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第1篇一、项目背景随着我国工业自动化程度的不断提高，过程控制系统（DCS）在工业生产中的应用越来越广泛。
DCS（Distributed Control System）即分布式控制系统，是一种广泛应用于化工、石油、电力、冶金等行业的自动化控制系统。
DCS系统具有高度集成、可靠性高、易于维护等优点，能够实现对生产过程的实时监控和精确控制。
本文针对某化工企业的DCS工程项目，进行方案设计。
二、项目需求分析1. 生产工艺需求本项目涉及的生产工艺包括原料进料、反应、分离、精制等环节。
根据生产工艺要求，需要对生产过程中的关键参数进行实时监控，如温度、压力、流量、液位等，并实现对关键参数的精确控制。
2. 安全性需求为了保证生产安全，DCS系统应具备以下功能：（1）安全联锁：在工艺参数出现异常时，系统应能自动切断相关设备，防止事故扩大。
（2）紧急停车：在紧急情况下，操作人员可手动启动紧急停车，迅速切断所有设备。
（3）故障报警：系统应能实时检测设备故障，并及时发出报警信号。
3. 可靠性需求DCS系统应具备以下可靠性要求：（1）冗余设计：关键部件应采用冗余设计，确保系统在单点故障情况下仍能正常运行。
（2）故障自恢复：系统应具备故障自恢复功能，在检测到故障后，自动切换至备用设备。
（3）数据备份：系统应定期对数据进行备份，防止数据丢失。
4. 通信需求DCS系统应具备以下通信需求：（1）现场总线：采用符合国际标准的现场总线，实现现场设备与控制室之间的通信。
（2）以太网：采用高速以太网，实现控制室与上层管理系统之间的通信。
（3）无线通信：在必要时，支持无线通信，实现远程监控和控制。
三、方案设计1. 系统架构本项目DCS系统采用分层分布式架构，主要包括以下层次：（1）现场设备层：包括传感器、执行器、现场控制器等。
（2）控制层：包括工程师站、操作员站、现场控制器等。
（3）管理层：包括生产管理站、调度管理站、企业资源计划（ERP）系统等。
DCS的工程设计方案DCS系统（分散控制系统）是一种在工业自动化领域广泛应用的控制系统。
它由分布在不同区域的多个控制器和分散在不同设备上的传感器、执行器等组成，利用现代控制理论和计算机技术，实现生产线或工厂的自动化控制和管理。
在进行DCS的工程设计过程中，首先需要考虑的是需要自动化控制的具体过程或系统。
这可以包括各种工业生产线，如化工、电力、水处理、石油等。
在确定了需要控制的过程之后，下一步就是进行详细的系统设计。
首先，需要确定系统的整体结构。
DCS系统采用了分散控制的思想，所以在系统设计中应该考虑到主控制器、子控制器和各个子系统之间的通讯方式和协议。
通常，主控制器负责整个系统的协调和管理，而每个子控制器则负责具体的子系统控制。
通信可选择以太网、Modbus、Profibus等各种通信协议。
其次，需要确定系统的硬件设备。
硬件设备包括各种传感器和执行器，如温度传感器、液位传感器、阀门执行器等。
在选择硬件设备时，需要考虑到其可靠性、精确度和适应性等因素。
接下来，需要进行控制策略的设计。
控制策略是DCS系统的核心部分，它决定了系统如何对输入信号作出响应并产生相应的控制输出。
控制策略可以通过PID控制、模糊控制、神经网络控制等多种方式进行实现。
针对不同的工艺过程，可以选择不同的控制策略来最大程度地提高系统的稳定性和性能。
此外，还需要考虑系统的安全性和可靠性。
在设计DCS系统时，必须考虑到防火、防爆、防雷、防震等各种安全因素，并且采取相应的措施来保证系统的安全运行。
同时，为了避免系统发生故障或停机，需要对系统进行备份和冗余设计，以确保即使出现故障，系统依然能够正常运行。
最后，为了方便系统的维护和管理，还需要考虑系统的监控和诊断功能。
通过在系统中设置相应的监控点和诊断机制，可以实现对系统各个部分的实时监测和故障排查。
同时，还可以利用数据采集和存储技术，对系统运行情况进行记录和分析，以便于对系统性能进行优化和改进。
