制漿造紙行業(yè)工藝規(guī)程復雜、多樣，對系統(tǒng)和設備都有著較高的要求，尤其對系統(tǒng)來說，其可靠的穩(wěn)定性和較高的靈活性是保證生產(chǎn)工藝順利進行的前提，在森博一期30萬噸項目中，采用了HONEYWELL TPS開放型分布過程控制系統(tǒng)，其完善的診斷、組態(tài)工具、模塊化的軟硬件結(jié)構(gòu)，完全滿足了系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性要求。在二期擴建的100萬噸漿項目中，我們再次采用HONEYWELL新一代控制系統(tǒng)PKS(Process Knowledge System)，到目前為止，森博的木片輸送、給水及污水處理已進行了應用和實踐，下面將逐一介紹新一代控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、布局和控制方案。
二期工程的硬件結(jié)構(gòu)及工藝組成
森博二期100萬噸漿項目規(guī)模浩大，總項目I/O點數(shù)達1萬多個，Profibus I/O點數(shù)達2萬多個，原本的結(jié)構(gòu)已經(jīng)遠遠跟不上產(chǎn)量的要求。現(xiàn)在將原來的生產(chǎn)車間進行擴充，將原來的制漿車間與化學品車間分開，堿回收車間與動力車間分開，進行獨立控制又相互通訊連接，更高的實現(xiàn)了集成化，提高了生產(chǎn)效率。
第一套PKS用于制漿車間和化學品車間。制漿車間主要職能是將采購來的木片經(jīng)過篩選、蒸煮、洗漿、漂白等工段，生產(chǎn)出合格的漂白化學漿，化學品車間利用外購液氯、精鹽水、液態(tài)二氧化硫生產(chǎn)二氧化氯水溶液和二氧化硫水溶液，供硫酸鹽木漿漂白使用。該系統(tǒng)包括漿線、化學品等。其中化學品4臺CE、4臺C，木片處理2臺C，用LEVEL 2 FTE LAN1連接。
第二套PKS用于漿板車間。漿板車間將制漿車間來的漿，經(jīng)過壓力篩過濾掉殘渣后入流漿箱，隨后三重壓榨后成型。
第三套PKS用于堿回收車間。堿回收車間把制漿來的稀黑液經(jīng)蒸發(fā)工段變成濃黑液，并生成二次蒸汽。濃黑液經(jīng)堿爐燃燒產(chǎn)生熔融物，再回收利用，并處理制漿過程中所產(chǎn)生的污染氣體。該車間包括蒸發(fā)一臺CE、兩臺C，苛化、堿爐和石灰窯分別都是一臺C、兩臺CE，通過LEVEL 2 FTE LAN2 連接。
第四套PKS用于動力車間。動力車間主要是為全公司生產(chǎn)提供電力及蒸汽。系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機、化水和污水處理。除污水是有一臺CE外，其余均為一臺CE和一臺C，用LEVEL 2 FTE LAN3連接。
此外，森博二期系統(tǒng)還特設虛擬訓練系統(tǒng)，包括一臺教師用PC機和兩臺學生用PC機，由以太網(wǎng)與DCS虛擬服務器連接。同時安裝了硬件C300系列訓練系統(tǒng)，同樣連接到以太網(wǎng)絡，與PC機配合，可提高新進人員的組態(tài)與編程能力，同時避免了真機操作可能引起的誤操作對生產(chǎn)造成的影響。
EPKS控制策略的組態(tài)及功能
PKS所用的組態(tài)工作室軟件為Configuration Studio，是一種單一化、集成化的全新系統(tǒng)組態(tài)環(huán)境，避免了組態(tài)工作的混亂，從而改進了組態(tài)效率。它將所需要的組態(tài)工具集成在組態(tài)工具室中，可以在一地對所有服務器進行組態(tài)工作。
Control builder 設計控制策略，生成控制策略的文檔，提供功能塊的算法庫，可實現(xiàn)所有邏輯、順序、串級控制，支持批量設計并可以在線監(jiān)控，改變控制參數(shù)。此外，它支持遠程訪問，而多個用戶也可在不同工作站上同時組態(tài)，增強了靈活性和工程的生產(chǎn)力。
C300 控制器硬件，CEE及C系列I/O卡件組態(tài)。首先從下拉菜單中選擇添加控制器，之后輸入細節(jié)信息，如控制器名稱，設備索引地址，是否選擇冗余結(jié)構(gòu)等信息，此處不再一一贅述。同樣的步驟，我們組態(tài)CEE。對IOLINK來說，最重要的是類型的選擇，有PMIO及C系列IO可選。
幾種控制模塊的設計
EPKS提供了多種功能塊，能完成幾乎所有控制要求，如電磁閥控制、變頻電機的控制、PID控制、接近開關控制等。而且其增強的功能及所提供的模板塊控制工程網(wǎng)版權所有，使在新程序組態(tài)時減少大量重復性的工作，工作量相對減少。現(xiàn)以SCM為例，介紹部分功能。
SCM可以控制生產(chǎn)過程按一定的步驟順序執(zhí)行，以完成生產(chǎn)更高一層的自動化、智能化，如鍋爐的啟動過程，過濾機的水洗過程等等。它主要包括何時執(zhí)行該條件的條件塊、步驟的執(zhí)行塊及跳轉(zhuǎn)塊等。需要注意的是條件塊和執(zhí)行塊需要交替進行，不允許兩個條件塊直接連接，而步驟塊在R300中是允許直接連接的。在該塊中可以對執(zhí)行的時間進行設置，分為最小等待時間及最長執(zhí)行時間，后者用來表示在STEP塊報警生成前，該塊可以執(zhí)行的最長周期。
SCM的舉例如圖1所示。
圖1 對每個條件可以設置最多10種情況，對每個條件用邏輯門進行連接。STEP塊用來執(zhí)行和輸出命令來控制功能塊，我們對每個STEP塊可以最多定義16個輸出命令。
圖2 SCM執(zhí)行圖中，可以通過它的各個模塊的顏色來讀出它的狀態(tài)。
