AX-2000集散控制系统在空分制氧行业的应用

台塑公司于1985年成立电子组，与日本富士电机技术合作，从事中大型分散式控制系统（DCS）软硬件的设计与制造，2004年台塑实现多元化发展策略，将富士电机DCS技术整体收购，成立台塑电子（宁波）有限公司，由日本、台湾经验直接移转到大陆，并培养大陆技术人员，达成制造本土化，就近服务客户。目前台塑DCS（富士DCS）广泛应用于钢铁、化工、纸业、学校、医院、汽电共生、发电厂等过程。
富士电机于1975年10月发布DCS系统，是世界上最早研发出DCS系统的厂家之一。AX-2000集散控制系统是富士的第五代产品系统，是开放的新一代综合控制系统，智能可靠的Process I／O 单元同时也被横河的CS3000系统所采用。AX-2000系统具有良好的控制性能、实时灵活的通讯能力、直观清晰的人机接口，系统扩展方便，获得用户较高评价。
东部某大钢铁有限公司制氧厂的20000Nm3/h的空分设备采用了AX-2000系统，从2005年7月投产至今，各项运行指标正常。自动化设计及控制包括空压机系统、空冷系统、水冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、精馏塔系统、加压气化系统、氧气系统、氧压机系统、调压站系统，整个空分系统全部由DCS系统控制，基本上实现了中央控制室的集中控制，自动控制系统运行稳定、可靠，能满足设计要求。
1 DCS系统配置及网络结构
1．1 AX-2000 DCS系统结构(见下图)。

1．2 系统配置
AX-2000系统主要由工程师站（AES）、操作员站（AOS）、数据库站（ADS）和现场控制站(ACS控制器和Process I／O 单元)组成。本套20000Nm3/h空分设备主要配置工程师站（AES）1台，操作站（AOS）2台，数据库站（ADS）2台，控制接口卡5个，交换机2台，冗余ACS控制器一对，各种I／O卡件共计65个以及DCS软件包等。
1．3 系统构成
(1)操作员站（AOS）
操作员站也是研华工业计算机，采用WindowsXP操作系统，运行相应的实时监控程序，对整个系统进行监视和控制。操作员站主要完成以下功能：
a． 各种监视信息的显示、查询和打印。主要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监视、日志查询、系统设备监视等。
b． 通过键盘、鼠标等人机设备，对命令和参数进行修改，实现系统的人工干预，如在线参数修改，控制调节等。
c． 操作员站可以通过授权更改为工程师站，实现工程师站功能。
(2)工程师站（AES）
工程师站是研华工业计算机或便携式计算机，采用windowsXP的操作系统，运行相应的实时监控程序，对整个系统进行集中控制和管理。工程师站主要有以下功能：
a. 控制策略组态(包括系统硬件设备、控制、算法)，人机界面组态(包括系统图形、报表)和相关系统参数的设置。
b． 现场控制站的下装和在线调试，操作员站人机界面的在线修改。
c． 在工程师站上运行操作员实时监控程序后，工程师站可作操作员站使用。
(3)数据库站（ADS）
冗余设置的数据库站是研华工业计算机，采用windows2000SERVER的操作系统，运行相应的实时监控程序，对整个系统进行集中控制和管理。工程师站主要有以下功能：
a. 检测系统中所有设备的报警信息并发送给操作站，记录过程数据、状态变化信息，系统传送信息、报警信息及恢复信息等历史数据记录功能。
b． 具有保存系统操作站画面定义，位号定义，和AOS的系统程序等其他设备的备份功能。
c． 可以通过网络打印机打印所有报警、运行操作信息、报表、实时趋势和历史趋势。
d. 自动同步系统中各站的时钟。
(4)现场控制站（ACS-2000）
现场控制站由ACS控制器、智能的Process I／O 单元、电源单元、现场总线和机柜组成，采用分布结构设计，扩展性强。冗余设置的高可靠性ACS控制器具备强大的EI型综合控制功能，可以方便实现就地维护和在线下载，运行着工程师站所下装的控制程序，与操作员站进行通讯，完成数据交换；智能的Process I／O 单元完成现场内的数据采集和控制输出；电源单元为智能I／O单元提供稳定的工作电源；现场总线为主控单元与智能I／O单元之间进行数据交换提供通讯链路。
2 工艺流程图