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分散控制系统（DCS）知识讲解分散控制系统技术规范（硬件与软件）一、总则1、DCS系统功能：模拟量控制(MCS)，锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)、顺序控制(SCS)和数据采集(DAS)，以满足各种运行工况的要求，确保机组安全、高效运行。
2、DCS应由分散处理单元、数据通讯系统和人机接口组成。
3、DCS系统应易于组态，易于使用，易于扩展。
4、DCS的设计应采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不应影响整个系统的工作。
5、系统的参数、报警和自诊断功能应高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统应在功能和物理上适当分散。
6、DCS应采取有效措施，以防止各类计算机病毒的侵害和DCS 内各存贮器的数据丢失。
7、整个DCS的可利用率至少应为99．9％。
二、硬件要求1、一般要求（1）系统使用以微处理器为基础的分散型的硬件。
（2）所有模件均应是固态电路，标准化、模件化和插入式结构。
（3）模件的编址不应受在机柜内的插槽位置所影响，而是在机柜内的任何插槽位置上都应能执行其功能。
2、处理器模件（1）处理器模件应各司其职(功能上应分离)，以提高系统可靠性．处理器模件应使用I／O 处理系统采集的过程信息采完成模拟控制和数字控制．（2）处理器模件带有LED自诊断、显示。
（3）处理器模件若使用随机存取存储器(RAM)，则应有电池作数据存储的后备电源，电池的更换不应影响模件的工作。
（4）某一个处理器模件故障，不应影响其它处理器模件的运行。
此外，数据通讯总线故障时，处理器模件应能继续运行。
（5）对某一个处理器模件的切除，修改或恢复投运，均不应影响其它处理器模件的运行。
（6）执行机组联锁保护和重要的模拟量控制功能的控制器应冗余配置。
（7）冗余配置的处理器模件与系统均应有并行的接口，即均能接受系统对它们进行组态和组态修改。
处于后备状态的处理器模件，应能不断更新其自身获得的信息。
DCS基础知识DCS系统（DIstirbuted Control System，分散控制系统）是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂应运而生的综合控制系统，它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物，可提供窗口友好的人机界面和强大的通讯功能。
是完成过程控制、过程管理的现代化设备。
针对不同行业、不同项目，在充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术的基础上，使用各种分散控制系统（DCS），高质量、高标准的完成工程设计、组态、成套供货、现场启动调试、性能测试及考核验收，推出切实可行的技术方案。
系统的主要技术概述1、系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成。
系统具备开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口。
2、硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。
底层汉化的软件平台具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力；易于组态，易于使用。
支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。
3、系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障，均不会影响整个系统的工作。
4、系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印，控制系统在功能和物理上真正分散。
5、整个系统的可利用率至少为99.9％；系统平均无故障时间为10万小时，实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。
