台塑公司于1985 年成立电子组，与日本富士电机技术合作，从事中大型分散式电脑监控系统(DCS)软硬体之设计与制造，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)广泛应用与钢铁、化工、纸业、学校、医院、汽电共***电厂等过程。

　　富士电机于1975年10月发布DCS系统，是世界上*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。

　　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 空压机防喘振控制与联锁保护

　　ACS控制器具备强大的EI型综合控制功能，EI控制比例自由设定使CPU负荷分散，执行效率提高，为空压机的自动化控制提供优良的系统环境。喘振是离心压缩机的固有特性，由它的特征曲线呈驼峰状而引起的。防喘振回路采用可变极限流量防喘振控制方案，根据压缩机的人口压力、出口压力、人口流量组成防喘振控制算法。空压机的流量计安装在人口位置，为消除四季空气温度变化对空压机喘振线的影响，增加两个测量点，即机组进口和出口温度，进行流量的温度补偿，并参与防喘振控制。

　　起动联锁逻辑：只有在相关的工艺或机械条件全部满足后，机组才能投人运转，因此设有起动条件逻辑的判断.通常还包括油压联锁逻辑(副油泵的自动起动条件)，以及轴振动联锁在起动过程中的解除逻辑，应用测振仪的报警倍增功能，让空压机在起动过程中对振动或位移既在**监控范围内又能顺利地度过临界区，完成起动过程。

　　停车连锁或卸载逻辑：当出现任何一个重要的工艺参数超限或机组故障时，将进行紧急停车.事故停车后的再起动时.必须经人工确认。停车逻辑的结果是电机停机，放空阀(或回流阀)快速全打开.主空压机人口导叶全关，增压机人口导叶在*小位置。在空分预冷系统或分子筛系统故障时，联锁动作的结果是卸载，即放空阀(或回流阀)全开，主空压机和增压机人口导叶均在*小位置(注意：不是全关位置)，电机不停机。

　　3空气预冷系统自动化控制

　　当空冷塔水位稳定超高时，空冷塔水位控制阀稍开，水位低时，阀门稍关，另实现逻辑控制，以防水位高而造成分子筛进水。对于预冷系统对空冷塔上、下段进水量实现高低报警提示;对于水冷塔低液位、空冷塔高液位实现联锁停常低温水泵，空压机放空阀及防喘振阀打开卸压，空压机轻载，及时实现保护作用，避免分子筛进水。

　　4分子筛纯化系统自动化控制

　　分子筛纯化系统通过AX-2000的顺控功能来控制各切换阀门的动作实现分子筛纯化系统的降压、加热、吹冷及升压4个步骤。各切换阀门均由三位五通电磁阀控制。分子筛纯化系统是成对交替使用的，一只工作，另一只再生。本系统控制要点在于避免因阀门的开、关反馈信号不到位而延误分子筛纯化系统时间程序控制器的延时，分子筛纯化系统控制中设计有阀门开、关反馈信号屏蔽点。在不耽误程序控制器控制程序的情况下，操作人员可在屏蔽掉阀门的反馈信号后即时处理阀门的开关位置，恢复正常的控制程序。

　　5 膨胀机系统自动化控制

　　增压膨胀机采用一用一备，通过控制膨胀机喷嘴开度和流阀，从而控制其转速。并根据轴承温度、转速、供油压力、密封气压力等联锁值实现膨胀机的紧急切断阀关闭，回流阀全开，膨胀机转速下降，从而达到联锁停膨胀机的目的。

　　6 监控画面

　　通过DCS系统的画面组态功能，可在操作站上监控以下画面：

　　(1) 总貌窗口画面：通过颜色变化和闪烁来代表设备的操作状态，简单地操作颜色块就可显示相应的窗口。

　　(2) 流程图窗口画面：可实现真正的工艺流程，表征实际设备的状态。

　　(3) 控制窗口画面：通过软件的功能块组态成仪表面板图，显示设定值、操作输出值和状态信息。每个控制窗口画面可以显示16个仪表图。

　　(4) 调整窗口画面：显示单个仪表的详细状态信息，包括参数清单、仪表图。

　　(5) 趋势窗口画面：显示某个工位参数的趋势记录。

　　(6) 状态显示窗口：可在操作站(AOS)上显示以下画面：控制图状态显示窗口;逻辑图状态显示窗口;顺控表状态显示窗口;SFC (顺控图)状态显示窗口。

　　7 结束语

　　AX-2000系统具有良好的开放性、可靠性、灵活性、人机交互的友好性、网络通信的方便性等优点，它满足了制氧机对DCS系统功能的要求以及长期、稳定、**、高效的运行要求，获得用户较高评价。