集散控制系统DCS及其雷击与防护
DCS的防雷
3．3 DCS 的防雷1. 3.9.1 雷电对DCS 危害的形式直击雷对DCS 的危害：当控制室建筑物的防直击雷装置在接闪时，强大的瞬间雷电流通过引下线流入接地装置，会使局部的地电位浮动，如果防雷的接地装置是独立的，它和控制系统的接地极如没有足够距离时，则两者之间会产生放电(反击)，从而对控制室内的DCS 产生干扰或损坏。
雷电产生的雷电电磁脉冲，对DCS 的干扰有如下几种形式：1）当控制室建筑物的防直击雷装置在接闪时，在引下线内通过强大的瞬间雷电流，如果在引下线周围的一定距离内设有连接DCS 系统的电缆（包括电源、通信以及I/O 电缆），则会产生电磁辐射，干扰或损坏DCS 系统。
如图11所示。
2）当控制室周围发生雷击放电时，会在种金属管道、电缆线路上产生感应电。
如果这些管道和线路引进到控制室把电压传到DCS 系统上，就会对DCS 系统生干扰或损坏。
如图12所示。
3）当空中携带大量电荷的雷云从控制室上空经过时，由于静电感应使地面某一范围带上异种电荷，当直击雷发生后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以至出现局部高电位，它会对周围的导线或金属物产生影响，这种静电感应电压也会对DCS 系统产生干扰或损坏。
如图6-3所示。
上述几种的雷电干扰形式，最严重的干扰源是雷击造成的地电位浮动和引下线中雷电流图11的电磁辐射。
基于微电子器件的控制设备，都存在着耐压低，对电磁脉冲特别敏感的短处。
雷电引起的各种过电压可达数百乃至数千数万伏，而基于微电子器件的系统的耐压值都很低，一般承受不了正负5V的电压波动。
美国通用研究公司R.D.希尔用仿真试验建立的模型表明：对无屏蔽的计算机，当雷电电磁脉冲的磁通量密度超过0.03×T时，计算机会误动作，当超过2.4×T时，计算机会永久性损坏。
2. 3.9.2 DCS系统整体防雷考虑：1、按规范设计安装DCS控制室防直击雷的装置根据《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-94，2000年版）的规定，建筑物应根据其重要性、使用性、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物。
DCS系统遭雷击后处理及改进
处理 ， 过 Ｉ 通 ＯＰ可实现 Ｐ 值 检查 、 Ｖ 转换 到工程单 位 、 Ｖ 报警 的实现 、 Ｖ 特 性化 及 输 出值 的检查 。 Ｐ Ｐ
所有 的 ｌ Ｐ卡通过 Ｉ０ Ｌ ＮＫ 与 ＨＰ Ｏ ／ Ｉ ＭＭ 的并行 连接实 现共享 。
关键 词 ： Ｃ Ｄ Ｓ系统 ； 击 ； 护 雷 防
中 图分 类 号 ： ７ ＴＰ２ ３
文献标识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ０ ８０ １ （０ ７ ０—０ ２０ １ ０—５ １ ２ ０ ）５０５ —４
吉林石化 公 司合成 树脂 厂 ＡＢ Ｓ装 置 是 中 国
石 油天然气公 司最 大的 Ａ Ｓ产 品生产 基地 ， Ｂ 它引
工生 产技 术 和 设 备 的管 理 。
ＨＰ ＭＭ 是 ＨＰ 的 心脏 ， Ｍ 可实 现 算 术 运 算 、 逻辑运算、 序控制 、Ｉ 程 Ｐ Ｄ调 节 等 功 能 。ＨＰ ＭＭ
维普资讯
第 ５期
李 公 生 ． Ｄ Ｓ系统 遭 雷 击 后 处 理 及 改 进 等． Ｃ
口Ｌ Ｎ Ｃ
进 日本 合成橡 胶公 司 （Ｓ 生产 技术 ， １ ９ Ｊ Ｒ） 于 ９ ７年
ｌ Ｏ月建成 投产 ， 建设规 模 为 ｉ０ｋ／ 。２ ０ ０ ｔａ ０ ２年对 装 置进行 扩能改造 ， 生产 能力达 １ ８ ｔａ ２ ０ 年 ５ ／ ，， 生产能力 达 １ ０ｋ／ 。 ８ ｔａ ＡＢ Ｓ装 置 Ｄ Ｓ系 统 采 用 的是 美 国 Ｈｏ ｅ — Ｃ ｎ ｙ
・ ３ ５ ・
包 括 ＨＰ Ｃ Ｍ ＯＭＭ／ ＴＲＬ 通讯 ／ 制 ） 、 Ｍ Ｃ （ 控 卡 ＨＰ Ｉ０ Ｌ ＮＫ（ 入／ 出 连 接 ） 、 Ｎ Ｉ Ｅ — ／ Ｉ 输 输 卡 ＵＣ ＮＴ Ｒ
热控仪表及DCS系统遭受雷击的分析与防范
电压串入回路，烧坏了仪表和变送器。
（）７ ２ ，８号 机 组 循 环 水 ＤＣ Ｓ系 统 接 地 错 误 。 ＤＣ Ｓ系统 接 地 未 接入 热控 系 统 专 用 接地 母 线 ，而
串入 回路 ， 使仪表、 Ｓ系统 中的电子元器件烧坏 ， ＤＣ
引 起 仪 表 、ＤＣ Ｓ系 统 故 障 ，严 重 影 响 发 电厂 的安