国电智深公司DCS系统介绍国电谏壁百万超超临界机组DCS系统正式列为国家新技术示范项目日前，国家能源局正式批复国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS 系统为国家新技术示范项目，这是继国电庄河电厂六十万超临界机组DCS系统列为国家技术示范工程之后，国电集团再次承担的发电机组DCS系统新技术引领和推广的国家示范项目。
批复要求国电集团通过示范项目，形成产学研相结合的火电机组自动化控制系统技术创新体系，培养人才队伍，提高百万千瓦级超超临界机组自动化控制系统的整体与功能设计、硬件研制、应用软件开发组态和调试应用等能力水平，促进自主化DCS系统在百万千瓦级超超临界机组的推广应用。
国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS系统工程是国电集团百万机组自主化控制系统攻关课题依托项目，也是国家863重点项目“火电行业重大工程自动化成套控制系统”依托工程。
项目的成功示范必将推动我国在该领域的技术进步。
国家新技术示范项目是国家为实现首台套应用突破的重大装备而设立的，国电谏壁电厂示范项目的正式命名体现了国家对重大装备自主研发应用的支持和肯定，也是对国电集团科技产业雄厚技术水平和实力的充分肯定。
国电谏壁电厂百万超超临界机组DCS系统采用国电智深公司自主研发的EDPF-NT+分散控制系统，该系统已经成功推广应用于十多台六十万超临界机组，并正在六台超超临界机组上得到应用。
目前该项目已基本完成系统组态等工作，发货到现场，开始接线工作，项目配套应用虚拟控制器的全仿真机进入到调试最后阶段，开始先行对控制策略等进行验证，为系统顺利投运打下了良好基础。
预计国电谏壁电厂首台百万超超临界机组将于明年年初正式发电并网运行。
国电智深公司DCS系统助庄电60万机组获得全国发电可靠性金牌2010年5月28日，在国家电监会和中电联联合举办的2009年度电力可靠性指标发布会上，采用国电智深公司自主知识产权的DCS 系统实现机组主、辅一体化控制的大连庄河发电公司1号机组被授予“2009年度全国发电可靠性金牌机组”荣誉称号，成为中国国电集团公司唯一获此殊荣的机组。
：《Dcs绪论》本论题共有17人回复。
DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的变革，七十年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也没有动态流程图，通讯网络基本上都是轮询方式的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令牌方式；九十年代操作站出现了通用系统，九十年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开始采用以太网。
总的来看，变化主要体现在Ｉ／Ｏ板、操作站和通讯网络。
控制器相对来讲变化要小一些。
操作站主要表现在由专用机变化到通用机，如PC机和小型机的应用。
但是目前它的操作系统一般采用UNIX，也有小系统采用NT，相比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机现象。
I/O板主要体现在现场总线的引入DCS系统。
从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它的特殊性，所以DCS也就出现了不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石化比较熟悉，其产品在石化行业应用较多，而ＢAILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。
用户在选择DCS 的时候主要是要注意其技术人员是否对该生产工艺比较熟悉；然后要看该系统适用于多大规模，比如NT 操作系统的就适应于较小规模的系统；最后是价格，不同的组合价格会有较大的差异，而国产的DCS系统价格比进口的DCS至少要低一半，算上备品备件则要低得更多。
