摘要：化工行业在我国有着举足轻重的地位，化工产品在各个领域都有着不可替代的作用，整个化工行业的生产状况将直接影响到国民经济的发展和人们的日常生活，本文运用先进的控制系统对高塔复合肥的生产线设计dcs控制系统进行控制，对于提高产品的质量和产量，降低原材料损耗，增加企业经济效益有着重大意义。
1、引言
以集成电路和电子计算机为代表的电子技术的发展水平及其在社会生产和生活各领域应用的深度和广度，已成为当今衡量一个国家技术进步和现代化程度的重要标志。
当今世界正处于新技术革命的时代，电子信息技术是这场世界性产业革命的先导。在微机应用技术和范围方面，发展zui快的是用于生产过程自动化的监测、显示与控制，其中尤其以发展传统产品、节能降耗为zui。在节能与环保、实现节能与文明生产、提高经济效益等一系列急切要求的推动下，国内外都很重视对工业自动化的技术履行。
工业过程先进集成自动化技术是集自动化控制技术、计算机信息技术、综合控制理论、智能控制工程及节能技术于一体的综合过程控制技术系统。本项目就是将工业过程先进集成自动化技术成功应用于工业生产过程中，运用先进的控制系统对化工产品的生产线过程进行自动化监测、显示与控制，实现智能化控制（dcs），提高产品的质量和产量，降低原材料损耗，节省能源，提高经济效益，实现节能与环保、节能与文明生产的有效融合。
2、系统总体设计方案
2.1系统设计原则及能够达到的性能
实用性原则
从具体情况出发,制定符合实际且技术先进的生产控制功能,本系统的设计目标是只在工艺要求的情况采用手工操作,由dcs系统实现对生产过程的全自动控制，提高产品的质量和产量。
可靠性原则
对化工生产系统的高可靠性是十分重要的。首先是硬件系统的可靠性,实现了双cpu、双cp的热备冗余连接机制,总线冗余配置可以使系统的运行可靠性更高，其次是软件系统具有较高的可靠性,具有容错功能。
系统的平均*时间（mtbf）：15年
模件的平均*时间（mtbf）：50年
系统可利用率（mtbf/mtbf+mttr）：大于99.99%，
安全性原则
采用分散控制，选用的i/o模件在运行过程中都可带电插、拔，而且具备完善的故障检测、诊断功能。上位机具有完善的报警显示、故障处理及操作报警等功能。具有连锁、紧急停机功能，使系统具有良好的安全运行性能。
先进性原则
系统设计应把握先进稳定的传感器技术、电子控制技术、计算机技术、网络和通信技术的发展方向，采用先进的体系结构；尽量选用同行业内先进成熟的技术和设备，选用先进的软硬件平台，营造高起点的系统开发与应用环境，系统具有先进的体系结构，先进的控制算法，先进的通讯功能，先进的网络功能，先进的热备冗余功能，既具有控制功能，还具有完善的信息处理和管理功能，使其具备全集成自动化的控制模式，在国内处于水平。
灵活性原则
系统采用分布式i/o结构，et200作为从站通过profibus-dp现场总线使现场信号与自动化系统相连，它可以集中装在室内或分散装在控制现场，使系统配置具有极大的灵活性，并且具有灵活的软件组态功能，能够灵活的进行控制算法的修改，很方便的完成控制参数的整定。
扩展性原则
系统具有开放似的模块化体系结构和软件系统，易于系统的扩展及与管理信息系统的互联。系统具有开放性，在功能，配置，通信接口等方面具有较好的控制能力，系统能随着科学技术的发展而不断平滑升级。
可维护性原则
系统具有自诊断功能，对软、硬件系统可以进行故障定位和故障报警，并能进行故障处理记录，故障平均修复时间（mttr）为3分钟，并可进行在线维护。
2.3设计依据及标准
过程控制系统系统的主要标准和规范如下：
《监控、数据采集和自动控制系统采用的定义、规范ansi/ieeec37.1-1987》
《电子设备雷击保护导则》gb1450
《计算机接地技术要求》gb2887
《低压电器基本标准》
《自动化仪表工程施工及验收规范》gb50093-2002
《电气装置安装工程施工及验收规范》gbj232－90,92
《安全防范工程程序与要求》gat75－94
《过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号》hg/t20505-2000
《自动化仪表选型设计规定》hg/t20507-2000
《信号报警、安全联锁系统设计规定》hg/t20511-2000
《仪表配管配线设计规定》hg/t20512-2000
《仪表系统接地设计规定》hg/t20513-2000