８ 号机组 循环水 Ｄ Ｓ系统 ４ ，４ 号远程 站离线 ， Ｃ ２ ３
循 环水控 制 画面数 据变 灰 ，无 法操作 。运 行人 员至 现场对 循环 水泵及 阀 门进 行 就地操 作 ，维持机 组正 常 运行 。 经检 修 人员 检查 ，１～ ４号塔 池 水位 、压 力变
３ 事故教
雷 电的 电磁 波 和静 电感应 ） 干扰仪 表 、ＤＣ Ｓ控 制 系 统设备 。 （） 接地 。循 环 水 ＤＣ ３ Ｓ系 统 接 地 接 人 热 控 系
（）过电压保护。在变送器、ＤＣ ５ Ｓ控制系统的
信 号 线 、 电源 线上安 装相 应 的过 电压 保护 器 ，利用 其非 线性 效应 ，将 线路上 过高 的 脉冲 电压 滤 除 ，保
措 施 。检 查 发现 ，就地水 位 、压 力变 送器 外壳 未接 地， 信号 电缆屏 蔽层 也未采 取接地 措施 （ 单端 接地 ） ， 在 雷 电作用 下 ，雷 电波通 过信 号线 感应极 高 的脉冲
通信系统、 智能仪表、 Ｃ Ｄ Ｓ控制系统均属弱电设备 ，
如果这 些仪 表 、系统接 地不 规范 又无 防雷措 施 ，发 生雷 电时 ，雷 电波通 过信号 线感 应极 高的脉 冲 电压
４ 解决措施
本次雷击事故后，电厂热控车间组织员工对规
程 及 防雷知 识进行 学 习 ，并严 格执行 规程 要求 ，对 热控 仪 表 及 ＤＣ Ｓ控 制 系统 的接 地 情 况进 行 全 面检
化工装置DCS技术要求中的防火与炸防护要求
化工装置DCS技术要求中的防火与炸防护要求在化工装置中，DCS（分散控制系统）技术的运用已经成为保障装置运行安全稳定的重要手段。
在设备运行过程中，防火与炸防护要求是至关重要的，它们直接关系到工艺装置的安全性和稳定性。
本文将对化工装置DCS技术要求中的防火与炸防护要求进行探讨。
首先，DCS系统应具备一定的防火功能。
在工艺装置运行过程中，由于操作不当、设备老化或其他原因可能导致火灾的发生。
因此，DCS系统应当具备火灾预警和报警功能，及时发现火灾隐患并采取应急措施。
同时，DCS系统还应具备自动隔离功能，在发生火灾时及时切断相关设备或管路，阻止火势的扩散，最大程度地减少火灾对工艺装置的影响。
其次，DCS系统应具备炸防护功能。
在化工装置中，炸药和易燃易爆气体等危险品的存在使得发生爆炸的风险较大。
为了防止爆炸事故的发生，DCS系统应当具备炸防护功能。
具体而言，DCS系统在监测到爆炸物质浓度超过安全范围时应立即发出警报，并采取相应措施，例如自动停止相关工艺设备的运行，释放惰性气体或化学喷雾等方式降低爆炸的可能性。
此外，DCS系统还应考虑工艺装置的特殊性和环境条件，制定相应的防火与炸防护策略。
例如，在高温高压环境中，DCS系统应当采取防高温、冷却防护措施，确保设备正常运行；在易燃易爆环境中，DCS系统应加强火灾探测、报警和灭火设备的布置，及时发现并处置火灾隐患。
综上所述，化工装置DCS技术要求中的防火与炸防护要求是确保工艺装置安全稳定运行的重要组成部分。
通过对DCS系统的防火与炸防护功能进行强化，可以有效降低火灾和爆炸事故发生的可能性，保障人员和设备的安全。
在今后的装置设计和运行过程中，应高度重视防火与炸防护工作，确保装置的安全性和稳定性。
集散型控制系统介绍
集散型控制系统介绍什么是集散型控制系统？集散型控制系统（Distributed Control System，简称DCS）是一种用于监控和控制工业过程的自动化系统，它由多个分布在整个工厂或工业设施的控制单元组成。
每个控制单元负责特定的控制功能，并与其他单元进行通讯和协同工作。
DCS系统的主要目标是实现工业生产的高效率和高可靠性。
DCS系统的特点1.模块化设计：DCS系统由多个独立的模块组成，每个模块具有特定的功能，并可以根据需要进行添加或移除。
这种模块化设计使得DCS系统更加灵活和可扩展。
2.分布式架构：DCS系统的控制单元分布在整个工厂或设施的各个区域，通过网络进行通讯。
这种分布式架构使得系统更加稳定，并且可以更好地应对设备故障或通讯中断的情况。
3.实时监控：DCS系统可以实时监控工业过程中的各种参数和状态，包括温度、压力、流量等。
监控数据可以通过图形界面直观地展示给操作员，帮助他们进行决策和调整。
4.集中管理：DCS系统通过中央控制台进行集中管理，操作员可以通过该控制台对各个控制单元进行配置和控制。
集中管理使得系统维护和管理更加简便，并且可以提高工作效率。
5.数据记录与分析：DCS系统可以记录和存储工业过程中的各种数据，如生产数据、报警记录等。
