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案例頻道 作者簡介：鄭淵（1976-），男，工程師，2002年至今在橫河電機（中國）有限公司工程本部工作，主要從事造紙制漿、石油化工、冶金市政等行業自動化控制系統的技術工作。
摘 要：橫河DCS系統CENTUM CS3000在各個行業取得了廣泛的應用，本文主要介紹了橫河DCS系統CENTUM CS3000在造紙行業中的應用，并結合項目金華盛造紙進行介紹。
關鍵詞：橫河公司（YOKOGAWA）； DCS系統（集散控制系統）；FCS（現場控制站）；HIS（操作站）；V-net（V網）；PM （紙機）；OMC（涂布機）
Abstract: The application about DCS CENTUM CS3000 of YOKOGAWA is very popular in variety industry .The CENTUM CS3000 system is the flagship of YOKOGAWA DCS products. This paper mainly introduces the application of CENTUM CS3000 system in paper industry , and it shows an example about the project for Gold Huasheng Paper.
Key words: YOKOGAWA; DCS( Distributed Control System); FCS( Field Control Station);HIS( Human Interface Station); V-net( V net); PM(Paper Machine)
1 概述
橫河的DCS控制系統目前以CENTUM CS300應用最為廣泛，在國內很多廠家的各種工藝裝置都有應用，已經被廣大的用戶所熟悉。本文主要介紹CENTUM CS3000在造紙行業的應用，并以金華盛項目為例，說明在該項目中的工藝實現。
2 CENTUM CS3000系統簡介
橫河的DCS CENTUM CS3000系統有兩種網絡構成結構，一種是V-net型網絡，另外一種是Vnet/IP型網絡結構。這里面首先介紹Vnet型網絡。構成示意圖，如圖1所示。
 圖1 CENTUM CS3000系統（VNET）構成圖 /System Configuration of CENTUM CS3000 注釋： 1） HIS ：操作站（可兼工程師站） 2） KFCS：標準FCS （FIO）；LFCS：標準FCS（RIO）； FFCS：緊湊型FCS（FIO）； 3） V net 實時控制網，通訊速率10MB/S，長度最長可達20KM。 4） 系統最大配置：100萬工位，16個域，256個站。 這種網絡結構屬于BUS型拓撲結構，采用專用同軸電纜。 |
接下來介紹Vnet/IP型網絡。構成示意圖，如圖2所示。
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圖2 CENTUM CS3000系統（VNET/IP）構成圖 /System Configuration of CENTUM CS3000
注釋： 5） HIS ：操作站（可兼工程師站）
6） FFCS-L：增強型FCS （FIO） 7） V net/IP 實時控制網兼開放網，通訊速率1GB/S。 8） 系統最大配置：100萬工位，16個域，256個站。 這種結構屬于星型拓撲結構，采用通用超5類雙絞線。 |
3 CENTUM CS3000系統在造紙行業的應用
造紙行業分類廣泛，按原料分類大致包括原木，回收廢紙等，按產品分類大致包括復印紙，包裝紙，銅版紙，復寫紙等，橫河的DCS系統CENTUM CS3000已經在國內很多知名紙廠被應用及認可，如無錫榮成紙業一、二期，金華盛紙業等。
4 實際應用
以下部分以金華盛紙業為例，介紹一下橫河的DCS系統CENTUM CS3000在造紙行業的應用。
4.1工藝簡介
金華盛紙業有限公司主要產品是無碳復寫紙（含熱敏紙）、雙膠紙以及銅版卡等三大系列，是國內最大的無碳復寫紙生產基地。公司年產能已達60萬噸。工藝裝置包括PM2、PM3、PM4、OMC1、OMC2、THERMAL PAPER。
4.2系統硬件配置
金華盛紙業PM2，PM3，PM4，OMC1，OMC2，TP按照控制要求采用了橫河的CENTUM CS3000系統，采用的是Vnet型網絡。按照上述介紹的裝置的分布，共使用了6個控制室。具體布局，詳見圖3、圖4：