DCS由四部份组成：I/O板、控制器、操作站、通讯网络。
I/O板和控制器国际上各DCS厂家的技术水平都相差不远，如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少，算法的组合有些不一样，I/O板的差别在于有的有智能，有些没有，但是控制器读取所有I/O数据必须在一秒钟内完成一个循环；操作站差别比较大，主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用NT操作系统、采用专用的还是通用的监视软件,操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象；差别最大的是通讯网络，最差的是轮询方式，最好的是例外报告方式，根据我们的实验，其速度要相差七八倍。
DCS逻辑说明4.锅炉顺序控制系统（BSCS）设计说明4.1 总则锅炉顺序控制系统(BSCS)包括锅炉烟风系统、锅炉辅机设备及系统的控制、联锁、保护功能。
BSCS 系统分布在6个控制器（DPU107、DPU108、DPU109、DPU110、DPU111、DPU112）中，各个控制器中的BSCS 系统具体分配如下：DPU107控制器：暖风器、主给水等相关设备；DPU108控制器：A侧烟风系统，包括A空预器、A送风机、A引风机、A一次风机；DPU109控制器：B侧烟风系统，包括B空预器、B送风机、B引风机、B一次风机以；DPU110控制器：锅炉排放水、再热器减温水、过热器减温水等相关设备；DPU111控制器：锅炉除渣、A层炉膛吹灰器等相关设备；DPU112控制器：B层炉膛吹灰器、C层炉膛吹灰器以及长吹灰器等相关设备；4.2 控制逻辑说明4.2. 1 空预器4.2.1.1 A空预器出口一次风档板电动门联锁开条件：A一次风机子组开出口冷风门及空预器一次风出口门指令(STEP3)联锁关条件：A空预器停止(主辅电机全停,延时10秒)4.2.1.2 A空预器出口二次风档板电动门保护开条件:FSSS要求强制通风（因所有送风机或者所有引风机全停引起MFT跳闸，通风维持300秒）联锁开条件（下列任一条件满足）：（1） A引风机启动建立空气通道指令（下列条件全部满足）a．A引风机子组开出口门/建立空气通道b．A送风机停止c．B引风机停止d．B号送风机停止（2） B引风机启动建立空气通道指令（下列条件全部满足） a．B引风机子组开出口门/建立空气通道b．B送风机停止c．A引风机停止d．A号送风机停止（3） A空预器主驱动电机运行（4） A空预器备用驱动电机运行联锁关条件：A空预器停止,且B空预器运行4.2.1.3 A空预器入口烟气挡板1/2开允许条件：空预器运行，且挡板无故障保护开条件：FSSS要求强制通风，且引风机全停联锁开条件（下列任一条件满足）：（1） A引风机启动建立空气通道指令（2） B引风机启动建立空气通道指令（3） A空预器主驱动电机运行（4） A空预器备用驱动电机运行（5）同操联锁关条件（下列条件全部满足）：A空预器停止4.2.1.4 A空预器主电机启允许条件（下列条件全部满足）：（1） A空预器主电机变频控制电源正常（2） A空预器主电机变频柜远方控制（3） A空预器主电机变频器无故障（4） A空预器主电机不在低速水洗状态（5） A空预器备用电机停止（6） A空预器顶部轴承油温正常（<70℃）（7） A空预器底部轴承油温正常（<70℃）（8）无跳闸条件（9）无故障联锁启条件：A空预器备用电机跳闸，联启，加延时3S停允许条件（下列条件任一满足）：A引风机停止且A送风机停止（单侧风机均停）且A空预器入口烟气温度低于125℃（无定值）4.2.1.5 A空预器备用电机启允许条件（下列条件全部满足）：（1） A空预器备用电机变频控制电源正常（2） A空预器备用电机变频柜远方控制（3） A空预器备用电机变频器无故障（4） A空预器备用电机不在低速水洗状态（5） A空预器主电机停止（6） A空预器顶部轴承油温正常（<70℃）（7） A空预器底部轴承油温正常（<70℃）（8）无跳闸条件（9）无故障联锁启条件：A空预器主电机跳闸，联启，加延时3S停允许条件（下列条件任一满足）：A引风机停止且A送风机停止（单侧风机均停）且A空预器入口烟气温度低（低于125℃（无定值））4.2. 