引言：

近年来，在化工行业中，由于工艺的特殊性，也为了更加精准的观察生产过程中所有参数的变化，很多的化工企业选择DCS与SIS各自独立的控制系统。山东鲁能控制工程有限公司研制开发的LN3000系统实现了DCS、SIS一体化的集成，在化工行业得到广泛的应用，下面以LN3000在某化工现场的应用为例详细介绍。

一、系统简介

1.1硬件配置

本化工项目的安全控制系统使用的是LN3000系统，其特点是系统控制器（DPU）采用ARM架构，具有更强的数据处理能力和系统容量；系统模块采用导轨式级联安装，可插拔结构，配置灵活。机柜排布示意图如下：

图1 LN3000现场机柜

本项目LN3000系统运用1块220VAC电源分配模块，负责将现场输入的2路220VAC电源进行分配，分别给I/O模块、交换机和现场控制器(DPU)供电。电源分配模块将分配给I/O模块的电源分为6路，为每排I/O模块分别供电，从而保证模块的供电稳定。模块通过双冗余24V供电，级联式底座供电，模块内部采用多点接地方式接地，各种电压的负端均进行了隔离处理，大地信号在模块内形成环路，有效防止了外部信号的电磁干扰及内部电路产生的各种信号干扰。

1.2 网络结构

此化工项目中LN3000的系统网是连接工程师站、操作员站和过程控制站等节点的实时通讯网络，用于上位机和过程站之间的双向数据传输，采用工业以太网双冗余配置，两个网络212网和213网采用独立的交换机，将DPU与上位机进行连接。本项目的内部网络，采用 CAN 总线将 DPU 与 I/O 模块进行连接。CAN 总线在 I/O 模块列内部通过模块底座部分进行级联，在列与列之间采用环形结构。此项目DCS采用LN2000系统与LN3000使用共同的网络，完全实现了无缝连接。将数据和画面信息同时显示在一台工程师站电脑上，方便观察和操作。网络结构示意图2如下：

图2 现场网络图

二、软件设计

2.1 兼容的数据库

本项目中LN3000系统的软件版本采用V3.2版本，此版本的最大特点是可兼容LN3000和LN2000系统，这样我们可以将SIS系统的IO点和DCS系统的IO测点放在一个工程文件进行操作和监控。建立数据库如图3：

图3 SIS系统模拟输入量

数据库组态界面分为左右两个切分的视图，左侧的树形视图显示了过程站及模块的配置信息。右侧的列表型视图显示了左侧视图中当前选中位置的所有数据点信息，或者当前查询结果的所有数据点信息。LN3000系统控制的IO点放在过程站1，LN2000系统控制的IO点放在过程站2，采用中心实时数据库的方式来处理程序之间的数据交换，这样一方面简化了数据交换方式；另一方面当某个程序出现故障时，中心实时数据库中的相关数据可以“锁定”不变，其他程序可以暂时继续使用。数据库在线时可实时观察数据点的变化，操作简单方便，省去了两种系统之间切换的时间。

系统数据库除了提供各过程站的点信息的配置功能之外，还提供了与其它控制系统产品的数据接口。通过这个接口，LN3000可以与其它控制系统之间交换相关数据。本项目通过RS485连接将报警仪的数据点传输的LN3000数据库，引用添加到图形界面组态同时在CRT显示观察。如图4，图5所示：

图4 外部数据

图5 外部数据在CRT显示

2.2 逻辑控制系统

在本项目液位控制系统中，通过液位传感器测量储液罐的液位，并将液位值送到控制器，控制器将测量的液位与设定的液位进行比较。如果液位高于设定得最高值，则关小调阀，减少进料；如果液体的流出使液位低于设定值，则加大阀门开度补充液体，直到液位回升到上限值。此项目中DCS系统中的点可通过站间引用调用到SIS系统，实现了两系统之间的资源共享。如下图：

图6 站间引用

图7 液位控制

2.3 运行效果

本项目将SIS系统与DCS系统无缝结合，当紧急情况发生时，运行人员对生产过程的设备启停，重要过程参数的调节等都需要在操作员监控画面进行，通常以弹出窗口的形式出现，从监控画面中可及时得到所需要的相关信息，从而做出迅速而准确的判断，并采取相关措施，对现场人员及设备安全保护起到了至关重要的作用。整套系统共用2个操作员站，1个工程师站。每个操作员站之间可共享操作画面，以便在某一操作员站出现故障时，可利用其它操作员站进行操作和监控。运行效果图如下：

图8 SIS监视画面

图9监视画面

三、结语

LN3000系统具有开放的体系结构，强大的数据处理能力，方便的组态控制系统能力和多种现场总线的支持能力，在化工行业一经投入使用，运行效果良好，得到业主的一致好评。