項目中CS3000控制系統，應用了多項目聯接，分為4個域，PM2和PM3為一個域，OMC1和PM4為一個域，OMC2為一個域，TP為一個域。因為操作站數量超過了8臺，所以還配置了一個SERVER PC。
PM2包括：HIS0164（ENG），HIS0163~HIS0160，HIS0155；FCS0101，FCS0102。
PM3包括：HIS0159~HIS0156，HIS0154；FCS0103，FCS0104。
OMC1包括：HIS0264，HIS0263~HIS0258；FCS0201。
PM4包括：HIS0257（ENG），HIS0253~HIS0256，HIS0252；FCS0202，FCS0203。
OMC2包括：HIS0364（ENG），HIS0359~HIS0363；FCS0301。
TP包括：HIS0464（ENG），HIS0459~HIS0463；FCS0401。
除此之外，項目中還應用了Profibus及Modbus 等下位通訊功能，子通訊系統包括了三菱PLC、西門子PLC、ABB的QCS，TURK REMOTE IO等多家子系統。
圖3 控制系統總貌圖1 / System Overview of Control System1
圖4 控制系統總貌圖2 / System Overview of Control System2
現場的控制系統均已正常投入使用，生產狀況穩定。為廠方創造了可觀的經濟效益。
5 結束語
在現場的實際應用中，橫河的DCS系統CENTUM CS3000已經得到了造紙制漿用戶的認可，而且在軟件組態方面可以采用多臺工程師站共享項目，同時做軟件組態工作，提高工作效率，滿足了造紙制漿行業的控制要求。
這里以某PVC工廠的CS3000系統實際應用為例，來介紹一下安全策略的具體實現。
在這個CS3000系統中，共有6臺操作站，5臺控制站。現場的工藝裝置分為3部分（乙炔、聚合和干燥裝置）。每個裝置所包含的操作站和控制站數量及名稱詳見下圖。
現場的要求是，各個工段僅可以監視和操作本裝置的設備。每個工段又要有3個用戶身份。擁有不同的操作權限。
下面先來看一下，整個CS3000系統的系統配置圖形。
針對用戶的要求，我們可以分別通過HIS安全設置和用戶安全策略兩種方法來實現安全操作的限定。
5.1 使用HIS安全策略的方式
在各個HIS的安全策略定義界面中進行如下設置。（沒有設置的內容取系統默認值，在前面“2.1 HIS安全策略“中有相關介紹）
乙炔工段的操作站（HIS0164、HIS0163）設置如下：Operation and Monitoring
Range :FCS0101,FCS0102
聚合工段的操作站（HIS0162、HIS0161、HIS0160）設置如下：Operation and Monitoring
Range :FCS0103,FCS0104
干燥工段的操作站（HIS0159）設置如下：Operation and Monitoring Range :FCS0105
每個操作站的用戶身份，不需要再另行定義，取系統默認的三種用戶：OFFUSER、ONUSER、ENGUSER，就可以達到用戶的要求。
5.2 使用用戶安全策略的方式
在用戶安全策略的定義界面下，首先要進行分組的設置。然后在三個分組中，再設置三種不同級別的的用戶從屬于各自的用戶組。具體的分組設置，通過下面的圖形可以進行描述。
通過上圖可以看出共分成的三個組，依據各自裝置的控制站作為操作和監視的范圍。
同時每個分組均設置3種身份的用戶，他們的權限分別是S1、S2、S3等同于系統默認設置中的OFFUSER、ONUSER和ENGUSER。
6.小結
本篇介紹了橫河CS1000/3000系統的安全策略，及其所提供的兩種實現方式。通過實際的例證，可以了解如何進行相關的軟件定義和具體的應用。通過安全策略的設置，在現場的實際操作中可以很好的實現操作的安全性，更好的體現了橫河CS1000/3000系統的操作安全性和靈活性。對于現場的實際應用有著非常重要的意義。
參考文獻：
[1]《金華盛項目功能規格書》[M] 2004橫河電機（中國）軟件規格書
[2]《CENTUM CS3000 IM》 [M]（橫河CS3000系統指導手冊電子資料）
[3]《CENTUM CS3000 GS》 [M] （橫河CS3000系統性能電子資料）
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號