是最終DCS卡件清單，不包括第三方設(shè)備以及輔材。
系統(tǒng)通訊構(gòu)成
整個工程最主要的是通訊問題，此次工程從現(xiàn)場設(shè)備到AC800M的通訊全為新增，不僅要保證通訊正常，還要保證設(shè)計合理。
此次的項目由2個AC800M構(gòu)成一個冗余，共四根網(wǎng)線：控制器A-CN1，控制器A-CN2；控制器B-CN1，控制器B-CN2；兩個CN1口通過交換機A掛到CS服務(wù)器的第一冗余網(wǎng)絡(luò)上，兩個CN2口通過交換機B掛到CS服務(wù)器的第二個冗余網(wǎng)絡(luò)上。這樣AC800M到CS服務(wù)器的硬件通訊就完成了。在相應(yīng)的CS服務(wù)器里的OPC service添加該控制器的IP地址，然后保存配置，并設(shè)置為自動加載，軟件通訊也完成了。
對控制的冗余組態(tài)分兩步：在控制器上設(shè)定IP地址以及冗余地址獲取規(guī)則；在CBM程序里面設(shè)置為冗余控制器，并指定CN2的IP地址。通過ABB提供的ipconfig程序可以很方便的設(shè)定控制器的IP地址。該程序里面有詳細的步驟說明，用于完成冗余控制器的設(shè)定，同時在CBM里設(shè)置為add redundant unit。
CI854A設(shè)計為4路：1路連接2號車間（直聯(lián)）、2路連接1號車間（通過OZD中繼），3和4路連接MCC電氣房內(nèi)設(shè)備（比如西門子MM440），圖2是跟MCC通訊的示意。整個光纖鏈路為雙環(huán)，斷環(huán)自愈，具有比較高冗余性。每個OZD（西門子稱為OLM）只有一路Profibus-DP接口用于連接馬達MM440等設(shè)備（圖2標2、3、4位置），其中一路OZD的Profibus-DP接口就掛到CI854A上（圖2標1位置），在我們公司的系統(tǒng)中，由于CI854A沒有設(shè)計成為冗余通訊，因此一旦1號位置的CI854A卡出錯，那么整個馬達通訊回路就中斷。圖3是最終的profibus-layout：整個漿線的通訊拓撲以及硬件配置。注意看CI854A部分，沒有設(shè)計成冗余，為本系統(tǒng)的一大隱患。
控制邏輯組態(tài)
整體硬件組態(tài)完成后就進入控制邏輯組態(tài)，接下來的工作開始分為兩路：一路根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計編寫程序以及制作DCS畫面流程；另外一路根據(jù)編址的I/O清單開始柜內(nèi)接線、I/O硬件放置等工作。
整個邏輯部分工作包括：硬件組態(tài)、I/O地址列表、與其他控制器通訊和程序幾大塊組成。該漿線包括兩段：前段位于一號車間內(nèi)，包括HD-Pulper以及HC-cleaner等設(shè)備；二段包括粗篩等設(shè)備；因此在程序設(shè)計上分為2塊：PC5_Pulper段，PC6_Corase Screen；每個程序段內(nèi)根據(jù)主體設(shè)備的來區(qū)分，比如Pulper里面分convyor、HD-Pulper、HC-Cleaner等。CBM支持標準的IEC61131-3語言進行程序編寫：本次程序中是用了FBD、SFC和STL語言。
值得注意的是由于使用了Profibus-DP通訊的馬達，我們使用了原項目中的library。ABB專門為西門子micromater變頻器而編寫的FBD模塊。采用了profibus-dp的通訊使得DCS能獲得比以往傳統(tǒng)硬連接通訊更多的信號：繞組溫度、顯示變頻器上的診斷信息等等。
圖3：左側(cè)為跟MCC 通訊布局，右側(cè)為S800 I/O通訊布局
圖4：完成硬件組態(tài)的程序
圖5：實驗室里的調(diào)試環(huán)境
圖6：準備導入到系統(tǒng)的程序 程序的編寫在調(diào)試環(huán)境下進行，通過系統(tǒng)上的import和export工具能很方便的將調(diào)試環(huán)境下做的程序和畫面導入到運行著的DCS系統(tǒng)上。而且是由于在實驗室的調(diào)試環(huán)境下進行組態(tài)工作的，因此對于培養(yǎng)新的技術(shù)員是一個非常有利的機會，事實上也證明了這一點。
系統(tǒng)調(diào)試
在完成程序和畫面組態(tài)后，完成程序FAT，就直接通過import和export工具將新漿線的程序和畫面導入到現(xiàn)有系統(tǒng)，除此之外僅在相應(yīng)的CS服務(wù)器上修改了OPC service程序的配置。到此，新漿線的DCS工作基本上完成。
最后系統(tǒng)上電并下載程序到AC800M上：測試AC800M冗余通訊是否正常、I/O通訊是否正常、與MCC變頻
器通訊是否正常。接下來就是配合儀表班進行I/O check（打點），最后就是與工藝一起進行水運轉(zhuǎn)，全部完成后就可以走漿調(diào)試了。
圖7：自行設(shè)計的DCS 流程畫面 結(jié)束語
在這個項目過程中，AC800M的冗余性能進行了徹底的測試，對維護其他線的控制器起到了良好的教學作用！特別是許多新來的同事在這個過程中學到了不少東西，為日后的維護打下了夯實的基礎(chǔ)。
對于ABB 800xA系統(tǒng)來說，在添加新的流程或者增加新的控制器上來的相當?shù)谋憷�，每添加一個aspect就可以實現(xiàn)一個功能，這個也體現(xiàn)了ABB在aspect上的定義，只要有足夠的license，添加足夠的aspect，就可以實現(xiàn)工藝流程的自動化控制。 |