6、“域”的概念。
把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统，一个分系统构成一个域，各域共享管理和操作数据，而每个域内又是一个功能完整的DCS系统，以便更好的满足用户的使用。
7、网络结构可靠性、开放性及先进性。
在系统操作层，采用冗余的100Mbps以太网；在控制层，采用冗余的100Mbps工业以太网，保证系统的可靠性；在现场信号处理层，12Mbps的PROFIBUS总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。
分散控制系统讲义DCS的体系结构分散控制系统(Distributed Control System, DCS)是一种基于计算机网络的控制系统，用于监控和控制工业过程中的多个设备和系统。
DCS的体系结构是一个分布式的架构，包括多个分散的控制器，这些控制器通过通信网络进行连接和交互。
本文将详细介绍DCS的体系结构。
DCS的体系结构主要由以下几个组成部分组成：1.控制器：DCS的核心部分就是控制器，它负责处理过程中的各种信号和数据，并根据设定的控制策略来执行相应的操作。
通常情况下，一个DCS系统包含多个控制器，每个控制器负责控制一个或多个设备或系统。
控制器通常由工作站或嵌入式计算机组成。
2.通信网络：DCS系统中所有的控制器、设备和工作站都通过通信网络进行连接和通信。
通信网络可以根据具体需求选择不同的技术，如以太网、现场总线等。
通信网络的稳定性和可靠性对DCS系统的工作非常重要，因为它直接影响了设备之间的通信和数据传输。
3.人机界面：DCS系统提供了一个人机界面，用于监控过程状态和操作控制器。
人机界面通常由一台或多台工作站组成，工作站上配备有显示屏、键盘和鼠标等输入设备。
操作人员可以通过人机界面查看实时数据、控制设备和执行报警处理等操作。
4.设备/系统：DCS系统可以控制和监测多种设备和系统，如发电机、输电系统、制造过程等。
每个设备或系统都有一个或多个控制器与之对应，通过控制器的指令来实现相应的控制操作。
5.数据存储和处理：DCS系统需要存储和处理大量的数据，包括实时数据、历史数据和配置数据等。
数据存储和处理通常由一个或多个数据库服务器来完成，数据库服务器负责数据的存储和检索等操作。
DCS的体系结构具有以下几个特点：1.分布式控制：DCS系统的控制器分布在不同的位置，可以同时控制多个设备和系统。
这种分布式的控制方式使得系统更加灵活和可靠，同时也降低了系统的复杂性。
2.可靠性：DCS系统具有高度可靠性，即使一个或多个控制器发生故障，系统依然可以正常工作。
第一章分散控制系统（DCS）一、DCS系统SM 系列硬件系统是和利时公司基于现场总线技术而设计、开发的分布、开放式过程控制硬件系统，具有先进、可靠、高效、节能等特点。
SM 系列硬件系统的体系结构如下图所示，主要由工程师站、操作员站、主控机笼、I/O 机笼、端子模块和通讯网络等组成。
工程师站工程师站是配有系统组态软件的计算机，工程师站对应用系统进行功能组态，包括操作员站组态和控制器组态，并进行在线下装和在线调试，是工程师对工程实施各种控制策略和人机交互方式的工作平台。
操作员站操作员站由配有实时监控软件和各种可配置的人机接口设备的计算机，完成对生产过程和现场参数的实时监视与操作。
操作员站可全面完成对现场工艺状况的显示、报警、打印、历史数据记录和再现及报表等功能。
工程师站和操作员站均运行在基于Windows NT/2000 构架的PC 平台之上。
现场控制机柜SM 系列硬件系统的基础硬件设备如主控机笼(SM110)、扩展机笼(SM111)、端子模块等均置于现场控制机柜（FP051）中，它既可以在控制室中采用柜式集中安装，也可以分散安装。
每个控制机柜正面安装机笼，机笼之间的通讯联系通过预制电缆（SX00x/DB9）连接；每个机笼可以安装10 个模块，主控机笼中安装2 个电源模块（SM900）＋2 个主控模块(SM201)＋6 个I/O 模块，扩展机笼中安装2 个电源模块（SM900）＋8 个I/O 模块；控制机柜背面有三列导轨，可以安装45个100 型端子模块（SM37x）,或30 个150 型端子模块（SM32x），或15 个300 型端子模块（SM36x、SM38x）。
