一,、概述

德國(guó)BASF化工有限公司是世界500強(qiáng)企業(yè),，是世界最大的化工企業(yè)之一，2005年的銷售額達(dá)505.3億美元（福布斯統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）,。BPI項(xiàng)目（聚異氰酸酯）是BASF中國(guó)化工有限公司在上海投資的項(xiàng)目,，總投資2.4億元，生產(chǎn)能力8000噸／年,。聚異氰酸酯是一種優(yōu)質(zhì)的工程涂料和油漆的固化劑,，具有良好的耐候性和保光性，不泛黃,，機(jī)械強(qiáng)度高,，被廣泛應(yīng)用于汽車、建筑,、家具,、塑料等領(lǐng)域。

用于本BPI項(xiàng)目的和利時(shí)控制系統(tǒng)HOLLiAS MACS,，是BASF的數(shù)名DCS專家對(duì)和利時(shí)公司進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)一年多的考察,，按照世界最先進(jìn)的DCS的要求來(lái)衡量并反復(fù)測(cè)試,，一直到他們覺(jué)得很滿意后，才最終決定購(gòu)買的,。迄今為止,，BASF僅從國(guó)內(nèi)外眾多的DCS供貨廠商中選擇了5家主要自動(dòng)化供貨商（MAV），和利時(shí)公司是唯一一家國(guó)內(nèi)的DCS供貨商,。

BPI系統(tǒng)采用的DCS系統(tǒng)是和利時(shí)公司第四代DCS系統(tǒng)——HOLLiAS MACS系統(tǒng),。該系統(tǒng)采用目前最為流行的PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

二,、 硬件配置

2．1,、系統(tǒng)規(guī)模

本項(xiàng)目系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)共計(jì)有近700個(gè)I/O硬測(cè)點(diǎn)，有20個(gè)PROFIBUS-DP通訊節(jié)點(diǎn),，以及18個(gè)SIS測(cè)點(diǎn),。具體情況如下：

2．2、系統(tǒng)配置

本項(xiàng)目DCS系統(tǒng)配置1臺(tái)工程師站（可兼做操作員站）,，4臺(tái)操作員站,，2個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站" title="控制站">控制站，具體配置情況如下：

工程師站和操作員站配置DELL ?Precision 380工作站,，配置雙顯示器,，鼠標(biāo)以及專用鍵盤。工程師站配置一臺(tái)打印機(jī),，其中一臺(tái)操作員站配置一臺(tái)打印機(jī),，兩臺(tái)打印機(jī)地位平等，互為冗余,，可以執(zhí)行系統(tǒng)所需的全部打印任務(wù),。

每臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制站由一臺(tái)主機(jī)柜和若干臺(tái)擴(kuò)展機(jī)柜組成。主機(jī)柜安裝冗余的一對(duì)控制器,、冗余的分布式電源模塊,、以及若干I/O模塊；擴(kuò)展機(jī)柜安裝冗余的分布式電源模塊,、以及若干I/O模塊,。控制器和I/O模塊之間通過(guò)PROFIBUS-DP總線連接,。

操作員站和現(xiàn)場(chǎng)控制站之間通過(guò)冗余的100M工業(yè)以太網(wǎng)連接,。

全部到現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)均配置安全柵，安全柵和I/O模塊采用混合安裝方式,。

在10-3#機(jī)柜的背面安裝SIS系統(tǒng),。

兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站的測(cè)點(diǎn)分配是按照工藝裝置區(qū)劃分的。10#現(xiàn)場(chǎng)控制站的測(cè)點(diǎn)位于工藝單元UNIT20~23，11#現(xiàn)場(chǎng)控制站的測(cè)點(diǎn)位于工藝單元UNIT24~29,。

該項(xiàng)目有一些MCC設(shè)備通過(guò)PROFIBUS-DP總線和DCS系統(tǒng)連接,。

系統(tǒng)配置一個(gè)配電柜，用于給全部DCS系統(tǒng)設(shè)備以及現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行配電,。

2．3,、系統(tǒng)配置原則

HOLLiAS MACS系統(tǒng)在配置時(shí)，遵循如下原則：

冗余原則：控制器,、通訊總線,、網(wǎng)絡(luò)、電源等關(guān)鍵設(shè)備均采用1：1全面冗余技術(shù),，保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行,；

余量原則：對(duì)于I/O測(cè)點(diǎn)、硬盤,、機(jī)柜空間等均按照用戶要求配置滿足要求的余量,；

負(fù)荷原則：對(duì)于控制器負(fù)荷、處理能力等技術(shù)參數(shù)按照要求負(fù)荷配置,；

完整原則：系統(tǒng)的配置是一套符合用戶技術(shù)規(guī)格書要求以及相關(guān)文檔要求的,、完整的DCS控制系統(tǒng)。

2．4,、系統(tǒng)特點(diǎn)