2. B空预器4.2.2.1 B空预器出口一次风档板电动门联锁开条件：B一次风机子组开出口冷风门及空预器一次风出口门指令(STEP3)联锁关条件：B空预器停止(主辅电机全停,延时10秒)4.2.2.2 B空预器出口二次风档板电动门保护开条件:FSSS要求强制通风（因所有送风机或者所有引风机全停引起MFT跳闸，通风维持300秒）联锁开条件（下列任一条件满足）：（1） A引风机启动建立空气通道指令（下列条件全部满足）a．A引风机子组开出口门/建立空气通道b．A送风机停止c．B引风机停止d．B号送风机停止（2） B引风机启动建立空气通道指令（下列条件全部满足）a．B引风机子组开出口门/建立空气通道b．B送风机停止c．A引风机停止d．A号送风机停止（3） B空预器主驱动电机运行（4） B空预器备用驱动电机运行联锁关条件：B空预器停止,且A空预器运行4.2.2.3空预器入口烟气挡板1/2开允许条件：空预器运行，且挡板无故障保护开条件：FSSS要求强制通风，且引风机全停联锁开条件（下列任一条件满足）：（1） A引风机启动建立空气通道指令（2） B引风机启动建立空气通道指令（3） B空预器主驱动电机运行（4） B空预器备用驱动电机运行（5）同操联锁关条件（下列条件全部满足）：B空预器停止4.2.2.4 B空预器主电机启允许条件（下列条件全部满足）：（1） B空预器主电机变频控制电源正常（2） B空预器主电机变频柜远方控制（3） B空预器主电机变频器无故障（4） B空预器主电机不在低速水洗状态（5） B空预器备用电机停止（6） B空预器顶部轴承油温正常（<70℃）（7） B空预器底部轴承油温正常（<70℃）（8）无跳闸条件（9）无故障联锁启条件：B空预器备用电机跳闸，联启，加延时3S停允许条件（下列条件任一满足）：B引风机停止且B送风机停止（单侧风机均停）且B空预器入口烟气温度低（低于125℃（无定值））4.2.2.5 B空预器备用电机启允许条件（下列条件全部满足）：（1） B空预器备用电机变频控制电源正常（2） B空预器备用电机变频柜远方控制（3） B空预器备用电机变频器无故障（4） B空预器备用电机不在低速水洗状态（5） B空预器主电机停止（6） B空预器顶部轴承油温正常（<70℃）（7） B空预器底部轴承油温正常（<70℃）（8）无跳闸条件（9）无故障联锁启条件：B空预器主电机跳闸，联启，加延时3S停允许条件（下列条件任一满足）：B引风机停止且B送风机停止（单侧风机均停）且B空预器入口烟气温度低（低于125℃（无定值））4.2.3 送风机4.2.3.1 A送风机子功能组启动功能组步序：（1）启油站（2）关入口动叶（动叶调节执行机构反馈小于5%）（3）关出口门（4）启风机，延时15秒（5）开出口门停止功能组步序：（1）动叶调节执行机构切手动并关动叶（动叶调节执行机构反馈小于5%）（2）停风机（3）关出口门4.2.3.2 A送风机相关设备逻辑4.2.3.2.1．A送风机出口挡板电动门保护开条件（下列条件全部满足）：FSSS要求强制通风，延时60秒,发3秒脉冲。
目录第一章项目设计要求2一、工艺设计要求21. 工艺简介22．AE2000系列过程控制实验装置艺流程图33. 工艺要求测点清单54、工艺控制方案要求5（1）复杂控制系统方框图5二、DCS系统设计要求61、DCS系统规模配置72、用户授权设置83、监控操作要求8第二章 DCS系统硬件设计11一、 DCS系统控制站卡件的数目的配置11第三章 DCS系统软件设计13一、用户授权设置13二、硬件组态141、新建组态文件142、主机设置143、I/O设置154、常规控制方案的组态165、操作小组配置176、数据分组分区177、操作画面设置：17第四章实时监控仿真调试20一、仿真运行监控画面201.启动实时监控画面202.实时监控的登录213.实时监控操作21第五章 DCS系统运行调试27一．调试前准备工作271.工艺装置阀门的设置272.控制台上电273.DCS系统上电274.操作站地址设置28二、控制站硬件安装检查281.主控卡的安装与地址设置282.数据转发卡安装与地址设置283.I/O卡安装284.端子板安装检查285.网络信号线的连接28三、操作站硬件安装检查281.PC机282.工程师站软件狗。
