针对霍尼韦尔TPS系统GUS操作站升级问题的探讨

摘要：大庆炼化公司应用的Honeywell 公司的DCS系统运行已经10年以上，近年故障率逐渐升高，尤其是GUS操作站面临设备老化、淘汰和升级换代的问题。作者针对实际情况，对该公司9 套TPS(TDC3000)系统的应用状况进行总结分析，提出整改方案和实施策略，重点介绍了TPS 直接升级到PKS系统的技术方案。

1、TPS 系统升级问题的现实意义

大庆炼化公司目前的DCS系统主要是日本Yokogawa （横河）公司的CS1000/3000系统和美国Honeywell（霍尼韦尔）公司TPS(TDC3000)系统。其中TDC3000系统是公司于1997年润滑油联合装置最早应用。1998年，腈纶装置、180 万吨/ 年ARGG联合装置TPS系统投入使用。2000年以后，重整加氢、350 万吨/ 年常减压、100 万吨/ 年ARGG、动力等装置陆续采用TPS系统。我公司霍尼韦尔的总共9 套DCS系统近年来，US操作站、GUS操作站、LCN网络、UCN网络的故障率逐渐提高，尤其是US和GUS操作站主机硬件出现故障，因为是已经淘汰的产品，导致修复难度增大，一些I/O 卡件厂家已经不生产，采购的只是商家的库存，因此采购成本也很高。如何解决全公司6 套TPS系统的47台GUS站的升级问题，是作为工程技术管理人员必须思考的问题。

2、目前GUS站升级策略的分析

根据目前国内同行业GUS站老化升级的方案三两种：一是用户自己对GUS主机硬件升级，软件不变；二是对GUS站的软硬件都直接升级；三是将TPS系统升级为PKS新型控制系统。下面笔者从技术性、安全性、可靠性、经济性几个方面做以分析。

2.1、GUS站的直接升级问题

Honeywell 公司的TPS系统在产品开发过程中留给用户足够的空间去改进控制策略，因此导致软件与硬件的兼容性匹配较为复杂，作为用户只有深入研究软件和硬件的兼容，才能很好地选择安装一台GUS。就是因为GUS站软件和硬件的兼容性要求严格，GUS操作站选用的机型是DELL 公司或Motorola公司配备的专用机型，这是在安装软件时的选择项，并配置Honeywell公司的专用键盘接口卡和网络接口板，装载Honeywell公司集成软件，组成了该DCS的操作站。若操作站出现故障，如从Honeywell公司购买硬件，必须捆绑购买
GUS操作站软件包，周期长，价格昂贵，给用户造成不必要的成本支出。

因此用一种工控机替代GUS操作站，并能安装GUS站的操作软件。对TPS 系列DCS的维护将提供较大帮助，同时为用户节省了维修费用。但实际情况是用户的软件安装将很麻烦，且因硬件与软件因兼容性导致GUS频繁死机，稳定性差。目前有的企业为节省费用采用工控机代替GUS专用操作站，将正常升级的GUS费用从20万元/台（包括主机、LCNP 接口板、软件费用），降低到1.5万元/台（仅主机费用），很经济，但弊端显而易见，从安全性、可靠性讲都不过关，最严重的是用户这样做的结果严重损害了Honeywell公司的利益，就谈不上产品服务了。

2.1.1、用工控机取代GUS站

此种方案的费用预算1.5万元/ 台。笔者曾经实验组装1 台GUS，但稳定性不好。下面是具体的关键工序。

工控机配置：CPU为Intel P Ⅳ2.4 GHz，40G SCSI接口硬盘，256M(DDR)内存，主板为PCA一6113P4R，专用PCI 扩展卡上集成显卡(PCA 一6006) ，集成网卡型号为DFE 530TX，带ISA 插槽，可选ZIP驱动器。

说明：对于Z 型Console 操作站而言，作为GUS主机除了LCNP 板必不可少外，还需要集成键盘接口卡(IKB12) 。

操作系统的安装：

操作系统选择英文Windows NT4.0。在大硬盘上安装时，应注意兼容问题，否则容易出现死机等问题，可采取以下2 种方法。1)先将大硬盘只分一个2G的主分区，剩余空间暂不处理，等NT系统安装完后，马上装补丁程序SP6.0 ，重启机后再用分区工具对余下空间进行分配。2) 安装双操作系统：先在C区装WIN98，再在D 区装Windows NT4.0，由于安装后的GUS操作站软件要求所在分区格式必须NTFS 格式( 可通过系统安装时选择“用NTFS格式化分区”选项来实现) ，而NTFS 格式与FAT32 不兼容，所以建议WIN98安装时选择分区为FAT 格式( 容量不超过2G) 。

在装系统过程中，一定要选择安装网卡，如果不装或安装不成功，会导致以后使用时不能打开流程图画面。一般做法是先选择系统列表中的“Microsoft loopback”选项，等系统安装完后，再用实际的网卡驱动程序进行替换。

GUS软件安装：

安装软件时要注意版本一致性，尤其是LCN版本号和Display Builer 版本号。安装时先插入“GUS TPN Software”光盘，装载GUS属性，然后插入“TPS System Software”光盘，装载GUS组件。重启机后再配置LCNP 板属性为GUS。路径是：Start>Program > Honeywell TPS> ADD Board 。

LCN 节点地址和名称的设置是Start>Pro—gram> Honeywell TPS2> Con fi guration Utility 。

安装集成操作员键盘(IKB) ：目前GUS操作站一般都配有专门的集成键盘，家用主机不支持集成键盘的关键在于没有安装专用键盘接口卡的ISA 插槽，另外软件设置也很重要。

