CX1000/CX2000控制测量站在化工生产过程中的应用

田 华

（天津渤天化工有限责任公司，天津 300480）

计算机技术的发展日新月异，以计算机、通讯、控制和CRT（“4C”）为核心技术的现代控制技术也随之得到了充分的发展和应用。从20世纪六七十年代的基地式单元组合仪表到八九十年代的Ⅲ型智能仪表，再到现在的DCS及现场总线技术，经历过若干个阶段的不断发展，自动控制仪表和技术日臻完善。

目前在国内占主导地位的是 DCS（DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM）控制系统，其应用广泛，与常规仪表相比其优越性不言而喻。

但是DCS系统一次投资额大、成本高，尤其对于不是很大的小型工业生产工艺流程，显然是大材小用，是一种资源上的浪费。然而，传统的常规仪表控制方式又存在仪表密布罗列、维护量大，在操作和监视方面都很不方便，存储和扩展功能差，难于实现复杂控制等等诸多弊端。另外，对于规模不小，需自动控制的控制点较少而需单纯显示的控制点很多；无顺序控制和复杂控制系统，选用DCS或现场总线明显不太合适。例如，单极式离子膜电解工艺中电解部分的测控需求，其单纯测量显示的控制点非常多，而控制回路极少，非常适合使用控制测量站实现测控目的。

为了解决这一矛盾，选择控制测量站成为一种最优的方式。事实上，控制测量站就是DCS系统的缩影。它既有DCS的各种功能，又可以解决常规仪表控制的弊端。

1 控制测量站的特点

（1）集记录、控制、网络功能于一体；

（2）对生产过程进行实时的监视和历史状况的存贮；

（3）既具有内部PID控制回路，又可使用扩展控制器进行扩展控制；

（4）可通过以太网接口方便地与其他网络连接，具有E-mail和FTP功能；

（5）系统构成简单、成本低。

2 CX1000/CX2000控制测量站的构成

CX1000/CX2000是横河川仪有限公司生产的一种典型的控制测量站，其硬件包括：

（1）彩色液晶屏记录仪（包括数据输入端）；

（2）通讯接口及网络设备；

（3）外部存储媒体；

（4）附件（分流电阻、闪存卡及转换器等）。

其软件包括：

（1）DAQSTATION：标准软件， 用于 CX1000/CX2000的设定、数据显示打印、文件连接显示、程序模式设定，方便的使用其网络功能；

（2）DAQEXPLORER：支持文件传输功能和数据监视功能的软件；

（3）DAQLOGGER：多通道实时数据采集软件。

将CX1000/CX2000的硬件进行系统地连接，并使用适当的应用软件，就能方便的构成不同的测量控制系统。

3 CX1000/CX2000控制测量站的功能及应用

CX1000/CX2000控制测量站实际上是把现代的智能型多功能记录仪的使用进一步扩展，集记录、控制、网络功能于一体，具备"开箱即用"的特性，可对生产过程的实时状况，历史状况进行监视。

3.1 监视画面

包括控制器面板画面、调整画面、程序运行画面、DI/DO状态显示画面、控制动作画面、监视和总览画面等。

3.2 控制功能

CX系列测量控制站能灵活的实现多种控制功能：

控制方式：最多可以控制6点（CX2000），其控制方式有单回路控制、串级控制、双输入切换控制。

模拟再传送:数据(测量通道数据、控制回路数据等)可用于运算表达式，运算结果从CX控制输出端子输出。

PV运算/SP运算:PV/SP的运算结果可作为PID的运算输入。PID的运算结果可以被PV、SP使用。因此，根据使用要求，CX可以实现更为符合实际用途的精确控制。

可选的程序控制功能：可实现多个回路分别动作、多个回路同时运行、程序运行和定值运行的混合等形式，程序的运行状况一目了然、同时显示程序的运行和事件，在运行中目标设定值（TSP）可以很容易变更，等待功能可以灵活的响应处理过程变化。

3.3 输入变量

最多可达26点输入信号 （6点用于控制，20点用于测量），测量输入和控制输入包括热电偶、热电阻、直流电压、直流电流、DI等。

3.4 存储记录系统

DAQSTATION系列远远超出了以往记录仪的概念，它可高效率的记录所需数据，大大提高了记录数据的后期处理效率。可存储数据包括采样数据、时序运算数据、报表、报警和事件一览、设定数据、控制模式报警等。

此外，外部存储媒体采用3.5寸软盘、闪存卡、Zip盘等介质，实现长时间多种数据的存储，并有手动和自动2种存储方式；内存采用闪存存储器，无需备用电池。即使在断电的情况下，也可以保证不丢失数据。

3.5 网络通信功能

（1）WEB 监视

在WEB浏览器（IE等）可显示CX画面，能够改变CX的画面显示状态和输入信息，可以轻而易举的实现远程监控。

（2）E-mail功能

可将报警发生、停电后恢复时间、存储器满、定时瞬时值、报表等信息用E-mail发送出去，且收信人可为多个。

（3）FTP 功能

可对CX的数据文件进行传送。使用FTP客户端功能，将存储在CX1000/CX2000内部存储器的数据文件定期的传送给文件服务器。另外，由于可以连接主/从这2台服务器，一旦主服务器发生故障，文件会自动向从服务器传送。客户端计算机可以下载存储器中所存储的所有数据。

3.6 通信

（1）与温度调节计通信

可与温度调节计通信，即将DAQSTATION CX作为控制终端，将分散的温度调节计集中起来进行监视和操作，通过友好的显示界面设定执行参数。

（2）Modbus通信

DAQSTATION CX支持Modbus通信协议（RTU主机/从机），可很容易的接入使用Modbus通信协议构件的系统。用Modbus的主机功能，CX可以读入、显示和记录从机设备的数字数据；用Modbus从机功能，主机可以读入CX的数据，在主系统登录的数据也可以在CX上进行显示和记录。

（3）PLC 通信

PLC可读入CX的控制、测量数据，也可对CX发出动作指令，如通信寄存器数据、存储器开始/停止、报警值设定、回路参数、模式切换等数据。

4 结语

CX1000/CX2000控制测量站充分利用了现代网络技术和通信技术，性能优越、使用方便、系统构建简单、成本低廉、功能完善、扩展灵活。对较小型的化工生产过程，特别是控制简单、控制回路少、显示回路多的生产过程来说，是一种良好的选择。

［1］王骥程，祝和云.化工过程控制工程.[M].北京：化学工业出版社，2003.