摘 要：介绍一种生产上已使用的工控机在线后备技术。
关键词：在线；后备；工控机
分类号：TP273 文献标识码：B
文章编号：1007-7324（2000）01-0045-03▲
随着计算机技术在工业自动化领域的推广和普及，在考虑中小规模的控制系统时，工控机以其灵活的配置结构、强大的控制功能、友好的人机界面、较高的性能价格比，倍受仪表设计人员的青睐。在一些连续生产装置中，生产过程不允许停机进行故障处理，除了要求工控机系统具有高可靠性，还要求在系统结构上采用更可靠的容错和冗余技术。
锦化化工(集团)有限责任公司环己酮是连续生产装置，有3个工序先后采用了3台工控机进行单机控制。1997年与葫芦岛市航远电脑公司共同开发了一套工控机3∶1后备系统，仅用一套备份系统解决了各台工控机系统的备份问题。
1 工控机单机系统
1.1 硬件构成
工控机构成化工生产装置控制系统，一般如图1所示。
图1 工控机单机控制系统
针对化工生产装置的控制系统，其I/O信号主要限于AI，DI、AO和DO等几种，工控机外部硬件主要在I/O和接口卡上，下面分别对主机、接口卡、信号调理卡和输入端子板作介绍。
1.2 硬件介绍
1.2.1 主机
工控机采用台湾研华公司的IPC-610／486型工控机。
1.2.2 接口卡
工控机接口卡采用台湾研华公司的PCL-812PG多功能卡。化工生产检测控制信号一般为电流、电压、电阻等模拟信号和开关量、脉冲量等输入信号；输出信号多为电流、电压和开关量等。一块PCL-812PG卡，有16路单极性0～5V模拟量输入(或8路模拟量差分输入)；2路12Bit
AO电压输出；16路开关量电压输出；16路开关量输入；3个16位计数器。一块PCL-812PG卡，可以对256路模拟信号进行采集检测；可以完成64路模拟量输出；256路各种开关量输入或256路开关量输出。几乎可以完成一个中小控制系统常规工业现场的检测采集和控制任务。
1.2.3 信号调理卡
该环己酮工控机系统所用到的信号调理卡包括按输入信号分类的铂电阻测量板、热电偶测量板、1～5V信号测量板(适应仪表变送器输出信号)和输出信号用的模拟输出板。
对采集而言，是把信号转换成0～5V
PCL-812PG卡所接收的信号。对调节控制输出而言，是把PCL-812PG输出进行D/A转换、隔离和驱动，用一个4～20mA DC信号控制调节阀。
1.2.4 输入端子板
输入板采用LEO-1613
AI端子板，一块输入端子板有16路输入，它与PCL-812PG卡的16路AI输入匹配，可以方便地将AI输入扩展增至256路。
1.3 软件构成
系统软件由DOS6.2和QuickBasic7.0软件组成，应用软件由QuickBasic7.0语言编写
整个应用软件由6部分组成，其系统构成图如图2。
图2 环己酮工控机应用软件构成图
1)工艺参数自动巡回检测处理、显示；
2)PID参数在线后台整定；
3)流程图、报警状态模拟显示；
4)监测参数、报警状态集中显示；
5)趋势图复放显示、可翻页选择；
6)实时自动打印生产报表。
2 工控机后备技术方案
该环己酮工控机系统采用3∶1在线后备技术，这种技术是在现场的I/O信号与进工控机系统I/O卡之间设一个切换装置，同时考虑另设一台工控机作为在线3台工控机的后备，整个系统原理如图3所示。
图3 工控机3∶1控制系统原理图
图3中有1台工控机系统对3个工序的工控机系统进行后备。3个工序现场I/O信号首先进入切换装置，当3台工序工控机工作正常时，3个工序的I/O信号分别输入对应工序的信号调理卡，然后进入对应的工序工控机。当某一工序工控机故障时，切换装置将该工序I/O信号切向在线后备信号调理卡，然后进入在线后备工控机，由它替代故障工控机进行工序生产的检测和控制。
3 工控机3∶1在线后备技术方案实施
3.1 工艺生产对检测控制要求
锦化化工(集团)有限责任公司环己酮生产装置分为3个工序：工序1包括加氢设备；工序2包括醇塔和轻一塔设备；工序3包括醇塔、间断塔和轻二塔设备。3个工序分别由3台工控机进行单机数据采集和调节控制。
其工艺生产要求，采集、控制参数汇总表见表1所示。
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