HOLLiAS MACS系統(tǒng)特點(diǎn)可以概括為“三性”：可靠性,、易用" title="易用">易用性、先進(jìn)性,。

HOLLiAS MACS系統(tǒng)在設(shè)計(jì),、器件采購(gòu)、制造,、檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)保證其可靠性。系統(tǒng)平均無(wú)故障率時(shí)間MTBF>10萬(wàn)小時(shí),，平均修復(fù)時(shí)間MTTR<5分鐘,，系統(tǒng)可利用率>99.9%。

系統(tǒng)至今已經(jīng)在二千多個(gè)項(xiàng)目上成功實(shí)施,，實(shí)踐證明它是成熟的系統(tǒng),、可靠的系統(tǒng)。

易用性" title="易用性">易用性就是方便使用,。作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)講,，沒(méi)有易用性，系統(tǒng)再好,，功能再先進(jìn),，如果不能被使用者正確使用，也是白費(fèi)，甚至帶來(lái)更壞的結(jié)果（比如錯(cuò)誤的使用）,。這里的“易用性”有兩層含義,，一是指對(duì)系統(tǒng)維護(hù)人員的易用，二是指對(duì)操作工的易用,。這“易用”兩個(gè)字看起來(lái)很簡(jiǎn)單,，但要做深就不是易事了，在此略舉幾例：

對(duì)于維護(hù)人員而言,，系統(tǒng)易用分為硬件的易用和軟件的易用,，硬件的易用包括所有模塊均支持熱插拔、無(wú)跳線,、零接線（系統(tǒng)的模塊間采用一對(duì)冗余總線連接）,、容錯(cuò)（只要能插進(jìn)去，肯定不會(huì)錯(cuò),，模塊間的連接,、信號(hào)線、電源線均采用不同形狀的連接件）,、智能運(yùn)行診斷,、故障快速定位（比如：系統(tǒng)那塊有故障，維護(hù)人員可以通過(guò)系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)迅速確定,，不用或者很少要維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部件去排查問(wèn)題）,、局部相關(guān)（檢修這個(gè)模塊，肯定不會(huì)影響其他模塊）等等,；軟件的易用性包括界面的友好性,，流行的WINDOWS風(fēng)格，標(biāo)準(zhǔn)化,、模塊化的軟件組織方式,，豐富的在線幫助信息，BASF ToolKits組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)（它規(guī)定了幾十種控制模塊,，在組態(tài)中必須使用這些模塊來(lái)完成,，后面會(huì)詳細(xì)講述關(guān)于ToolKits的具體要去）。

對(duì)于操作工的易用性,，主要包括統(tǒng)一的界面：操作面板,、設(shè)備符號(hào)、物料顏色,、甚至字體和小數(shù)點(diǎn)位數(shù)等,，都是有統(tǒng)一規(guī)定的；因?yàn)樗麄兊墓芾砣藛T甚至個(gè)別操作人員可能是外籍人員,，普通的操作工是中國(guó)人,，因此在操作界面上支持多國(guó)語(yǔ)言隨時(shí)切換,；系統(tǒng)還要有豐富的聯(lián)機(jī)幫助和操作指導(dǎo)。

這樣一來(lái),，他們的維護(hù)人員,、操作人員可以經(jīng)過(guò)很少的培訓(xùn)或者不經(jīng)過(guò)培訓(xùn)便可以直接維護(hù)系統(tǒng)和生產(chǎn)操作。

先進(jìn)性從不同的角度出發(fā)可以有許多不同的描述,，我們把它概括為以下幾個(gè)方面：1,、標(biāo)準(zhǔn)化，包括：硬件設(shè)計(jì),、生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化,，軟件開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)品性能,、接口和特點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化等,。如：控制算法組態(tài)符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)；2,、開(kāi)放化,，開(kāi)放性的系統(tǒng)，如支持OPC接口,，支持ODBC,，開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（工業(yè)以太網(wǎng)）等，WEB接口的提供等,；3,、智能化，如組態(tài)向?qū)Чδ?，系統(tǒng)交叉引用信息的自動(dòng)生成（使得使用者從煩雜的“體力”勞動(dòng)中解脫出來(lái)）,；4、高級(jí)功能的提供,，如不僅是傳統(tǒng)的控制和監(jiān)視,，系統(tǒng)還提供眾多的先進(jìn)控制模塊，專用控制模塊,，再如系統(tǒng)函數(shù)的調(diào)用接口的提供等,，批量控制功能；5,、新技術(shù)的采用，如總線技術(shù)的采用,，ActiveX控件支持,，VBA支持，面向?qū)ο蠹夹g(shù)的應(yīng)用,，硬件的表面貼工藝等,。

三、軟件組態(tài)

