摘 要：介紹了一套適用于化纖長絲生產(chǎn)線的DCS控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過總線方式將生產(chǎn)線上相關的控制點集中到中央控制室進行集中監(jiān)控，實現(xiàn)了生產(chǎn)工藝、設備控制、現(xiàn)場管理集中在一個控制系統(tǒng)完成，分級管理的目的。 關鍵詞：DCS控制系統(tǒng) 總線 化纖 1 前言 一般的化纖長絲生產(chǎn)線主要包括：聚合裝置熔體輸送系統(tǒng)（直接紡）或干燥螺桿擠壓熔融系統(tǒng)（間接紡）、紡絲系統(tǒng)、牽伸及卷繞系統(tǒng)幾大部分。在整個生產(chǎn)線上，有大量的工藝參數(shù)需要控制。如紡絲過程的溫度、壓力、流速和轉(zhuǎn)速；牽伸卷繞過程中的溫度、轉(zhuǎn)速和紡絲張力等。我們開發(fā)的DCS（DigitalControl System）系統(tǒng)就是針對紡絲生產(chǎn)流程，將整個生產(chǎn)線的工藝經(jīng)過分級控制，最后達到集中監(jiān)控的效果。 2 系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)和數(shù)據(jù)總線技術，進行系統(tǒng)集成，使得系統(tǒng)的可靠性、先進性、開放性、易維護性及可擴展性大大提高。整個自動化控制過程嚴格按照長絲熔體紡的工藝流程進行，并有多級報警記錄，完成不同的過程控制，實現(xiàn)了管控一體化，優(yōu)化和提高了系統(tǒng)控制的性能和效率。 DCS系統(tǒng)主要用于長絲熔體紡全流程工藝參數(shù)的設定、修改和現(xiàn)場監(jiān)控及生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 由主監(jiān)控系統(tǒng)、通訊服務器系統(tǒng)、網(wǎng)絡集中接線控制系統(tǒng)、熔體輸送管路部分的溫度壓力測試反饋及報警顯示系統(tǒng)、紡絲部分的溫度壓力控制及報警顯示系統(tǒng)、牽伸部分的速度及溫度控制系統(tǒng)、卷繞部分的控制系統(tǒng)等七部分組成?？傁到y(tǒng)如圖1所示。 [b]4 系統(tǒng)功能 4．1 主監(jiān)控系統(tǒng)[/b] 系統(tǒng)上層主監(jiān)控系統(tǒng)采用2臺SIEMENS工控機作為監(jiān)控站，系統(tǒng)由位于主控室的1套WINCC6．0計算機操作員站和1套WINCC 6．0工程師站組成。操作員站和工程師站安裝Windows 2000操作系統(tǒng)作為WINCC 6．0運行平臺。監(jiān)控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)與康海NC602通訊服務器通信，實現(xiàn)實時監(jiān)控（如圖2所示）。 4．1．1 工程師站 通過工程師站完成網(wǎng)絡組態(tài)，建立過程數(shù)據(jù)庫，建立流程圖畫面，編制各種報表，設計控制程序等功能；功能框圖如圖3所示。 4.1.2 操作員站 工藝管理人員通過操作員站完成對連續(xù)和非連續(xù)生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和控制，信號報警和報警打印，趨勢打印和顯示，Et志和報表打印，流程圖畫面顯示，系統(tǒng)狀態(tài)顯示等功能。功能圖如圖4。 該監(jiān)控系統(tǒng)由系統(tǒng)主畫面和若干子畫面組成，全面直觀反映長絲熔體紡生產(chǎn)的全部過程。畫面之間的切換用鼠標簡單的擊點工藝畫面鍵或功能指示 鍵即可，操作十分簡便。部分監(jiān)控畫面及主要功能如下： 卷繞速度變化曲線如圖5所示。 歷史紀錄歸檔如圖6所示。 紡絲部分參數(shù)設置畫面如圖7所示。 卷繞部分參數(shù)設置畫面如圖8所示。 卷繞部分實時參數(shù)顯示畫面如圖9所示。 