互动悬窗子图在自控运维中的研究与应用

1. 课题背景

我厂煤气化装置采用壳牌气化炉，煤种适应性广、产能大，但设备、流程复杂，控制系统复杂。切断阀数量多、动作频繁、故障率高，开停车 / 检修时需强制操作的阀门数量较多。现有操作方式低效（ ControlBuilder 响应慢、授权少、操作繁琐）。作为系统运维人员，运维压力大、易出错、且培养周期长。

基于此背景，亟需开发一种能直接在流程图界面上高效完成阀门关键参数监控与批量强制操作的工具。

2. 可行性分析

2.1 E PKS 系统简介

Experion PKS 是 Honeywell 最新一代的过程自动化系统，它将人员、过程控制和资产管理融合在一起。系统名称中的 PKS 代表 "过程知识系统 "(Process Knowledge System)。

其运行画面组态软件 HMIWeb Display Builder 基于 HTML 的标准化界面，支持 JS 和 VBS 脚本，支持流程图在线编辑。其子图模板通过 Database Link 关联过程点（Point）与参数（Parameter），并支持形参和表达式，为定制开发提供了灵活性【1】。本方案选择VBScript 进行脚本开发。子图模板修改会同步到所有实例 , 可轻松增加更多功能。

2.2 设计需求拆解

为实现气化炉装置所有切断阀工作状态监控，首先需要汇总各工艺单元所涉及的切断阀并制作表格。其次按单元分页面，每单元按阀门位号顺次排列。每个阀门对应一个子图实例。

切断阀按执行机构作用类型可大致分为单作用和双作用。单作用阀相对简单，我们以双作用切断阀为例，其关键参数主要开关限位采集通道状态、开关状态信源选择、开关电磁阀控制通道输出状态及通道模式。主体阀门符号主要对应操作面板开关指令及开关状态、连锁触发状态。

对悬窗子图模板建立如下参数映射:

图 1

动态子图 Custom Properties，定义如下形参：

CurrentPoint 实例化时对应 Control module 的 Tag Name。gsc、gso 对应 Control module 的开关限位的 DI 通道块。cls、opn 对应 Control module 开关输出的 DO 通道块。tag、prc、gpv、gop 为固定功能块引脚，类型设置 Parameter ，

缺省设置如图1 所示，设计的悬窗子图模板包含三类动态元素：

1. 状态指示类： 通过Database Link 关联过程点参数，利用颜色、勾选、文本等动画直观显示阀门关键状态（如限位开关、PV 信源Track、连锁触发、通道模式 MAN、阀位反馈、操作指令等）。

2. 参数写入类： 关联特定参数（如开 / 关指令通道值），在具备权限且通道模式为手动（MAN）时，允许操作员直接在子图上勾选/ 取消勾选进行控制。

3. 功能按钮类： 通过VBScript 脚本执行复杂操作（如PV 信源切换、通道模式批量转换），并内置二次确认机制确保操作安全。

2.3 关键按钮脚本

为规避在按钮脚本中直接声明复杂过程点参数的限制，并简化批量部署，方案引入了中间字符对象 cls_mod 和 opn_mod（关联对应参数并允许数据写入）。按钮脚本通过读写这两个中间对象的值，间接控制实际的通道模式参数（图2 展示了此映射关系）

图 2

Frc 按钮脚本如下：

Sub frc_onclick

Dim message

IF cls_mod.value =2 or opn_mod.value =2 Then message msgbox("Force manual?",vbyesno,"CurrentPoint") IF message VBYES Then cls_mod.value =1 opn_mod.value =1 End IF

Else message Σ=Σ msgbox("back Cascade?",vbyesno,"CurrentPoint") IF message VBYES Then cls_mod.value =2 opn_mod.value =2 End IF

End IF

End Sub

3. 最终效果图

图 3

如图3 所示，部署后的悬窗子图集合监控界面，使运维人员能快速、直观地掌握所有切断阀的关键状态（如阀位反馈、限位状态、信源模式、通道模式、连锁状态、指令输出）。在具备权限的前提下，该界面支持直接在流程图画面完成：

·PV 信源选择（应对限位故障）

·阀门控制通道模式批量切换（便于调试或隔离）

·阀门控制通道输出直接控制（执行强制开关或断电）等核心操作，显著提升了阀门监控与批量操作的效率与安全性。

4. 结语

本文针对气化炉装置阀门运维效率低下的痛点，设计并实现了基于EPKS 系统的定制互动悬窗子图方案。该方案成功将阀门关键参数监控与批量强制操作功能集成到流程图界面，显著减少了繁琐的鼠标点击和界面切换操作。实践表明，该方案有效：

·降低了运维操作的复杂性和学习成本。

·提升了开停车、检修调试期间阀门批量操作的效率和准确性。

·减轻了运维人员的工作负担与操作风险。

·为化工装置连续、安全、高效运行提供了有力的自动化运维支持工具。

5. 参考文献

【1】Honeywell.  Experion PKS Graphics Configuration Guide (Document LYT001147).