本項(xiàng)目的軟件組態(tài)依據(jù)BASF的組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)包ToolKits的應(yīng)用要求設(shè)計(jì)完成的，即使用和利時(shí)HOLLiAS MACS系統(tǒng)軟件平臺(tái)提供的功能和手段來(lái)實(shí)現(xiàn)BASF組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)包的應(yīng)用要求,。軟件組態(tài)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

· 全部操作均以“面板”為中心,；

· 面向?qū)ο笏枷氲膽?yīng)用；

· 多語(yǔ)言功能的使用,；

· 多屏幕操作,；

· 豐富的自診斷功能－方便維護(hù)；

· 適合行業(yè)特點(diǎn)的流程圖,、控制回路等人機(jī)界面,；

· 強(qiáng)大的報(bào)表功能；

· 豐富的報(bào)警查詢,，全日志查詢功能,；

3．1、全部操作均以“面板”為中心

不同類型的儀表具有不同的操作面板,，在這些操作面板里完成對(duì)儀表相對(duì)應(yīng)的全部監(jiān)視和操作,。

在此為了描述方便，以開(kāi)關(guān)閥門為例進(jìn)行講述,。

在一個(gè)閥門的面板上,，能夠看到這個(gè)閥門的全部狀態(tài)，開(kāi)反饋狀態(tài),、開(kāi)反饋信號(hào)質(zhì)量,、開(kāi)反饋信號(hào)強(qiáng)制與仿真、關(guān)反饋狀態(tài),、關(guān)反饋信號(hào)質(zhì)量,、關(guān)反饋信號(hào)強(qiáng)制與仿真、開(kāi)關(guān)命令狀態(tài),、實(shí)際命令狀態(tài),、開(kāi)關(guān)限時(shí)顯示與設(shè)置、手動(dòng)閥門開(kāi)關(guān)控制,、自動(dòng)閥門開(kāi)關(guān)控制,、手自動(dòng)切換等。

還可以連接到該閥門所在的流程圖頁(yè)面,、此流程圖頁(yè)面所在的子總貌圖,、該閥門的聯(lián)鎖邏輯圖，如果有多幅聯(lián)鎖邏輯圖的話,，彈出選擇框,、該閥門所在的趨勢(shì)組畫面、操作組畫面,、調(diào)整畫面（含診斷信息,、如位號(hào)（AI）質(zhì)量狀態(tài),，斷線、短路,、超電上限,、超電下限；報(bào)警以及確認(rèn)信息,，包含高高,、高、低,、低低限以及四個(gè)限的死區(qū)等,；工程師輔助幫助信息，如位號(hào)的接線圖,、儀表,、模塊、安全柵等等設(shè)備的說(shuō)明書）,、操作人員的幫助信息（面板的使用指南等）

3．2,、面向?qū)ο笏枷氲膽?yīng)用

在當(dāng)今，面向?qū)ο蟮母拍钜呀?jīng)被逐漸引入到DCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中,。在系統(tǒng)組態(tài)里,，也全面貫串了面向?qū)ο蟮乃枷耄矗翰僮魅藛T看到的儀表位號(hào)已經(jīng)不是單一的一個(gè)儀表位號(hào),，他看到的應(yīng)該是一個(gè)儀表設(shè)備,，例如泵，在反映給操作人員或者維護(hù)人員的并不是單一開(kāi)命令,、關(guān)命令,、運(yùn)行反饋、遠(yuǎn)近程信號(hào),、通訊信號(hào),、電流信號(hào)、以及這些信號(hào)的質(zhì)量狀態(tài),，而是與此泵相關(guān)的一系列信號(hào)的狀態(tài)和質(zhì)量狀態(tài),，以及與此設(shè)備相關(guān)的一系列操作和動(dòng)作。

在組態(tài)時(shí),，我們不必對(duì)一個(gè)一個(gè)的測(cè)點(diǎn),，而組態(tài)的是一個(gè)泵設(shè)備即可，把相關(guān)的I/O通道信號(hào)連接到這個(gè)設(shè)備的的相應(yīng)的輸入或輸出端子上即可,。

3．3,、系統(tǒng)支持多國(guó)語(yǔ)言功能

系統(tǒng)支持多國(guó)語(yǔ)言顯示，多語(yǔ)言可以在線任意切換,，不需要退出系統(tǒng),。語(yǔ)言支持的范圍是Windows操作系統(tǒng)所支持的全部語(yǔ)種。

