PKS控制系统仿真平台搭建方案

颜廷柱

(山东阳煤恒通化工股份有限公司，山东 郯城　276100)



PKS控制系统仿真平台搭建方案

颜廷柱

(山东阳煤恒通化工股份有限公司，山东 郯城276100)

摘要：实现了利用普通PC电脑对Honeywell PKS控制系统仿真平台的搭建，使工程技术人员在脱离CEE控制器和FTE网络环境下就可以进行离线建点组态、下装激活等相关操作，实现了PKS软件的仿真功能。

关键词：PKS；仿真；Simulation

0引言

山东阳煤恒通化工股份有限公司是集煤化工、盐化工及热电联产于一体的联合化工企业，现有Honeywell PKS控制系统两套，分别应用于40万t/a离子膜烧碱工程和240t/h循环流化床锅炉项目中，由于PKS系统的软硬件安装调试一般与工程项目的开工建设同期进行，成功运行后后期的维护改造基本很少，这对于许多新参加工作或刚接触PKS的技术人员来说缺少了进一步学习掌握PKS组态使用的机会。本文以PKS R300为例，介绍了软件安装、仿真设置、组态调试等PKS控制系统仿真平台搭建实施的全部过程，其高度一致的组态仿真运行环境，使工程技术人员在普通PC上就可以进行建点组态实践，对于进一步研究过程数据的采集和控制逻辑，提高工程技术人员的实践动手能力都具有积极的意义。

1PKS控制系统硬件基本概要

Experion PKS Process系统是Honeywell公司推出的基于批处理、过程控制、SCADA 应用于一体的开放式混合控制系统，其整合了资产配置、过程性能、人员效率和经营管理的灵活性，增加了先进自动化控制平台和安全管理，通过系统提供的大量功能块库很方便来实现连续过程控制、产品批量处理、离散量操作、设备控制等生产控制，其先进的控制理念、可靠的稳定性、完善的支持服务等优势得到用户的逐步的认可，在石油、化工、冶金、钢铁等行业得到广泛的应用。

一个最基本的PKS系统结构图如图1所示。

其主要由I/O卡件、C300控制器、CF(Control Firewall)防火墙、ESV服务器、ESC操作站以及由CISCO交换机为核心构成的Fault Tolerant Ethernet(FTE)容错网络组成[1]。

C300控制器是PKS系统的关键装置，它包括硬件控制器和控制软件CEE，每个控制器有两个IO LINK接口，可以连接C系列I/O卡件或PMIO卡件，主要完成上位通讯、点对点通讯、IOLINK IO通讯和控制执行环境等功能；CF控制防火墙，在已有可靠的网络架构基础上增加一层高安全防护，以拒绝接收所有控制器不需要的信息；FTE容错网络是Honeywell专为PKS量身定制开发的专利网络技术，以先进的多路由选择替代传统双网结构模式，不但提供了容错的特点，也提供了快速网络响应及工业以太网控制应用的安全性；ESV服务器完成控制策略的生成和操作画面的绘制，以及数据库的采集、处理和存储，进行报警管理，网络管理等基本功能，其机型选择要求为Honeywell所测试认证机型，在CPU、内存、硬盘存储空间大小等硬件配置上要满足软件的最低要求，确保系统的可靠性和稳定性。

图1　PKS系统结构图

2PKS软件运行环境基本要求

本文仿真使用的PKS软件版本为R300，要求为Windows Server 2003 SP2英文版操作系统，操作系统安装完毕后以管理员账户登录将相关的硬件驱动特别是网卡驱动安装完毕，更改屏幕显示分辨率和系统登录方式、关闭自动升级选项、禁止错误报告，添加软件需要的Windows组件、最后取消文件简单共享选项。

Honeywell公司对软件运行环境和安装设置有着明确的要求，虽然有些步骤可以省略，但是为保证软件安装完整性和运行的可靠性，我们必须严格遵照步骤顺序执行。需要注意的是为计算机命名时，计算机名要少于13个字符的长度，不能包含空格或其他非标准字符，不能以字母A或B结尾，这些字母应用于冗余的PKS服务器，且在软件安装之后不能改变服务器的计算机名；如果需要安装杀毒软件，要安装经过Honeywell公司认证的Symantec Corporate AntiVirus V10或 McAfee VirusScan v8.0i等软件。

