張 棟，祁曉紅

（烏魯木齊石化公司 煉油廠， 烏魯木齊 830019）

0 引言

儀表自控率是生產裝置自動化水平的具體體現，儀表自控率越高，越能反映出該裝置生產效率高、能耗小、創(chuàng)效能力強，那么如何判斷一個裝置自動化程度的高低呢？通常用儀表自控率來衡量。烏石化煉油廠共有13個車間37套裝置，采用的DCS系統(tǒng)有霍尼韋爾PKS、橫河CS3000、FOXBORO的IA等不同的控制系統(tǒng)。統(tǒng)計裝置儀表自控率，傳統(tǒng)上都是人為手動數出每套裝置控制回路，利用公式手動算出自動控制率，統(tǒng)計工作量大且效率低；并且在不同的工況下，控制回路的手自動狀態(tài)時隨時可能變化的，用這種方式統(tǒng)計出的自控率并不是實時動態(tài)的值，不便于企業(yè)管理。

從生產管理需求來說，需要對裝置的自控率指標進行監(jiān)督、指導和考核。為此需要一個能實時統(tǒng)計分析裝置自控率情況的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，通過自控率數據實時采集，完成裝置自控率統(tǒng)計分析，提高管理效率。

1 傳統(tǒng)自控率統(tǒng)計方法

儀表自控率就是實際投用自控回路數與在用自控回路數的比值。它的計算公式是：

這個計算公式雖然不復雜，“總控制回路數”和“因裝置或設備停用的自控回路數”在一段時間內是不變的，但投用控制回路隨著裝置工況的變化、操作人員的操作手法及習慣的不同是隨時改變的，傳統(tǒng)采用手工計算統(tǒng)計出裝置實時“投用控制回路數”，然后計算出自控率。人工統(tǒng)計全廠13套裝置控制儀表投用回路數需要花費3個人一天的時間，耗時耗力，而且人工方法統(tǒng)計出來的數據由于它不具備實時性而缺乏一定的準確性，比如一個控制回路統(tǒng)計的時候在自控位置，一兩秒鐘以后可能因工藝或設備原因打到手動位置，而統(tǒng)計者還是按自動來統(tǒng)計的。因此人工統(tǒng)計出來的“投用控制回路數”只是一段時間內的基本情況，并不是準確值，這種現狀給企業(yè)的日常數據統(tǒng)計管理帶來諸多不便。

2 DCS報表功能

DCS控制系統(tǒng)發(fā)展的今天，各大廠家的DCS控制系統(tǒng)均采用簡潔、方便的控制功能塊方式進行參數控制組態(tài)，這種智能化的組態(tài)方式不但省時省力，而且種類繁多的控制控能塊的確也能夠滿足常規(guī)儀表控制的需求，但是各大DCS系統(tǒng)中軟件中均沒有可以實現PID手自動模式統(tǒng)計的模塊，也恰恰受功能塊的制約，DCS系統(tǒng)給客戶自行編寫程序的空間太小，所以在DCS系統(tǒng)實現儀表自控率統(tǒng)計其難度是非常大的，而且實現起來很繁瑣。

DCS報表功能是應用Microsoft Excel表格形式，采集來自控制器或操作站的各種類型的數據，并且以報告的形式打印輸出,主要是方便工藝操作管理。報表中的數據可以是瞬時過程值、處理過的數據、批量數據、位號信息等。因此利用報表來實現自控率的自動統(tǒng)計。

烏石化煉油廠各DCS系統(tǒng)均裝有報表功能，因此在報表中實現儀表自控率的統(tǒng)計是不需要追加任何費用的。Excel表格最大的優(yōu)勢在于數據的處理運算，所以如果利用報表的以上功能來實現儀表自控率的統(tǒng)計，難度不大，而且容易操作。

3 DCS系統(tǒng)報表中自控率自動統(tǒng)計的實施

在DCS報表中實現自控率自動統(tǒng)計，首先要將調節(jié)器的控制模式（儀表位號.MODE）添加到歷史庫中，然后在Excel報表中引入（儀表位號.MODE）作為一個變量，該變量有手動、自動兩種狀態(tài)。報表生成以后這個變量顯示為“1/0”或者“ON/OFF”，不同的DCS系統(tǒng)有不同的顯示方法，“1”和“ON”表示自動，“0”和“OFF”表示手動。再使用Excel加法運算直接計算出處于自動狀態(tài)的儀表回路數，進而很容易計算出裝置儀表自動率。以下以《120萬噸延遲焦化儀表自控率統(tǒng)計》為例，將如何利用I/A Series報表軟件（Report Package）實現儀表自控率自動統(tǒng)計進行介紹。