操作站软件狗28四、DCS系统上电28五、网络调试28六、组态文件的编译、下载、和传输281.组态文件的编译282.组态文件的下载293.组态文件的传送294.系统故障检查、诊断29七、登录监控29第六章总结30第七章致31第八章参考文献32毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
1000MW超超临界机组DCS系统国产化三步走工控摘要：国电智深公司在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化这一重大目标上采取了三步走战略，即泰州北仑工程服务、龙山庄河奠定基础、谏壁项目实现国产化。
一、消化、创新、推进三步走战略国电智深公司在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化这一重大目标上采取了三步走战略，即泰州北仑工程服务、龙山庄河奠定基础、谏壁项目实现国产化。
具体地说，通过承担泰州和北仑电厂1000MW超超临界机组DCS系统工程技术服务，深入研究超超临界机组的控制对象特性和控制技术，了解掌握超超临界机组对DCS系统性能指标、功能和规模上的要求;与此同时，采用自主化DCS系统实现龙山600MW亚临界直接空冷机组和庄河600MW超临界机组的控制，从而在系统平台上为超超临界机组DCS系统的国产化打下坚实基础;最终在谏壁1000MW超超临界机组上，实现超超临界火电机组DCS系统的国产化。
目前泰州电厂1号机组已投运商业运行，2号机组即将完成168小时试运，北仑项目已开始现场调试;采用国电智深自主化DCS系统的龙山600MW直接空冷亚临界机组已于2007年1月投运，成为首批成功在600MW机组上使用的国产DCS系统;采用国电智深自主化DCS系统的国家发改委“十一五”国家技术进步示范工程——庄河600MW超临界机组已于2007年8月成功投运，实现了国产DCS在600MW超临界机组上的历史性突破;谏壁1000MW超超临界机组DCS系统项目合作协议已签订，并列为国家863项目《火电行业重大工程自动化成套控制系统》的示范工程。
可以说，国电智深在实现1000MW超超临界机组DCS系统国产化战略目标的征程上已成功跨越前两步，正开始迈入最关键的第三步。
(一)百万超超临界机组工程服务1、泰州1000MW超超临界机组DCS系统工程服务国电泰州电厂2×1000MW超超临界机组锅炉采用哈尔滨锅炉厂引进日本三菱公司技术的变压运行、带中间混合集箱垂直管圈水冷壁直流炉，八角双火焰切圆燃烧方式，汽轮机和发电机由哈尔滨汽轮机厂和发电机厂与日本东芝公司联合设计制造。
可编辑修改精选全文完整版1、DCS的控制机柜1.1、规格：2100*800*700mm、2260*800*700mm机柜样式为：前单开玻璃门，后双开门1.2 、DCS玻璃门控制机柜的正面主要安装控制器I/O模件、电源、隔离继电器和网络接口等设备。
1.3 、DCS玻璃门控制机柜背面两边布置两排竖排端子，用以连接现场热电阻、热电偶、模拟量信号以及开关量输入输出信号。
(附图)1.4、控制FCS机柜（远程柜）规格：1800*900*500mm、1300*900*500mm机柜样式为：前单开门现场总线控制机箱的材料为不锈钢、优质冷轧板，具有防水、防尘、防腐蚀功能，其防护等级为IP56，可以满足全露天布置环境。
(附图)1.5、箱主要安装控制器2500C、2500I/O模件,以及电源等设备。
1.6、左右布置有端子，用以连接现场热电阻、热电偶、模拟量信号以及开关量输入输出信号。
