PKS技术在KAAP-15M4型制氧机中的应用

赵珉 周昆宁

【摘 要】PKS系统是honeywell公司开发生产的新一代DCS过程控制系统，它具有良好的开放性、多样性和分散集中控制能力，该系统为工业过程控制和现场仪表提供了一个性价比更高的开放式控制平台，本为主要介绍Honeywell PKS控制系统在KAAP-15M4型制氧机过程控制中的应用技巧

【关键词】DCS;PKS;过程控制;切换

1、概述

KAAP-15M4型制氧机是从俄罗斯进口的空分设备，在自动化控制仪表方面，其技术水平居于70年代末期，已远远满足不了现代化生产特征的需要。2006年因15000Nm3/h氧气压缩机监控系统纳入DCS控制，DCS控制系统进行扩容改造为现在的Honeywell PKS控制系统。主要包括：空分生产工艺流程的过程监控、蓄冷器切换的过程控制、氩净化干燥器切换的过程控制、空气压缩机的仪控以及15000Nm3/h氧气压缩机的过程控制等。

2、PKS系统介绍

PKS系统是honeywell公司开发生产的新一代DCS过程控制系统，它具有良好的开放性、多样性和分散集中控制能力。PKS系统为工业过程控制和现场仪表提供了一个性价比高的开放式控制平台。

2.1、硬件组成（KAAP-15M4型制氧机控制系统PKS为例）

KAAP-15M4型制氧机PKS控制系统设有一个工程师站（服务器），一个FLEX操作员站，一个consle操作员站;其中FLEX站与C200控制器保持控制同步，历史数据来源于工程师站;consle操作员站通过容错的FTE工业以太网与工程师站连接完成过程控制功能，历史数据依然来自工程师站。工程师站、FLEX站通过容错的FTE工业以太网与冗余的C200控制器通信，并保持同步，其系统拓扑结构如图1：

2.2、软件

HoneyWell PKS软件基于Windows2000 Server 技术开发，流程画面采用HoneyWell HMIWeb技术和Display Build画图软件结合建立生成，过程控制的功能模块CMs（Control Modules）和顺序控制模块SCMs（Squence Control Modules）则是通过Control Builder组态生成。

2.3、PKS系统的功能特点

2.3.1、基于Windows2000 Server 的操作系统，具有通用和易维护的特点。

2.3.2、冗余的混合控制器C200和容错的FTE工业以太网可保证工业过程控制的安全。

2.3.3、工艺流程图生成和组态简便，可采用VBScript脚本来作为流程图画面的脚本程序。

2.3.4、面向对象的圖形化、模块化的组态工具Control Builder易学易懂，控制组态方便快捷。

2.3.5、实时数据库、历史数据库采用真正的操作员站/服务器结构，由服务器为操作员站提供所需的实时数据、历史数据，具有较强的数据处理功能和能力。

2.3.6、历史趋势组态简单，使用方便、灵活，操作员可根据需要自行对多个参数组进行历史趋势组态。

3、Honeywell PKS控制系统在KAAP-15M4型制氧机过程控制中的应用。

3.1、历史趋势查询功能在KAAP-15M4型空分生产过程中的应用

空分生产是一个连续的生产过程，空分工况状态趋势及劣化倾向的超前判断至关重要。Honeywell PKS控制系统提供的历史数据库功能和历史趋势查询功能，可以帮助空分操作人员准确地分析判断出空分工况趋势，并参照相关参数的历史趋势曲线及时地对工况进行调整，以趋达到最佳工况。

3.2、PKS控制系统中首触功能的应用

为了有效保护制氧机组稳定运行和机组本身的安全，压缩机组设置了连锁保护程序，机组某一个运行参数偏离了规定工艺值达到一定程度时，机组联锁停机。有些参数因信号干扰数值瞬间达到停机值或接触不良造成的停机，这些时有时无的停机原因是很难查找的，PKS控制系统中首触功能块的功能就是要找出第一个停机参数的，本功能块组态简单，实际应用灵活可靠。

3.3、工艺流程画面

利用工艺流程画面生成软件Display Builder 和脚本运行程序VBScript生成的流程画面，采用了新一代Honeywell HMIWeb技术，使用HTML格式作为用户显示画面格式，操作员可通过安全的操作员站环境来操控过程显示画面，其人机界面友好、易操作、简洁实用。

3.4、在单回路控制调节中的应用

KAAP-15M4型制氧机系统中有相当多的PID调节回路，一个调节效果好的调节控制，不仅仅是执行机构好就能达到调节效果的，PID的算法和参数的选取也是相当关键的。PKS Control Builder 具有先进的PID算法库为技术支持，其PID参数的选取较容易、工作性能都要好一些（系统响应速度快，静差小，不易超调）。

3.5、PKS控制系统断线保护功能的应用

在DCS控制系统中，经常会出现信号线断线或接触不良的假信号，通常的做法是在软件控制组态中采取延时的办法来解决，PKS控制系统解决的办法是在硬件，它每种类型卡件的FTA对每个输入信号都做了硬件断线保护，从源头就把信号线断线或接触不良的假信号给切除了，保证了机组的温度运行。

3.6、PKS控制系统OPC协议的应用

PKS控制系统提供了更加开放的OPC协议，使得数据共享变得更简单。有了开放的OPC协议，工厂管理网络可以和PKS系统FTE以太网轻松连接，查看和制作各种数据报表，甚至浏览实时流程画面。

4、总结

综上所述，Honeywell PKS控制系统在工艺流程落后、自动化程度较低的KAAP-15M4型制氧机中的成功应用，它给我们的结果不尽是应用的本身，更重要的是启发我们要不断学习新技术、运用新技术，只有这样，工作才有创新，企业才有大发展。

作者简介：赵珉（1972—），男，大专，自动控制工程师，研究方向自动控制。周昆宁（1983—），男，本科，机械工程师，研究方向：机械研究。