驱动程序安装：安装GUS基本组件中，选择安装IKB 。

地址设定：IKB 键盘接口卡的跳线设置，J5用于集成键盘地址设定(J6 用于触屏地址设定) 。其对应的I ／O 端口地址是通过J7的跳线设置来实现。

集成键盘地址设定一般有2 种选择——“4 ”和“9 ”。而且该设置必须与控制面板里的“端口”(COM3) 设置保持一致。到底选哪个还需查看系统资源分配情况。因为有时候，几个设备需要相同的资源，从而导致设备冲突。表现为开机自检时找不到键盘，或能找到键盘但在进入用户登录画面时，自定义键盘灯和集成键盘上的“System Status”“Alarm Status ”等6 个报警指示灯不亮。如果发生这种情况，可以手动修改资源设置以保证每一个设置都是惟一的。然而，有的时候几种设备也可以共享相同的资源，例如PCI 设备上的中断，这取决于驱动程序和计算机。从“开始菜单”中选择“管理工具”，再打开“NT Diagnostics”，选择“IRQ ”对应的“Resourse”项，查看各设备对应的“IRQ ”地址，如果列表中“Tdcaint”(LCNP设备驱动) 对应的“IRQ ”为“9 ”时，COM3 就一定不能设“9 ”，而要设为“4 ”或其他值。在PC机上设置集成键盘的中断地址方法：首先打开控制面板，然后选择端口(Port) ，再选择COM3项进行设置，如果没有COM3 ，则应选“ADD”来增加。接着点击“Advanced”，进行如图2中所示的设置。

加载驱动程序：调用GUS组态工具，选择“Devices/Services”项，在“Integrated Keyboard Driver ”选项前打勾。另外可在服务进程中查看IKB 程序是否已启动。如果由于某种意外原因导致集成键盘不能正常使用，也可采取在该进程中将“IKB Service”停止然后再启动的方法来解决。

以上设置完成后，重新启机，运行“Native Window ”，然后直接按集成键盘上的“L0AD ”键，若出现“w ，N ，1 ，2 ，3 ，4 ，x?”字符提示，则说明集成键盘已挂上。当“Native Window ”装载完后，任务栏上状态灯由黄色变为绿色，说明流程图画面能正常调用。

G US操作站用户权限设置：  安装GUS软件包时，会自动创建一个属于“User”的“GUS”用户。用该用户登录时会启动一个批处理程序，并打开“Native Window”窗口。默认条件，GUS用户的安全权限不受限制，给维护带来安全隐患。因此必须对其进行权限设置。首先打开NT的帐户管理工具，将GUS用户隶属于“Administrator”组。然后重新用“GUS”用户登录。在开始菜单的“运行”命令行中键入“Regedt32”以打开注册表编辑器。找到键名：

[HKEY—CURRENT—USER\Software\Microsoft\Windows|CurrentVersion l Policies l Explorer并新建以下值名，类型为双字节，数据为“1”时有效。

NoCommonGroups：1  ；

NoDesktop：1；

No fi nd ：1；

Norecentdocsmenu ：1；

Norun ：1；

Nosetfolders：1；

Nosettaskbar ：1； 

Nosmhelp ：1；

Noviewconte~tmenu：l；

Notraycontextmenu：1

修改后，再用管理员用户登录，并将“GUS”用户从“Administrator ”组中删除。重新启动该操作站，一台GUS主机就安装完成。值得一提的是，一旦系统出现问题，Honeywell 专用的“快速恢复盘”不支持工控机的恢复。当然可以通过使用“Ghost”等硬盘备份工具，来实现快速的备份与恢复。

2.1.2、采用Honeywell公司指定GUS升级站

此种方案的费用预算20万元/ 台，其中DELL主机1 万元、LCNP 接口板16万元、配套GUS软件3万元。

此种方案的实施需要厂家技术人员免费现场服务，技术可靠，升级后的GUS稳定性好，但费用昂贵，且升级后的GUS不是当前Honeywell 的主流产品。因此最理想的就是将TPS 集成到PKS系统，保留原有的投资，技术先进，一步到位。

3、TPS 集成到Experion PKS^TM 过程控制系统

Experion PKS^TM是最前沿的一代过程自动化系统，它使人员与过程，经营与资产管理融合在一起，帮助过程生产厂家提高利润和生产力。TPS 集成到PKS，不仅可以充分利用PKS所带来的新技术，同时应用与维护的成本都将减少。TPS与Experion 系统的集成无需投资更换现有的控制器、IO等系统硬件，不仅保障了对原有TPS 系统的硬件投资，同时保持了工程组态和现场接线的软件投资。TPS 集成到PKS可以根据用户的时间表分步完成，并可以在线进行。

3.1、TPS 升级到PKS总体架构

根据需要，Experion 提供了许多不同的硬件和软件集成方案。图1 是一个综合性的结构示意图，该系统结构具有极强的可伸缩性，图中的许多节点是可以根据不同的需求而增减的。

3.2、TPS 集成到 PKS

通过在Experion 服务器上安装LCNP4卡并配合相应软件后，该服务器就可实现Experion对TPS的完整、无缝的集成。因其同时连接PKS与TPS系统，此服务器被称为Experion Server TPS，简称ESVT 。由此，所有的TPS数据、报警、事件被集成到Experion系统，TPS 就象是Experion系统的扩充。

在Experion的Console Station 上安装LCNP4卡并配合相应软件后，该操作站就可以不经过ESVT访问Experion 和TPS 的数据、报警和事件。