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1、前言

  為了提高石化產品的深加工和新產品開發的能力，增加企業的經濟效益，大慶石化分公司對年產30萬噸乙烯裝置進行年產48萬噸的二期改擴建。作為二期改擴建工程頂目之一，年產5萬噸順丁橡膠裝置已于1997年11月建成，現已生產出合格產品.在該裝置中，二位式開關閥在調節閥中占有很大的比例。我廠選用了英國ROTORK控制有限公司生產的電動執行器，配套引進其pakscan IIE雙線控制系統進行裝置的局部控制。

2、Pakscan IIE雙線控制系統簡介

  該系統是一個以電動閥門執行器為主的智能化控制系統.系統中有3個要素：現場單元、雙線回路和主工作站。
  在一個雙線控制系統中，在長達20km距離內主工作站可控制240臺現場設備，采集現場執行器的重要數字和模擬數 據，掃描周期為1.89秒.結點間無距離限制，無需中繼器。
  Pakscan現煬單元是一塊在雙線系統中用于通訊的袖珍卡件。作為選件，被安裝在ROTORK執行器之中，與執行器的基本控制電路配合使用。每個現場單元在雙線回路中都有其唯一的地址，只對發自主工作站的正確命令作出響應。
  ROTORK還有與pakscan現場單元類似的，與Pakscan協議兼容的數據收集和控制發送單元。可將其他廠家的變送器、電磁閥、泵和攪拌器等現場設備集中到Pakscan雙線控制系統中。
  雙線回路與執行器的聯接非常簡單.電纜是一條容易安裝的全屏蔽雙絞線，在所有應用中具有易安裝、易維護、低成本和高效率的優點。
  雙線電纜順序地與每一執行器接入或接出，它們起源于并返回至主工作站，形成一雙線回路.因為每臺現場設備都是雙向連接的，于是就構成了一個冗余的通訊線路。
  作為雙線控制系統的核心，Pakscan IIE主工作站具有模塊化結構，是由一塊計算機卡、一塊電流回路接口卡、一塊電源卡和一塊帶有LCD屏幕及16鍵鍵盤面板等組合起來的架裝組件。
  固化于主工作站中的Pakscan軟件包提供了一套先進的、標準化的預先工程化的控制系統。使用主工作站的顯示器和鍵盤能對Pakscan IIE雙線控制系統進行通訊、控制等方面的組態。在需要直接操作控制的場合，可在主工作站上控制現場設備的“開”、“關”等。
  主工作站具有一個RS232C和一個RS485通訊接口，支持同DCS、PC機等主機進行MODBUS數據通訊。主工作站生成一個包括所有閥位信息的數據庫，主機通過MODBUS協議可得到該數據庫中的數據，并通過數據庫對現場設備進行控制。
  作為雙線控制系統的基本現場設備，ROTORK執行器家族中有IQ、A、AQ和Q等系列產品，都是模塊化結構設計的智能型執行器，集聯鎖電磁閥、閥位行程開關、模擬閥位變送器等于一身。
  為完成不同的工作需要，只需在執行器中更換不同功能的現場單元模件。有Pakscan現煬單元、Folomatic（閥位比例控制）單元、數據記錄器單元和電流扭距變送器單元等。

3、Pakscan HE雙線控制系統的工作原理

  主工作站和現場控制單元（FCU）是通過一條雙線電流回路進行通訊的。在工作中，主工作站持續地，檢查電纜回路的完整性。當回路中某一個現場單元停電或發生故障，不影響線路的暢通。
  雙線控制系統正常工作情況見圖1。






  在正常工作時，主工作站在掃描周期內按地址檢測現場單元。始終保持和雙線回路A口最近的現場單元進行通訊及交換數據，然后與臨近的下一個現場單元進行通訊，依次與回路中的全部現場單元通訊后，再開始下一個掃描周期。
假如發生電纜斷路、短路或接地等故障時，故障點兩邊的現場單元本身可形成返回通路。
  回路斷路故障操作見圖2。






  主工作站先從A口到達與其相連的第一個現場單元并指示去掉其自己的回路。用這樣的方法，電流回路可以不斷地延伸，直到發現故障點。然后從B口在另一個方向去掉現場單元的回路，直到故障位置。主工作站找到故障位置后，指令其相連的前后兩個現場單元確定回路，來維持整個系統的正常工作。

4、應用

  在橡膠裝置中共有68臺ROTORK電動執行器進入Pakscan IIE雙線控制系統，我們充分開發該系統的先進功能，特別是閥位調節功能，在DCS的干預下完成一般性的兩位式開關控制、精密批量控制和聯鎖性的液位控制。
  順丁橡膠裝置的主要生產過程是用Honeywell TPS DCS系統進行控制，為了便于工藝人員的操作，以及實現全裝置優化控制，我們將雙線控制系統與DCS進行通訊，現場執行器的工作指令由DCS發出。事實上，IIE主工作站只起到了一個具有數據處理能力的接口作用。兩系統接口見圖3。






  主工作站與TPS DCS系統通過HPM中串行接口卡（SI）的RS485接口進行MODBUS通訊。DCS利用數組點從主工作站的MODBUS數據庫采集閥位等數據；或向該數據庫中寫數據，控制現場執行器的開關。兩系統接口后，現場的ROTORK執行器成為DCS的執行器，DCS通過它們可完成許多復雜的控制功能。這為全裝置的優化控制及全廠的數據共享創造了條件。

5、應用效果

  在順丁橡膠裝置中采用ROTORK Pakscan IIE雙線控制系統有許多優點。

  （1）簡化工程設計。
  （2）與執行器直接由DCS控制相比，減少了工程投資，節省了閥位指示設備、聯鎖電磁閥、DCS的I/O卡件和控制電纜等輔助材料的費用。
  （3）由于通訊線路的冗余，提高了控制系統的工作可靠性。
  （4）調試快捷、容易，維護量低等。
先進的Pakscan IIE雙線控制系統在很大程度上替代了DCS的功能，其專業化控制功能對DCS算法庫做了進一步擴充，兩個系統的配合使用，不僅實現了優勢互補，而且提高了生產控制效率。

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