1.7、根据具体配置,每个现场总线控制机箱最多可布置四个2500控制器及相应的I/O模件。
通过Profibus或Modbus通讯电缆与DPU相连。
操作台1.8、操作员员站样式（附图）。
1.9、操作员站上可布置后备操按钮（紧急停炉、停机、汽包紧急放水门等）2、DCS的电源和接地2.1、 NETWORK6000系统中各分散处理站通常广泛的分布于全厂，除了非常小的系统，整个系统实现单点接地是不太实际。
但在大部分NETWORK6000的应用中，组成系统的分散站分布在全厂许多地区。
例如，分散站可以在控制室，计算机室、循泵房、制粉车间等。
通过在各个分散处理站之间建立“区域接地”可以实现单点接地。
所有数据高速公路的接地阻抗，必须遵循≤2欧姆的原则。
一般来说，把在半径为15米的圆形区域内的所有站定义为一个耦合站，对于接地来说，这一限制指的是从站的中心接地点到某个工作站的最大电缆长度。
藕合站内的各站点必须在离中心接地点15米的电缆长度范围内。
每个选定的藕合站位置中都应有一个相应的接地点或接地网，为保证系统的正常操作，所有藕合站接地时，应遵循以下规则：不要通过非NETWORK6000设备接地；不要接在高压设备使用的地线上；不要通过NETWORK6000部件对非NETWORK6000设备（除标准外设以外）进行接地；不要通过建筑构件接地,如工字梁等；在工作站簇内接地线不要超过15米。
收稿日期:2004211209;修改稿收到日期:2005202210作者简介:郝自力(1969-),男,安徽肖县人,1991年毕业于北京化纤工学院生产过程自动化专业,获学士学位,现工作于江苏仪征化纤股份有限公司涤纶一厂总师办,任高级工程师,已发表10余篇论文。
国产化聚酯分散型控制系统的设计郝自力1,刘仕斌2,李慧仁3,邹厚林1(11仪征化纤股份有限公司涤纶一厂,江苏仪征 211900;21仪征化纤集团公司大康公司,江苏仪征 211900;31仪征化纤股份有限公司动力厂,江苏仪征 211900) 摘要:介绍了江苏仪征化纤股份有限公司涤纶一厂国产化聚酯生产中分散型控制系统的组成结构,软硬件的设计和实施。
重点介绍了DCS 的全局操作站、局域控制网、高性能过程控制器、网络接口模件的组成结构。
关键词:全局操作站;局域控制网;高性能过程控制器;网络接口模件 中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:100727324(2005)0320039203Design for DCS in H omemade Polyester U nit HAO Zi 2li ,L IU Shi 2bin ,L I Hui 2ren ,ZOU Hou 2lin(1.Y izheng Fiber Co.No.1Polyester Plant ,Y izheng ,211900,China ;21Y izheng Fiber Co.Dakang Co.,211900,China ;31Y izheng Fiber Co.Power Plant ,Y izheng ,211900,China )Abstract :Compo sitio n and struct ure for DCS of homemade polyester in No.1polyester fiber plant of Y i Zheng Fiber Co.Lt d.is introduced.It s design for hardware and software are carry into po 2sition and st ruct ure for GU S ,L CN ,HPM and N IM of DCS are int roduced especially.K eyw ords :GU S ;L CN ;H PM ;N IM 中石化仪征化纤公司涤纶一厂国产化聚酯项目,是国家九五重点攻关项目,也是中石化十条龙项目之一。