《仪表及管线伴热和保温设计规定》hg/t20514-2000
《仪表隔离和吹洗设计规定》hg/t20515-2000
《自动分析器室设计规定》hg/t20516-2000
《自控设计常用名词术语》hg/t20699-2000
《可编程控制器系统工程设计规定》hg/t20700-2000
《自控安装图册总说明、图形符号规定及材料库》hg/t21581-95
《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》（gb50171-92）；
ieee802.3网络技术标准，iec870-5-103,以及gb、sd、jiec、ieee、iec、iso、ansi、din等相关的标准。
2.4系统总体结构图
冗余的系统结构图
2.5各单元功能描述
2.5.1上位操作员站
主控室上位监控计算机通过profibus总线对下面的dcs系统进行监控，上位机操作员站主要完成以下功能：
检测点实时显示：实时显示各种状态点实际值。
检测点棒柱显示：可设置报警上下限。
各种pid调节：可进行pid参数设置，并可实现手、自动切换。
报警功能：任何方面出现故障都能及时产生报警（包括监控画面报警显示以及报警讯号）。
错误信息诊断：根据系统故障，提出诊断报告。
历史曲线实时记录：实时显示各种重要参数的曲线状态，方便监控以及以后翻查。
操作记录显示：能够将所有相关人员的各种操作实时作记录归档，这样当错误操作而引起事故时便能迅速查出事故原因及责任人。
动画演示：各流程画面都有一定的动画效果，增强了监控画面的形象性。
2.5.2上位机工程师站
工程师站可以兼做操作员站，除此之外它还可以提供以下的功能：
用户管理：设置管理员用户名及密码，包括新建和删除管理员、操作员用户。
权限设置：可以针对不同的现场操作按钮设置不同的操作员权限，然后对操作员设置不同的权限。
程序、组态下载：可以在线或离线下载用户程序和组态数据到dcs控制器。
在线故障诊断：可以实时的对下面dcs控制器进行硬件诊断，当出现故障时，可以实时的进行故障诊断和定位。
2.5.3dcs过程控制器
西门子的过程控制器s7315-2dp通过profibus总线与上位机完成通讯，并且实现两个过程控制器之间的冗余配置，当一台控制器因断电等故障工作异常时，系统可以自动切换到另一台冗余控制器进行工作。
控制器通过profibus总线与下面的2台控制分站相连，对控制分站的采集信号，进行高速的采集、处理。
2.5.4dcs过程控制分站
本系统的过程控制分站一共2台，完成对厂方要求的所有模拟量、数字量信号的实时采集和输出控制功能。
实时性问题在工业监控领域具有十分重要的地位,本通讯系统达到的要求如下:
²数字量采集周期<0.05s；
²模拟量采集周期:电量<0.1s，非电量<0.2s；
²实时数据库更新周期:<1s；
控制命令响应时间:①控制命令回答响应时间
3、dcs系统的硬件配置和性能
该系统包含了计算机技术、控制技术、网络通讯技术、现场总线技术等，并通过网络总线把计算机、plc、dcs、现场智能仪表和连接成一个有机的整体，使用户在远程监控室内就可以监视和控制现场控制器的状态。
本系统设置两个控制柜，以对生产装置进行控制。
对于每套生产装置，分别设置两台et200m作为profibusdp从站，用于将分布式io信号送至控制器。
在本系统中我们设置了两台cpu315-2dp作为profibusdp主站，用于对来自dp从站的现场信号进行处理。任意一台均能控制两套生产装置，其中一台平时作为备用机。当主cpu发生故障时，有专门的冗余程序来保证控制任务自动切换到备用系统中运行。
在控制站的上位机部分，我们设置了操作员和工程师站。
上位机与控制站之间，主系统cpu同备用系统cpu间，通过profibus总线进行通讯。
下面对dcs系统的硬件配置进行一下介绍。
3.1操作员站、工程师站具体配置
该系统有两台工控机组成，其中一台作为操作员站，一台作为工程师站。
两台工控机我们采用了研华ipc610，性能可靠，cpu主频为pentium2.4g，160g硬盘，2g内存。
1．操作员站
操作员站满足如下要求:
•动态工艺流程图不小于100幅，可进行多窗口画面显示（每屏³4幅）。
•调用任一画面一般只需击键一次即可，zui多不会大于三次。
•操作站动态标签数³3000点。
•具有趋势曲线记录功能，趋势曲线总数&su