它的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：系統(tǒng)組態(tài)時(shí),，可以使用任意一種語(yǔ)言進(jìn)行組態(tài),，這種語(yǔ)言被稱之為“當(dāng)?shù)卣Z(yǔ)言”，當(dāng)系統(tǒng)編譯之后,，會(huì)生成一個(gè)“資源表”,，這個(gè)資源表里是你組態(tài)時(shí)，你組態(tài)的工程里使用到的全部單詞或句子,，你可以使用任意一種文本編輯器編輯一個(gè)“字典”,，即一個(gè)詞匯或句子對(duì)照表，之后,，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這個(gè)字典進(jìn)行語(yǔ)言的翻譯工作,。需要說(shuō)明的一點(diǎn)是：這些所謂的翻譯工作是計(jì)算機(jī)后臺(tái)執(zhí)行的，操作人員是不能覺(jué)察到它的存在的,。

3．4,、多屏幕操作

多屏幕是一臺(tái)操作員站上配置2臺(tái)以上的顯示器，操作人員的手不需要離開(kāi)鼠標(biāo),，便可以在兩幅以上的畫面上進(jìn)行操作,。多屏幕的設(shè)置使得操作人員在同一時(shí)刻兼顧更多的畫面和做更多的操作，更方便的操作,。節(jié)省人力,，提高勞動(dòng)效率。操作人員使用鼠標(biāo)可以在兩個(gè)顯示屏之間自動(dòng)移動(dòng),，使用鍵盤可以通過(guò)屏幕切換鍵進(jìn)行屏幕間的切換,。

多屏幕的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省投資，節(jié)省了一個(gè)操作員站硬件和一套軟件的投資,。

3．5,、豐富的自診斷功能和電子維護(hù)指導(dǎo)－方便維護(hù)

系統(tǒng)提供了豐富的自診斷信息，方便維護(hù),。具備從系統(tǒng)級(jí)到模塊的I/O通道級(jí)的自診斷功能,。

系統(tǒng)提供形象的“系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)圖”，其圖形模式與實(shí)際機(jī)柜完全一致,，信息豐富,，方便維護(hù)。

系統(tǒng)提供電子接線圖,。?

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系統(tǒng)提供電子維護(hù)指導(dǎo)手冊(cè),。

3．6、適合行業(yè)特點(diǎn)的流程圖,、控制回路等人機(jī)界面

系統(tǒng)流程圖按照兩級(jí)組織方式,，即：有一個(gè)主總貌圖（主菜單）和子總貌圖（二級(jí)子菜單）組成,。主總貌里顯示各個(gè)工段的流程圖概況信息，如：罐區(qū)組,、反應(yīng)器組,；子總貌顯示子組里的各個(gè)流程圖的概況信息，如：反應(yīng)器組里有若干張流程圖,。

3．7,、豐富的報(bào)警查詢，全日志查詢功能

按報(bào)警類別：高高限,、高限,、低低限、低限,；開(kāi)關(guān)量,、模擬量；區(qū)域,；系統(tǒng)報(bào)警,、工藝報(bào)警；按名稱,；按日期和時(shí)間,；查詢信號(hào)短路、斷路,、超電量程上限,、超電量程下限等列表。

報(bào)警信號(hào)的狀態(tài)圖標(biāo)顯示：報(bào)警發(fā)生未確認(rèn)未消失,、報(bào)警發(fā)生已確認(rèn)未消失,、報(bào)警發(fā)生未確認(rèn)已消失、報(bào)警發(fā)生已確認(rèn)已消失等,。

報(bào)警發(fā)生原因,、發(fā)生時(shí)間、確認(rèn)時(shí)間,、消失時(shí)間,、確認(rèn)理由、確認(rèn)人員等等信息的顯示,。

詳盡的日志：操作員站名,，時(shí)間，人員,，位號(hào),，操作結(jié)果

系統(tǒng)全部的日志分類查詢：按操作員站名，按時(shí)間，按人員,，按位號(hào),。

四、結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目屬于中小型化工裝置,，測(cè)點(diǎn)規(guī)模比較小,，但是控制邏輯非常復(fù)雜，生產(chǎn)過(guò)程控制要求極高,，加之BASF公司對(duì)系統(tǒng)的特殊要求（BASF ToolKits標(biāo)準(zhǔn)）。因此對(duì)控制系統(tǒng)提出了很高的要求,，不但要求系統(tǒng)硬件能穩(wěn)定長(zhǎng)期可靠運(yùn)行,，而且要求軟件按照用戶規(guī)范組態(tài)和編程。和利時(shí)的HOLLiAS MACS系統(tǒng)硬件成熟,、運(yùn)行可靠,；軟件功能強(qiáng)大，具有多種編程接口,，完全能滿足BASF BPI項(xiàng)目對(duì)DCS系統(tǒng)的苛刻要求,。

目前，該項(xiàng)目已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)3個(gè)多月,，運(yùn)行穩(wěn)定,，效果良好，贏得了用戶的贊賞,，更改變了國(guó)外同行對(duì)國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)的看法,，為國(guó)產(chǎn)DCS系統(tǒng)進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)創(chuàng)了先例。