作为项目攻关课题之一的“聚酯工艺软件包的设计和开发”是该公司独立承担的课题,其核心内容就是DCS 的设计和开发。
经过调研论证,充分吸取该公司十几年聚酯生产的经验,考虑与原系统的兼容,决定采用美国Honeywell 公司的TDC 23000系统,采用TDC 23000局域控制网+全局操作站(L CN +GU S )实现全流程的监控和操作以及生产过程的指示、报警和记录。
整个系统由2套冗余的HPM (高性能过程控制模站)完成流程的控制和信号的采集,与涤纶一厂原来的TDC 23000系统形成统一控制网络,充分利用原系统的历史模件(HM ),高级控制模件(AM )的资源。
不仅节约了投资,使控制系统统一,而且使操作人员非常容易地掌握该系统,较快达到熟练的操作水平,更重要的是技术人员不需要经过培训,就可直接进行控制软件的开发和设计。
1 系统硬件配置设计系统硬件配置:3台Z 2Console 型GU S 操作站;1套冗余的网络接口模件(N IM );2套H PM 以及配套的电缆等附件。
其他部分如HM ,AM 等,利用原DCS 资源。
1.1 GU S 操作站该操作站基于Windows N T 的操作平台,具有极强的开放性和丰富的系统功能。
在兼容原TDC 23000U S 操作站全部功能的基础上,更在如下方面独具特色:多任务、多窗口,Win32A PI 平台,OL E 技术,使操作平台画面与商用软件直接链接,新的高质量图形制作、显示(三维、动画)流程图画面,替代了U S 操作站的传统的低分辨率流程图。
GU S 操作站为100%基于微软Windows 技术,支持多幅流程图,双CPU ,双操作系统结构,有真正的防火墙,保证系统安全性,支持多媒体计算机通用外设扩展,具有强大的信息网络支持功能。
GU S 操作站硬件配置:Intel PII/450M Hz MMX 主处理器加M68040L CN P4协处理器;主内存128MB ,L CN P4内存16MB ,512K B ECCL2Cache ;9G B SCSI 硬盘;软驱;光驱;1280×1024分辨率CR T ,触摸屏;操作员、工程师键盘及控制系统 石 油 化 工 自 动 化,2005,3∶39AU TOMA TIONIN PETRO 2CH EMICAL INDUSTR Y工业鼠标;工业标准10/100Mp bs 以太网接口;A GP ×24MB RAM ;内置声卡;2个串行接口,1个并行接口;3个PCI ,2个PCI/ISA 插槽。
1.2 控制器根据聚酯生产的特点,该方案中配置了2套H PM 控制站。
H PM 控制站具有高度灵活的数据采集输入输出和控制功能,可实现常规控制、逻辑控制和顺序控制。
它采用先进的多处理器结构,用不同的处理器完成不同的任务。
HPM 包括高性能过程管理站模件HPMM ,I/O 子系统,F TA 及电源机柜等。
HPMM 由高性能控制通讯卡及I/O 链路接口卡组成,主CPU 为双M68040,完成控制站的控制运算、与UCN 和I/O 子系统通讯的任务。
I/O 子系统由多种I/O 信号处理卡完成所有现场信号的采集和控制功能,不需HPMM 介入,HPM 控制站具有各种优化的软件功能模块,可通过组态和编程来满足高度安全的数据采集和控制要求。
H PM 控制站具有如下特点。
冗余控制模件H PMM ,冗余电源系统,冗余控制I/O 卡件,保证安全性。
能与A 2B PL C 和Modbus R TU 接口卡通过SI 串行口通讯。
能用丰富的软件模块搭建各种复杂控制方案,可用CL 语言编写特殊算法。
双电源提供20A DC 供电。
多处理器结构,系统负荷低。
全部卡件采用先进的高质量防腐剂涂面,可靠耐用。
1.3 网络接口模件N IMN IM 为L CN/UCN 网的接口网关,实现L CN 网与UCN 网络之间的数据通讯。
N IM 采用双节点卡件箱,K4L CN 主板和EPN I 网络接口板。
其CPU 为M68040,内存4MB ,为冗余结构,与原来系统形成统一整体。
1.4 L CN 网络扩展模件原系统是1个L CN 操作区,因为扩容,重新划定成2个操作区域。
