艾默生Delta V DCS软件功能及典型组态

程晶晶 何魁艳

1 软件配置及系统功能

1.1 软件配置

DCS的组态主要包括应用组态和系统组态两种。应用组态软件用来建立功能模块，将这些功能模块构成控制回路，从而实现各种控制功能。系统组态软件包括建立网络、定义系统信息、登记设备、分配系统功能，从而将一个物理的DCS系统构成一个逻辑的DCS系统，方便系统管理、维护、诊断和查询。

1.2 系统功能

1.2.1 Delta V Explorer浏览器

系统组态的主要导航工具为Delta V浏览器。

1.2.2 Delta V Control Studio组态工作室

Delta V组态画面直观，图形化模块控制策略库、标准图形符号库和操作员界面组成了组态工作室。

1.2.3 监控画面组态

工艺流程图画面、操作面板画面等设计通过DCS的监控画面组态来实现。本项目采用了Delta V Operator对画面进行组态，图1为硝酸生产装置氨蒸发系统工艺流程图的人机界面。

图1 氨蒸发系统工艺流程图

1.2.4 报警信息系统

操作员通过系统设计的报警浏览工具可以直观查找到特定区域的报警信息。此外，系统提供以下4种防止干扰报警的策略来防止操作员的误操作：报警旁路、报警禁止区域、报警条件、报警禁止功能块。

1.2.5 趋势画面

趋势画面包括实时画面和历史画面，呈现参数的变化趋势。通过趋势曲线操作员可以判断控制效果的好坏。操作员可以通过点击“组态趋势组”按钮创建和存储用户选择的参数的趋势图。

1.2.6 事件记录

可以通过Delta V的事件记录采集到完整的数据值及其对应的时间标签，也能精确反映出报警事件发生的真实状况，包括多个控制器和工作站在内的所有系统事件：操作员改动、回路参数调整、控制模块修改等组态下装、报警和设备状态改变等，都能被事件记录采集到。同时可根据需要自动导出每种事件的相关信息，如操作员在何时做过什么改动都将被记录。

1.2.7 报表软件

Delta V报表软件是基于Excel格式的报表和数据分析工具，利用它可访问Delta V所有实时数据、连续历史库和事件库。

2 控制系统组态典型应用

2.1 控制系统组态

硝酸装置DCS系统组态主要包括硬件组态、I/O点组态、工艺流程图组态、控制策略组态等组态步骤。自定义控制策略组态是整个DCS系统组态的核心，所有系统设备的启停、联锁保护、自动控制的实施等均是通过自定义控制策略组态来完成的。

2.2 组态应用实例

通过上述组态过程，硝酸装置DCS系统就实现了真正意义上的集散控制，现以硝酸装置氨-空比值与氧化炉温度串级控制系统为例简单介绍其控制策略的组态过程。串级控制系统方块图如图2所示，串级控制主回路模块组态如图3所示，串级控制副回路模块组态如图4所示。

图2 串级控制系统方块图

图3 串级控制主回路模块组态图

图4 串级控制副回路模块组态图

在硝酸生产工艺流程中，硝酸的质量指标必须在氨的氧化环节达到一定的要求，氨的氧化是在重要设备氨氧化炉中完成的，氨氧化炉的温度与氨-空比值之间存在一定的相关性，氨-空比值的变化直接影响到氨氧化炉的温度。选择了氨-空比值FFC300001与氨氧化炉温度TIC301006之间串级控制，系统图如图5所示，氨氧化炉温度是主变量，其构成的回路为主回路，氨-空比值是副变量，其构成的回路为副回路。以TIC301006作为FFC300001的输入，主控制器的给定来自副控制器FFC300001的调节单元。

通过以上控制回路图以及方框图，硝酸装置DCS系统通过控制器控制策略的组态对氨-空比值与氧化炉温度串级自动控制方案进行了组态，为了保证系统投入自动控制的安全和稳定运行，对串级控制系统的信号进行了严格的计算同时进行了相应的温压补偿。

3 结语

图5 氨-空比值与氧化炉温度串级控制系统图

笔者参与了建峰硝酸装置DCS系统建设全过程，从最初设计、设备采购、软件组态到最终调试投运。从调试试运行效果来看，系统运行较稳定、运行人员反应较好。通过上述DCS系统软硬件的配置为硝酸装置今后的长期安全、稳定运行提供了有力保障，同时根据现场实际运行情况，并借鉴已往的运行、维护经验制订了有效可行的控制方案，通过组态实施后，为系统的经济运行提供了可能。硝酸装置的投产不仅成为了建峰工业集团新的经济增长点，而且也为整个医药控股集团今后的飞速发展提供了充足的动力。

[1]刘二雄.热工仪表及自动装置技术问答[M].1版.北京：中国电力出版社，2005.