主控单元置于主控机笼内部的冗余主控模块是整个SM 系列硬件系统的控制单元，采用双机冗余配置，内部具有硬件构成的冗余切换电路和故障自检电路，是实施各种控制策略的平台，也是系统网络和控制网络之间的枢纽。
主控单元采用嵌入式无风扇设计，超低功耗运行（7.5W@24VDC），用于执行各种实时任务（算法、I/O 管理等）的调度、运算。
火力发电厂DCS控制系统摘要：发电领域中，DCS系统应用较为广泛，在发电工作效率与故障控制方面起到了一定的基本作用。
该系统在发展过程中受到诸多因素的影响，出现了很多不足，因此为了能够降低这些不足和问题发生的几率，需要有针对性地采取有效措施，从而发挥其自身作用。
关键词：火力发电厂；DCS控制系统1.DCS相关概述1.1 DCS定义DCS是分布式控制系统的英文缩写，国内一般习惯称之为集散控制系统。
这种集散控制系统的运行控制过程以及功能的实现需要以多组计算机为依托，通过4C技术的应用，实现控制、操作、管理等全过程的自动化，有效减少了人工作业量，受到各行各业的青睐，推动了我国社会经济的工业化发展进程。
1.2 DCS控制系统的工作原理DCS是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
目前DCS系统包括三大部分：带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口。
操作站是DCS的重要组成部分，工程师站给控制器和操作站组态，历史站记录生产过程的历史数据，三者集中在一起使DCS系统通信功能增强，信息传输速度和吞吐量加快加大，为信息的综合管理提供了基础。
1.3 DCS控制系统应用优势1.3.1提升系统可靠性DCS系统通常是由信号控制，软件控制，硬件设备构成，通过采取有机控制模式进行离散环境的集中监管，从而对生产流程进行全面优化。
在此过程中，电路系统和相关硬件均能够实现全面控制，从而使多变量得到进一步优化，在某种情况下，单回路控制是DCS控制系统中不可或缺的一部分。
DCS控制系统应用过程中，在一定程度上改进信号传输形式，使用二进制数字信号代替传统的电子模型信号，在实现信号传输过程中，具有较为明显的优势。
不仅能够更为有效的抵抗外界干扰。
同时也在很大程度上提升信号传输精准度和传输质量，大大降低信号传输误差，确保实现更为准确的信号传输。
与此同时，DCS系统构架也随着传输信号的简洁化而简化，确保简化处理不必要线路及抗干扰器，大大提升DCS控制系统信号传输的可靠性和有效性。
火力发电厂分散控制系统(DCS)基本知识
1.分散控制系统（DCS）
分散控制系统，英文名称distributed control system，简称DCS。
可以理解为：集中监视，分散控制的计算机系统。
DCS系统按照功能可以分为：数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、炉膛安全监控系统（FSSS）、顺序控制系统（简称SCS，有时旁路控制系统BTC和电气控制系统ECS作为SCS的子功能）、数字电液控制系统（DEH）、汽机保护系统（ETS）。
部分火力发电厂汽机保护系统ETS用PLC来实现、旁路控制系统BTC使用专用控制系统（不包含在DCS系统内）。
DCS系统也可以按照工艺系统来划分。
比如某电厂的DCS系统按工艺系统划分为：一号锅炉控制系统、一号汽机控制系统、二号锅炉控制系统、二号汽机控制系统。
2.数据采集系统（DAS）
数据采集系统，英文名称data acquisition system，简称DAS。
采用数字计算机系统对工艺系统和设备的运行参数进行测量，对测量结果进行处理、记录、显示和报警，对机组的运行情况进行计算和分析，并提出运行指导的监视系统。
DAS至少有下列功能：
●显示：包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示等。
●制表记录：包括定期记录、事故顺序记录（SOE，毫秒级扫描周期，信号类型为开关量输入DI）、跳闸一览记录等。
●历史数据存储和检索。
注：操作员站相应时间测试。
3.模拟量控制系统（MCS）
模拟量控制系统，英文名称modulating control system，简称MCS。