聚酯部分为L CN1(包括新增的DCS 部分和原来老的聚酯部分),纺丝部分为L CN2。
通过L CN E 模件和一对400m 光缆将分布较远的两个操作区连接起来。
系统L CN 节点配置图如图1所示。
图1 L CN 节点配置图2 DCS 软件设计2.1 系统软件由DCS 生产厂家提供整个区域的系统软件,主要包括:GU S 200BASE 软件,GU S 200流程图绘制软件,GU S 200流程图显示软件,L CN BASE 软件,UCN BASE 软件。
2.2 控制软件由该厂技术人员完成软件开发:模拟量控制组态软件,数字量控制组态软件,逻辑联锁组态软件。
2.3 文件资料整个DCS 文件资料:系统配置图、HPM 输入/输出、F TA 布置图、系统配电图、输入/输出点配置图、功能点配置图、控制点原理框图、控制点组态图、逻辑点原理框图、逻辑点组态图。
3 DCS 的实施对DCS 配置进行审查,最终确定以上方案。
和Honeywell 技术谈判后,完成DCS 的施工。
1)NCF 组态形成书面文件,功能点原理设计形成文字文件,对I/O 点清查及配置,把I/O 点及功能点组态形成DB 或EB 文件。
2)完成所有施工图纸制作;完成组态数据校对;完成NCF 组态和点组态转换;准备培训资料,并培训有关人员。
3)设备安装;组态数据调试,回路检查(不上04石油化工自动化 2005年电),L CN上电;HPM上电启动,数据下载,回路调试;交付工艺使用,系统试运行,正式开车;绘制编写竣工图纸资料。
4 DCS性能分析该控制系统是在原有的DCS上进行扩容完成的。
TPS系统是Honeywell公司1996年推出的产品,是全厂一体化系统。
GU S操作站提供全厂范围的过程操作的窗口,使全厂信息一体化。
TPS 系统拥有开放的应用环境,以Windows N T为基础的标准组件满足该厂所需的过程操作、工艺管理和信息采集等各种要求,拥有已被证实的安全可靠的过程控制基础结构。
经过实际应用,感觉这套DCS仍然存在以下不足之处。
1)硬件方面,因为高度专用性,使备件价格昂贵,导致系统的维护成本太高。
Honeywell公司推出新产品后,用户只能被动地跟着厂家升级换代,对用户也是一个沉重的负担。
2)该厂DCS使用Honeywell公司自己开发的系统软件,应用软件只能在自己的系统内使用,对第三方应用软件支持性不好,导致和其他系统进行数据的交换和共享比较困难,与现在计算机标准化相比明显存在不足。
3)受硬盘空间和技术站的限制,数据点采集、储存都存在不足的地方。
用户在实际使用中感到不够用,不能为用户提供更加丰富的过程数据资源。
4)数据组态利用的是填表格形式,不直观,相关点在组态上不能很好地反映出来。
如果是新厂的控制系统,建议选用Honeywell 公司的P KS控制系统,是一种性价比高的较好方案。
它是混合型控制系统,囊括了TDC22000, TDC23000,TPS和Plant Scape的结构,提供适合各种生产规模的控制系统。
在硬件上P KS控制系统大量使用微机和网络的标准硬件,方便用户使用,降低用户成本。
兼容使用许多标准微机软件,如office办公软件等。
同时提供标准O PC接口,方便用户将不同的系统连接起来,实现数据共享。
大幅降低用户维护成本,性能也比原来的DCS有较大提高。
在此对P KS控制系统不再详述。
5 结束语该厂利用自身的技术力量,完成DCS的硬件和软件的设计和开发。
有效利用原有设备,节约了大量费用,为今后国产化聚酯生产积累了宝贵的经验。
经过2a多的实际运行证明,整个系统设计十分成功。
参考文献:1 乐嘉谦.仪表工手册.北京:化学工业出版社,1998.465～468(上接第14页)4 结束语有毒气体的安全防护是由一系列环节构成的,包括预防、检测、监控、处理、管理等,只要有一个环节出现问题,安全就不可能真正得到保障。
H2S等有毒气体和可燃气体的防护费用较高,而且在正常生产时体现不出其存在性,标定、维护量也较大,也没有明显的直接的经济效益,容易被忽视。