SCM執(zhí)行圖中我們可以通過它的各個模塊的顏色來讀出它的狀態(tài)，例如，綠色表示該塊已經(jīng)執(zhí)行輸出，藍色表示條件或者步驟已經(jīng)完成，黃色表示設定范圍超越，紅色代表通訊失敗（如圖2）。
SCM具有分支和回路功能，支持并行執(zhí)行，此外，遇到特殊情況而執(zhí)行的條件和步驟執(zhí)行塊被稱作特殊處理塊。一個順序控制模塊可以有多個這樣的模塊，但是在任何時刻，只有一個是可能被執(zhí)行的，他們的優(yōu)先級依次為ABORT→STOP→HOLD→RESTART→INTERRUPT→CHECK→MAIN。
EPKS系統(tǒng)服務器的部分組態(tài)及功能
Quick builder。主要作用是用來組態(tài)flex和打印機，還有對第三方SCADA進行組態(tài)。
組態(tài)及對點進行復制?？梢允褂脙煞N方式進行組態(tài)，第一種是用Quick builder本身，第二種使用EXCEL表格。
在QUICK BUILDER中點擊Point，建立點，更改信息，并選中。在同畫面的菜單欄中，選擇編輯，并在編輯的下拉菜單中選擇復制點。在復制菜單內(nèi)填入所需復制點數(shù)及其他信息，在summary欄下確認信息，點擊ok完成。
HMIWeb Display Builder。利用HMIWeb Display全面集成化的強大功能，我們可以在PKS系統(tǒng)上創(chuàng)建用戶畫面，并且生成in.htm格式的文件，使用戶可以在操作站，甚至是使用服務器在網(wǎng)絡上進行連接、查看。系統(tǒng)提供了豐富的圖形庫協(xié)助用戶更好更快的進行設計，此外，它還支持用戶創(chuàng)建特殊符號，并可以使用腳本程序VBS進行文本編輯，增強了畫面的功能，ActiveX組件更使音頻文件得以調(diào)用。
畫面展示分為四個級別，一級為過程控制區(qū)域的總畫面，提供了某個過程的整體畫面，展現(xiàn)了整個過程的各個部分，設備及流程。二級顯示主要操作畫面，允許操作員進行基本控制任務。三級提供了更多的控制信息及有關細節(jié)，其中包括許多一二級未曾展現(xiàn)的額外信息。四級提供更多支持信息，如啟動和關機過程，回路調(diào)節(jié)顯示等等以輔助操作及生成報告。
Enterprise Model Builder。Enterprise Model是一種可以被工程師、操作員以及管理者用來塑造及監(jiān)控工廠及工藝過程的框架 ，包括資產(chǎn)模型和報警組兩種模型。它打破了傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)，以樹形結(jié)構(gòu)代替，有單獨的離線數(shù)據(jù)庫（EMDB）被下載至相應的服務器中。企業(yè)模塊包括三個服務器，用Configure studio來對其各個組成部分進行定義和組態(tài)。企業(yè)模型數(shù)據(jù)庫寄附于服務器，服務器作為主機存在。
PHD系統(tǒng)及應用
PHD是過程歷史數(shù)據(jù)庫，PHD服務器可以同時從來自所有EXPERION SERVER的最多100，000個TAG中收集歷史數(shù)據(jù)，具有比EXPERION 更強大的存儲機制，可以對長期歷史數(shù)據(jù)進行存儲，用戶可以通過客戶端隨時對全廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行查詢（如圖3）?！ ?/p>
圖3 PHD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
EXPERION SERVER收集現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)端口送到RDI服務器，再由它送到PHD服務器。PHD服務器接受實時數(shù)據(jù)后，生成ARCHIVE文件，歷史數(shù)據(jù)以該文件的形式存儲，可以用PHD軟件進行查詢。UNIFORMANCE用來對所有的點進行組態(tài)和系統(tǒng)配置，將PHD和EXPERION進行數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)后，在EXPRION系統(tǒng)中的點參數(shù)會自動作為TAG被添加到PHD中，而當該點從EXPERION系統(tǒng)中被刪除后，PHD也就停止對該點歷史數(shù)據(jù)的收集，盡管該點并未從數(shù)據(jù)庫中刪除。EXPERION中的一個獨立點若有多個參數(shù)需要被采集、分析，則PHD也應對應添加多個TAG，如同一對象的壓力、流量、液位等等。此外，PHD還支持以RDI為單位進行批量建點及按照屬性相似的點進行類似復制，這樣大大提高了點組態(tài)的效率。最終，對于點的趨勢走向可以通過PROCESS TREND進行顯示，更利于分析設備動態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障，對生產(chǎn)運行提供了保障。
分布式系統(tǒng)架構(gòu)
操作站只能連接到一臺服務器上，但是有時操作站需要從另一臺服務器上讀取數(shù)據(jù)并進行顯示甚至操作。DSA結(jié)構(gòu)（見圖4）支持冗余網(wǎng)絡及服務器，使這些成為可能，使多臺PKS服務器共享數(shù)據(jù)、信息、歷史數(shù)值及報警，而不用對非本地服務器的點進行復制。
圖4 DSA 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
當首次讀到一個遠程點時，本地服務器將向系統(tǒng)查詢該點的來源路徑及所歸屬的服務器名稱，得到確認后，本地服務器在本地數(shù)