4．1．3 系統(tǒng)的妥全策略 本系統(tǒng)的安全策略，利用Windows 2000和WINCC 6．0提供的雙重安全功能。Windows 2000在企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)層面負責管理操作人員或系統(tǒng)管理員登錄，而WINCC6．0通過設置不同的安全級別在應用層面對用戶的操作權限進行控制，從而保證系統(tǒng)和正常操作，防止越權操作。為保證系統(tǒng)的安全可靠運行，監(jiān)控系統(tǒng)提供操作員和工程師2種權限，以保證系統(tǒng)的安全機制。 4．2 系統(tǒng)下層的控制系統(tǒng) 系統(tǒng)下層控制系統(tǒng)的控制器由英國歐陸公司的溫度壓力調(diào)節(jié)器以及動力單元日本安川的變頻器組成?？岛C602串口通訊服務器與現(xiàn)場818型歐陸表、現(xiàn)場安川T7V型變頻器、各字測溫測壓傳感器之間通過數(shù)據(jù)總線隔離放大器后連接，由此共同完成長絲熔體紡的過程控制及現(xiàn)場參數(shù)的測量和控制任務。 4．2．1 熔體輸送管路部分的熔體的溫度壓力監(jiān)測該系統(tǒng)對熔體輸送管路部分的監(jiān)控點主要有幾個部分：增壓泵前的溫度、壓力顯示，增壓泵后的溫度、壓力控制及顯示；熱交換器前的溫度、壓力顯示，熱交換器后的溫度、壓力控制及顯示；熱媒溫度的控制及顯示；管路部分的控制監(jiān)測點如圖10所示。 該系統(tǒng)管路輸送部分的溫度、壓力控制采用英國EUROTHERM 公司的818型儀表。此儀表既可用于溫度控制也可以用于壓力控制，主要技術指標：單回路控制儀表；支持自整定，自適應功能；過程輸入為4～20 mA，0～10 VDC；測量精度為0．25％；支持數(shù)字通訊；支持程序給定及閥門控制功能。 該系統(tǒng)利用此表完成各測溫測壓點傳感器的數(shù)據(jù)采集和控制功能，利用它的數(shù)字通訊功能，選用Modbus RTU協(xié)議，通過數(shù)據(jù)總線經(jīng)過隔離放大器與通訊服務器NC602相連進行數(shù)據(jù)交換。 4．2．2 紡絲部分的控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要有以下幾部分，如圖11所示。 4．2．3 牽伸部分 該系統(tǒng)的牽伸部分的控制主要由冷輥（導盤）控制系統(tǒng)和熱輥控制系統(tǒng)2部分組成。導盤的控制采用日本安川T7V系列變頻器，采用單紡位，單輥獨立變頻驅(qū)動。為了實現(xiàn)與通訊服務器的數(shù)據(jù)交換，此變頻也專門配置了通訊模塊，通訊方式也采用（MODBUS）串行通訊方式。 熱輥的控制系統(tǒng)由熱輥供應商提供。接入DCS系統(tǒng)，雙方只需確認通訊方式、協(xié)議和接口。 4．2．4 卷繞部分的控制系統(tǒng) 卷繞部分的卷繞機是由PLC實現(xiàn)整機單位獨立控制的。每個位的數(shù)據(jù)來源于PLC，選用Modb—US協(xié)議，然后經(jīng)過信號隔離器與工控機進行時實通訊。 卷繞控制部分通訊系統(tǒng)，如圖12所示。 5 總結(jié) 該系統(tǒng)已穩(wěn)定運行半年多，目前產(chǎn)品的合格率達99％以上，其中優(yōu)等品占95％以上．運行結(jié)果表明DCS控制系統(tǒng)的監(jiān)測控制充分滿足化纖控制系統(tǒng)中高精度的同步控制要求，對化纖生產(chǎn)廠的安全運行、優(yōu)化管理等方面起到了至關重要的作用。把熔體輸送、紡絲部分、牽伸部分、卷繞部分的監(jiān)控系統(tǒng)集中在工程師站和操作員站，這樣具有管理集中、開放性、成本低等特點。它可將來自不同公司的不同類型產(chǎn)品無縫地組合成一體，并以一體化的網(wǎng)絡平臺技術為基礎，實現(xiàn)了安全、透明、經(jīng)濟的需要。