由于I/A Series系統(tǒng)歷史數據存放于工程師站內，因此所有操作必須在該工程師站上完成，做報表前必須將所有控制回路的手自動模式TAG.MA參數添加到歷史庫。

3.1 創(chuàng)建ODBC Data Sources（數據源）

通過加載AIM*Historian的ODBC Drive后，AIM*Setup程序會自動設定AIM*Historian為User Data Source Name（DSN：用戶數據源名），這樣單個用戶就可以選擇DSN來連接DCS系統(tǒng)的歷史數據庫，如圖1路徑及圖2創(chuàng)建圖示。

圖1 創(chuàng)建路徑Fig.1 Creating a path

圖2 創(chuàng)建數據源圖Fig.2 Creating a data source

3.2 設置報表格式

根據儀表自控率統(tǒng)計統(tǒng)一模版，設置好報表的格式，并將該模版放置在C: pt_pkg eport目錄下，必須是.xlt文件。

3.3 組態(tài)報表

打開I/A Report Package軟件程序。鏈接對應的數據庫源，使用I/A Series Report Package Alias Configurator來定義歷史庫別名，并選擇之前定義的數據源，使報表程序能調用歷史庫中的數據，如圖3所示。

圖3 連接對應的數據庫源Fig.3 Connect the corresponding database source

打開之前建立的報表模版，將儀表位號（TAG）與對應的數據相關聯，如圖4所示，調節(jié)器模式為TAG.MA，調節(jié)器輸出為TAG.OUT，添加完成后保存?？刂苹芈肥亲詣訝顟B(tài)，則TAG.MA值為1，手動為示0。然后在Excel表格中將所有TAG.MA相加就是投用控制回路數，再做一個自控率公式就很容易的計算出裝置儀表自控率。

圖4 關聯相關數據Fig. 4 Associate related data

圖5 生成后的自控率報表Fig.5 Generating controlled rate report

3.4 設置自動生成功能

將組態(tài)好的報表保存在相應目錄下，利用自動生成軟件，按上面步驟添加完成后就會在默認的路徑（C: pt_pkg eports）下生成.rep文件，再將這個文件運行就會在C: pt_pkg eports_reportsdaily目錄下生成當前的.xls報表。日常管理中可在DCS工程師站每天或每周生成一個自控率報表，能夠一目了然的反映每個PID控制回路實時的手自動狀態(tài)，和裝置的儀表自控率，生成的自控率報表如圖5所示。

經過120萬噸延遲焦化儀表自控率統(tǒng)運行一年的實踐證明,該自動統(tǒng)計報表具有客觀性、準確性,排除了人工統(tǒng)計的人為干擾因素, 滿足了日常數據的統(tǒng)計管理,為生產管理者提供了準確的參考依據使用相同方法。采用該方法，成功地在橫河CS3000系統(tǒng)、霍尼韋爾PKS系統(tǒng)中也利用報表實現了儀表自控率自動統(tǒng)計，而且霍尼韋爾PKS系統(tǒng)報表中儀表參數是實時的，不需要設定時間，報表隨時打開隨時更新，使用更方便。

4 結論

利用DCS報表統(tǒng)計儀表自控率的同時，也在報表中將控制回路的輸入值、調節(jié)閥輸出值以及系統(tǒng)給定值列入其中，這樣更能方便的判斷出控制回路未投自動的原因，也可以將所有在30%以下開度工作的控制閥進行統(tǒng)計（在小開度下工作不符合控制閥的流量特性，對閥芯閥座腐蝕嚴重，減少控制閥的使用壽命），聯系工藝調查原因，方便對儀表設備的管理。

烏石化煉油廠為了提高儀表控制率，加強了對儀表自控投用情況的檢查和考核，對每個車間上報的數據都實地落實。儀表自控率自動統(tǒng)計的實現，使得管理者能夠很直觀的檢查上報數據的真實性，對于弄虛作假的現象加以考核，從某種程度上它也促使了儀表控制率的提升。重要的是儀表自控率自動統(tǒng)計的實現，便于對裝置的自控率進行統(tǒng)計分析和對控制閥的開度和狀態(tài)的監(jiān)控，裝置運行可靠性得到了很大提升。同時，利用DCS報表實現儀表自控率的自動統(tǒng)計也存在一定的局限性，那就是必須到操作站或者工程師站去查看，不能通過局域網上傳到網絡，因此它只適用于車間級管理，不便于廠級以上更高層的管理。

[1]北京康吉森過程控制技術有限公司. I/A series 系統(tǒng)使用手冊[Z].

[2]王錦標.淺談石化企業(yè)DCS/FCS的應用和發(fā)展[J].中國化工信息網石化自動化，2007.

[3]高娟，王世榮.化工儀表與自動控制[M].北京：化學工業(yè)出版社，2013，2.