集散控制系统安装与调试

集散控制系统安装与调试

作者：岑贞位

来源：《科技视界》2013年第04期

【摘要】随着科学技术进步和自动化程度的提高，DCS系统在工业领域的应用越来越广泛，功能越来越强大，使用越来越方便和日趋人性化。DCS系统品种繁多，系统选型、组态、安装与调试等，都影响着用户的造价、运用成本和系统运行的稳定性。

【关键词】集散控制系统；组态；测试

集散控制系统（Distributed Control System 简称DCS）又称分布式计算机控制系统，是以计算机数据处理器为基础的集中分散型控制系统，是利用计算机系统对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制系统。随着改革开放的进一步深入、科学技术的进步和产业发展对自动化水平要求的提高，我国各行各业引进了不同型号的集散控制系统，并开发研究出本土品牌的系统，广泛应用于石油化工、冶金、炼油、建材等各工业领域。集散控制技术是由计算机技术、数据处理技术、测量控制技术、通讯网络技术、CRT图形显示技术及人机交互技术相互渗透发展而产生的。

目前市场上，DCS系统种类繁多，系统组态不尽相同，系统的安装与调试的方法也各不相同，但各系统的基本设计原理、安装与调试的基本方法与步骤大同小异。工矿企业应用的DCS系统安装一般都包括中央控制室和现场生产装置两个区域的设施与系统安装。

1 硬件设备安装

1.1 硬件安装流程

在施工过程中，编制完整的施工方案，并按系统硬件安装流程依次完成现场检测仪表、控制装置、系统设备、卡件等硬件安装与检查。

DCS系统硬件安装流程图

1.2 仪表单体调试

系统调试前，先分别按仪表调试程序对现场仪表和控制装置进行仪表单体调试，并形成调试记录。对温度适度要求高的仪表设备在实验室进行安装前调试和校验。

1.3 系统受电

硬件设备安装与单体调试完毕以后，系统方可受电调试。受电前，先做系统硬件和线路检查，确认通讯电缆连接正确，复核接地系统和接地电阻是否符合系统要求，检查电源线路是否

正确、电源电压与频率是否正常，然后将UPS投入工作状态，并检查UPS输出电压是否符合系统要求。

受电过程中，先对CRT、打印机等外围设备上电自检，然后DCS机柜上电，对相应的电源做冗余切换，检查电源供电是否正常，并逐项记录。最后开启工程师站、操作站和集线柜等。

系统受电后，系统自检和启动，待所有组件显示灯为绿灯，所有工况监视点显示正常以后，将系统投入工作状态。

2 软件组态

软件组态就是以组态软件作为平台，择控制系统的结构、数据采集模块、信号的量程和转换模块，选择和配置各种控制策略，绘制操作员界面等等。简言之就是按照工艺要求把功能模块连起来形成系统的控制方案，然后由工程师站装载数据到现场操作站执行各种控制功能。软件组态是DCS系统安装与调试的一项重要工作，技术含量高。组态的质量将直接影响到系统运行的稳定性、工程的造价、维护与使用成本、经济效益以及操作使用是否人性化等。

不论什么品牌的DCS系统，软件组态过程都大致包括：输入输出端口与现场仪表信号的对应、实现控制功能和控制回路连接、工艺流程参数的输入及与现场仪表的对应。完整的组态还应包括能连接不同的控制系统，实现和他们的通信和数据交换，能以图形的方式直观地显示控制系统中的数据，并对数据进行报警、记录等个人计算机擅长的数据管理功能。

建设项目中的DCS软件组态，一般在前期工程开展过程中已经完成组态并离线测试完毕。所以，在现场的安装调试施工中，DCS系统的组态主要是装载组态数据包进行复原调试并以测试、修改、和完善组态为主。

3 DCS系统调试

3.1 硬件调试

硬件调试主要包括接地系统测试、线路检查、电源测试、机柜冷却系统检查、操作站通电检查、上装软件、机柜插卡通电检查、DCS硬件及通讯综合检查、DCS辅助设备检测、辅助机柜硬件测试（安全栅、继电器、转换单元等）、管理（上位）计算机开通测试。硬件测试主要是对各部分进行单体测试，各种设备要求不尽相同，可以依照设备技术指导书或操作手册进行。

3.2 DCS软件调试

DCS软件调试主要是通过操作站的各项功能的检查、组态检查和系统回路调试来进行检查测试。调试程序按下列项目安排：

DCS软件复原调试：配合DCS供应商进行系统软件和应用软件的恢复上装，检查系统软件版本是否正确，应用软件是否齐全；检查系统初始化组态；

操作站、工程师站、值长站功能测试：按照设备操作手册依次检查操作站、工程师站、值长站的基本功能；

控制单元状态检查：检查过程控制单元的工作状态；

组态测试：进行系统能够通讯、系统外设、I/O等初始化组态。

3.3 DCS系统调试

系统能否按照工艺和工程设计要求对生产装置进行过程检测控制，要通过完整的回路试验和系统综合调试来测试和确认。DCS系统调试是系统设备安装以后，对系统硬件、组态进行现场校验的过程，以检查考核系统软件、硬件对用户要求的满足程度。系统调试一般包括以下几个部分：单回路和复杂回路的调试、联锁与报警系统调试、程控系统调试、特殊系统调试。

模拟量I/O通道精度测试：根据模拟量输入卡件的类型，用信号发生器分别模拟输入25%、50%、75%满量程相应信号，通过工程师站或操作员站监视相应通道数据是否符合精度要求。同时确定模拟量毫安信号输入卡件的供电方式。用手操器强制模拟量输出卡件内部模块分别输出25%、50%、75%满量程相应信号，检查相应输出端信号精度。

开关量I/O通道测试：分别短接开关量输入卡件通道，检查卡件模块数值变化和指示灯是否正确；分别强制各输出通道输出状态，测试相应输出状态。

系统调试过程中要结合调试进行参数整定，此时DCS即可全部投入运行，配合装好的单机试车和联动试车。

3.4 DCS系统调试的注意事项

所有仪表的单体调试应在系统调试前完成，分别记录，并应按检查表逐项检查确认。

系统调试工作需要设计、制造、施工及生产操作等各方面人员的配合，仪表、电气、工艺等专业人员共同参与系统功能考核和参数确认。

【参考文献】

[1]崔树贤.DCS系统的使用与维护[J].华章，2012（26）：308-309.

[2]赵贵玉，李波.DCS控制技术在生产过程控制领域中应用[J].黑龙江水利科技，2007（02）：169-170.