3PKS软件安装注意事项

PKS安装文件存放于三个DVD光盘，首先放入Experion PKS Application Software Media光盘会自动运行开始全新的安装，其安装步骤无须太多的干预，依照提示顺序执行即可，但有几个关键项却要正确选择：对于全新的PKS系统的安装要选择为Install Clean、PKS Product选择为Experion PKS Server、网络选择为FTE类型、然后输入你所购买的用户序号和授权码，对于下一步出现的用来存储组态企业模型信息的EMDB，如果这台服务器是整个服务器群中唯一存放企业模型数据库的地方，那么要选择Install，且对于冗余的服务器，在服务器A和服务器B中该选择项必须一致，最后输入MNGR账户密码，在一套PKS系统中所有Experion PKS节点的MNGR帐户密码必须是相同的，且密码的长度及特定字符必须符合Windows帐户密码的全部要求。在以后的安装过程中会提示你更换相应的安装光盘，依次安装MS SQL、Knowledge Builder、Server Software等多项内容并多次重启，直至完成整个安装过程[2]。

4PKS软件FTE网络配置

FTE容错网络采用双网络冗余线路，节点之间有4条传输路径，每个FTE节点连续分布于其它节点通讯的测试信息并建立状态表，通讯速度快、切换时间短，是Honeywell专为PKS量身定制开发的专利网络技术。在仿真过程平台的搭建中，并未体现出FTE网络优势，为便于学习和掌握本文一并进行简要介绍。

为便于识别和维护建议对两路网络连接分别进行更名，比如为FTE-Y和FTE-G以便与实际所连接的网线颜色相对应，然后分别将主网和备网的Link Speed & Duplex选择为100Mbps/Full Duplex，对计算机的IP地址、子网掩码分别进行设置，在本例中我们将IP地址定义为99.98.97.201、子网掩码为255.255.255.0，这在下一步的仿真设置中将要用到；在IP Settings标签中将Interface metrics主网输入对应值“1”，备网输入对应值“5”，并将主网DNS标签中Register this connection's addresses in DNS和Wins标签中Enable LMHOSTS lookup分别予以选中，最后将连接属性界面中的FTE Configuration主网和备网均选中，完成FTE网络的配置，至此一套PKS软件系统的安装和基本设置基本完毕。

5PKS软件仿真功能的实现

仿真功能是PKS软件解决方案的一种延伸，它可以让用户在非生产状态下设计和测试新的控制策略，将过程控制和模拟知识应用于工厂的生产和优化阶段，改善和稳定生产流程设计，提高生产效率和员工技能，PKS默认安装状态下并不具备仿真功能，所以要先安装添加仿真软件SCE(即Simulation Control Environment，该软件位于安装光盘的根目录下)软件，然后运行注册表定位到KEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREHoneywellTPS50Generic Comm LayerHost Config，将PsCdaCeeNtPeer和PsCdaCeeNtComm字符串的数值分别修改为“.”重启电脑；再次进入Configuration Studio组态工作室，打开Control Builder建立C300控制器并对其属性进行设置[3]，如图2所示。

图2

将Simulation Node Configuration(仿真节点配置)中Load to simulation Environment复选框选中，即让本机作为仿真环境，此时本机的IP地址和计算机名会自动填入，对于仿真控制器，Redundancy Configuration(冗余配置)不要选择，此时就可以利用此计算机模拟现场环境进行控制器的下装激活、建点组态、数据连接等相关操作，完美实现PKS软件的仿真功能。

6结束语

总之，PKS控制系统仿真平台的成功搭建，实现了利用PC电脑来模拟现场CEE控制环境，使工程技术人员在PKS控制系统项目安装实施前就可以进行前期的建点组态、控制方案的优化、调节回路的调试、逻辑判断实验、对缩短工程建设工期，稳定设备流程，降低运行风险等具有积极的作用；在对PKS系统后期维护上，可以将生产现场运行的组态数据导入到PKS仿真系统，以便于系统地学习掌握PKS组态的步骤、控制方案的逻辑关系、进行数据的备份和恢复等等现场模拟操作，对提高工程技术人员的技术水平和动手实践能力都具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]Experion PKS C300 Controller User's Guide.Honeywell 2010，(02).

[2]Experion Software Installation and Upgrade Guide. Honey-well.2010.

[3]Honeywell Knowledge Builder4.5.0.18 Honeywell.2010.

Simulation Platform Buildup of PKS Control System

YANTing-zhu

(Shandong YangmeiHengtong Chemical Co.，Ltd，Tancheng，276100)

Abstract：This article introduces the buildup of simulation platform of PKS control system by using common PC.

Key words：PKS；simulation

中图分类号：TP391.9

文献标志码：B

文章编号：1003-6490(2015)01-0051-03

作者简介：颜廷柱(1972-)，男，山东郯城人，工程师，主要从事计算机控制工作。

收稿日期：2014-05-04