1 自動控制系統概況
目前，自動控制系統主要分為集中型(中央)控制系統CCS(Center Control System)和集散型(分布)控制系統DCS(Distributed Control System)。集中型控制系統主要優點為:1)信息資源集中使用，易于管理，規范統一，避免了資源的重復建設。2)專業人員集中使用，有利于發揮他們的作用，便于組織人員培訓和提高工作效率。3)信息資源利用率高，投入費用少，維護簡單，一般多采用線型網絡結構。4)系統安全措施實施方便。其不足之處是:1)隨著系統規模的擴大和功能的提高，集中式系統的復雜性迅速增長，給管理、維護帶來困難。2)對系統升級和技術發展的適用性差，應變能力弱。3)不利于發揮維護者在系統開發、維護、管理方面的能動性。4)系統比較脆弱，主機出現故障時可能使整個系統停止工作。
集散型控制系統的主要優點為:1)可以根據應用需要和存取方式來配置信息資源。2)有利于發揮維護者在系統開發、維護和信息資源管理方面的積極性和主動性，提高了系統對維護者需求變更的適用性和對環境的應變能力。3)系統擴展方便，系統建設可以采取逐步擴展網絡結點的漸進方式，以合理使用系統開發資源。4)容錯技術較好，網絡上一個結點出現故障一般不會導致全系統癱瘓。其不足之處是:1)由于信息資源分散，系統開發、維護和管理的標準、規范不易統一。2)配置在不同地點的信息資源一般分屬控制系統的各子系統，不同子系統之間在數據傳輸上不方便。3)安全保密措施弱。
目前網絡選型一般根據如下原則:工業以太網EtherNet是為工業生產與管理應用而專門設計的，是一種遵循國際標準IEEE802.3的開放式、高性能的區域和單元級網絡，其網速可高達100Mbps；它將自動化系統相互連接，而且還將自動化系統連接到服務器和工作站上。以太網具有速度快、可靠性好、可擴展性、覆蓋范圍廣等特點。目前的以太網主要有3種類型:
1)同軸網絡:最早的網絡架構，通常為總線拓撲結構，網絡速度為10Mbps。
2)雙絞線網絡TPN(Twinhy Perbola Net):中期發展的網絡架構，主要是線型、星型拓撲結構，網絡速度為10Mbps。
3)光纖網絡FON(Fibre Optics Net):可以是線型、環型、星型拓撲結構，它以光纜為傳輸介質，通過光纜連接模塊OLM(Optics bbbb Module)可以將網絡配置范圍控制在4.5km范圍內，如果使用光交換模塊OSM(Optics Sediment Module)則控制范圍可達到150km。
2 我公司一線控制系統改造及優化設計
我公司一線4000t/d自動化生產控制系統原為日本東芝Tosline2000集中性控制系統，自1985年1月正式投產至2000年已運行15年，暴露出以下問題:廠商不再生產備件、單指令編程對維護工程師造成局限性；自控系統經常死機；系統程序時有丟失；系統內增加設備非常困難及系統傳輸速度較慢。以上這些問題給生產帶來較大安全隱患。因此，在2000年1月我們與北京冶金自動化院合作，對窯、預熱器、煤磨、篦冷機自控系統進行了系統改造，采用了美國ABControl Logix5550過程控制系統，它是基于集中型控制系統和集散型控制系統的中間產品；采用雙絞線網絡中的線型網絡控制結構，其網絡結構示意見圖1。 
圖1 改造后的自控系統網絡
圖1所示的網絡結構中只有2個過程邏輯控制器LPCS(1756-L1M1)，每個LPCS的擴展內存為512kb，而每個工作站又互相獨立，這就要求每個CNB(Control Network Bus，控制網絡總線)模板的質量絕對可靠；由于燒成D系統原設計中的許多設備是從篦冷機E系統起停的，這就產生如下瓶頸現象:1)當1個LPCS出故障時，WS(Worker Station工作站)發出的指令一直在尋址，當累計尋址超過擴展內存時，系統出現死機；2)由于AB公司程序結構設計的局限性，即應用程序為1個軟件包，因此系統組態需全線停機。3)WS互相獨立，安全性能較好，但上位修改較繁瑣，1個上位參數的修改需對每臺WS進行重復操作，維護人員的工作量相應增加。
針對以上現象，在2002年我們對一線自控系統進行了優化設計，從而解決系統瓶頸現象，提高主機的運轉率，確保機電設備的安全。設計方案如下:1)建立雙工LPCS系統，每個過程邏輯控制器(1756-L1M2)的擴展內存為1Mb，系統程序存儲空間加大，避免死機現象發生。2)建立雙工熱備服務器，自控系統安全性能得以提高，上位監控系統信息同步。3)增加1臺工程師站，程序和上位修改、備份更加方便。4)設備歸類優化，對系統內的垃圾程序進行了清理，縮短了系統掃描周期，顯示、刷新速度更快。優化后的網絡結構示意見圖2。
3 效果
優化設計后，1757-PLX5為主LPCS，1757-SRM為輔(冗余)LPCS。當主LPCS出現故障時，輔LPCS立即投入運行，兩者互為備用，確保主機運行，自控設備檢修亦極其方便。由于加載熱備服務器，雙系統運行，系統的容錯技術、安全性能進一步提高，上位監控系統操作達到了同步；增加1臺工程師站后，參數修改、上位系統制作不再占用操作員監控站。通過本次自控設備優化，自控系統已升級為DCS系統，下位網為ControlNet網，上位網為以太網。自控系統改造后的優化設計為生產的正常運行提供了保障。
：鞏經理
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：南京塞姆泵業有限公司