是指系统的控制作用由被控变量通过反馈通路引向控制系统输入端所形成的控制系统，也称闭环控制或反馈控制。
其输出量为输入量的连续函数。
火力发电厂模拟量控制系统，是锅炉、汽轮机及其辅助运行参数自动控制系统的总称。
火力发电厂主要自动一般有：协调控制系统、给水控制（汽包水位控制）、炉膛负压控制、送风控制(包含氧量校正)、燃料控制、过热器减温水控制、再热器减温水控制、除氧器水位控制、凝汽器水位控制等。
4.炉膛安全监控系统（FSSS）
炉膛安全监控系统，英文名称furnace safety supervisory system，简称FSSS。
当锅炉炉膛燃烧熄火时，保护炉膛不爆炸（外爆或内爆）而采取监视和控制措施的自动系统。
主要功能分为：燃烧器控制系统（BCS）、炉膛安全系统（FSS）。
BCS主要功能：油燃烧、煤燃烧；油燃烧包括：炉前燃油系统控制（油枪、点火枪、吹扫阀、雾化阀控制及油四角顺序控制）；煤燃烧包括：制粉系统控制及顺控。
FSS的主要功能：炉膛吹扫、油燃料系统泄漏试验、燃料跳闸（MFT和OFT）。
MFT跳闸继电器原理图：
（1）不完善的电源系统
（2）完善的电源系统及控制回路
5.顺序控制系统（SCS）
5.1顺序控制系统，英文名称sequence control system，简称SCS。
对火电机组的辅机及辅助系统（不包括外围系统），按照运行规律规定的顺序实现启动或停止过程的自动控制系统。
主要功能：相关系统的顺序控制，相关设备的启动\停止、联锁保护，相关阀门的开\关、联锁等；旁路控制系统TBC；电气控制系统ECS。
顺序控制系统中的重要辅机有：空预器、引风机、送风机、一次风机、凝结水泵、循环水泵、电动给水泵、汽动给水泵前置泵。
5.2汽机旁路控制系统（TBC）
汽机旁路控制系统，英文名称turbine bypasss control system，简称TBC。
主要功能是对汽轮机高、低压旁路系统进行控制。
●旁路装置的功能：
●改善机组的启动性能。
机组在各种工况（冷态、温态、热态和极热态）用高压缸或中压缸启动时，投入旁路系统控制锅炉蒸汽使之与汽机汽缸金属温度较快的相匹配，从而缩短机组启动时间和减少蒸汽向空排放及减少汽机循环寿命损耗，实现机组的最佳启动。
●机组正常运行时，高压旁路装置作为超压保护安全装置。
一旦主蒸汽压力超过高压旁路装置的设定值，高压旁路阀快速开启，并按照机组主蒸汽压力进行自动调节，直至恢复到正常值。
旁路能适应机组定压和滑压两种运行方式，并配合机组控制实现调节负荷的作用。
当汽机负荷低于锅炉最低稳燃负荷时，（不投油稳燃负荷）通过旁路装置的调节，使机组允许稳定在低负荷状态下运行。
5.3电气控制系统（ECS）
电气控制系统，英文名称electric control system，简称ECS。
主要功能是对电气高、低压厂用电源系统进行控制。
6.数字电液控制系统（DEH）
数字电液控制系统,，英文名称digital electric hydrology control system，简称DEH。
基本功能包括：转速控制、负荷控制、阀门管理、阀门试验等。
7.控制室及电子设备间的温度和湿度
a）电子设备间的环境温度宜保持在18℃～24℃，温度变化率应小于或等于5℃h。
b）相对湿度宜保持在45％～70％（对近海电厂，相对湿度宜控制在35％～45％），在任何情况下，不允许结露。
冬季相对湿度不能维持在此范围内时，最低值应以不产生静电为宜；当空调设备发生故障时，应严密监视室温不超过制造厂允许值。
8.分散控制系统远程设备环境
分散控制系统现场布置的远程设备环境的空气质量、温度、湿度应满足制造厂的要求。
9.电磁干扰
a）机组运行时，在电子设备室内不宜使用产生电磁干扰的设备（如移动电话、对讲机等）。
遇特殊情况需要使用时，应按制造厂规定进行（机柜门关闭，距机柜2m以外使用）。
b）机组运行时，严禁在电子设备间使用电焊机、冲击钻等强电磁干扰设备。
10.装修材料
控制室和电子设备室内装修材料除按设计规范选用外，还应考虑防静电、防滑吸光的要求。
11.分散控制系统电源
分散控制系统正常运行时，应由UPS供电。
对于未设冗余UPS备用电源的情况，当UPS故障时，允许短时直接取自保安电源作为备用电源。
每路进线应分别接在不同供电的母线段上。
正确接法：。