这些数据可以用于后续的分析和决策，帮助工厂或设施提高生产效率和质量。
DCS系统的应用领域DCS系统广泛应用于各个工业领域，特别是对于那些需要高度自动化和精确控制的工艺过程来说，DCS系统是不可或缺的工具。
下面是一些常见的DCS系统应用领域：•电力行业：DCS系统被用于发电厂和电网的控制和监测，可以实现对电力设备的远程操作和维护。
•石油和化工：DCS系统在炼油、化工生产和储运过程中起到关键作用，可以提高生产效率和安全性。
•制造业：DCS系统可以应用于各种制造过程的控制和监控，如汽车制造、钢铁生产等。
•水处理：DCS系统可以用于水处理厂的运行和监测，实现对水质和水压的控制。
发电厂DCS系统的防雷与接地措施
发电厂DCS系统的防雷与接地措施一、前言雷电是一种自然放电现象，它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全造成巨大的危害。
自从人类进入到电气化时代以后，雷电的破坏由以直击雷击毁人和物为主，发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。
随着近年来电子技术的飞速发展,人类对电气设备尤其是计算机设备的依赖越来越严重，同时电子元器件的微型化、集成化程度越来越高，而这些高精度的微电子设备内置大量的cmos半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。
（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。
）结果是各类电子设备的耐过电压能力下降，遭雷电和过电压破坏的比例呈不断上升的趋势，对设备与网络的的安全运行造成严重威胁。
据统计，全世界每年因雷害造成的损失高达十亿美元以上。
发电厂的通信系统、mis系统、dcs系统是对雷电分敏感的弱电子设备，特别是dcs系统如果出现故障，会严重影响发电厂的正常生产。
今年造成300亿美元损失的美加大停电最初的起因就是雷击。
由于有了这样深刻的教训，我国电力系统对雷电防护更加关注了。
电力系统相关部门也正在采取更完善防护措施。
发电厂的厂房属国家级二类防雷建筑物，一般来说，在建厂时已经具备依据《建筑物防雷设计规范》gb50057-94设计的直接雷击防护措施，而且接地系统都做得很完善。
但是对于内部的设备防雷目前还没有做到非常系统的防护。
二、一般防雷理论2.1雷电侵入的途径雷电对电气设备的影响，主要由以下四个方面造成：1.直击雷直击雷蕴含极大的能量，电压峰值可达5000kv，具有极大的破坏力。
如建筑物直接被雷电击中，巨大的雷电流沿引下线入地，会造成以下三种影响：1．巨大的雷电流在数微秒时间内流下地，使地电位迅速抬高，造成反击事故，危害人身和设备安全。
2．雷电流产生强大的电磁波，在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压。
3．雷电流流经电气设备产生极高的热量，造成火灾或爆炸事故。
DCS系统防雷技术探讨
DCS系统防雷技术探讨摘要通过雷电对DCS系统危害分析，详细介绍了DCS系统的防雷技术改造措施，从而提高DCS系统运行的安全稳定性。
关键词雷击DCS系统；防雷接地；强浪涌1 DCS系统防雷技术介绍雷击是一种自然现象，它的巨大能量众所周知。
DCS是分散控制系统（Distributed Control System）的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统。
随着电脑通信设备的大规模使用，雷电以及操作瞬间过电压对DCS系统的危害越来越严重。
以往的防护体系已不能满足电脑通信网络安全的要求。
应从单纯一维防护（避雷针引雷入地=无源防护）转为三维防护（有源和无源防护），包括：防直击雷，防感应雷电波侵入，防雷电电磁感应，防地电位反击以及操作瞬间过电压影响等多方面作系统综合考虑，因此总的防雷原则是：将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散（外部保护）；阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波（内部保护及过电压保护）；限制被保护设备上浪涌过压幅值（过电压保护）。
这三道防线，相互配合，各行其责，缺一不可。
2 雷电对DCS的危害雷电电磁脉冲干扰对DcS控制系统的危害是：由强大的雷闪电流产生的脉冲电磁场，它对DCS系统的干扰有如下两种形式：当控制室建筑物的防直击雷装置接闪时，在引下线内会通过强大的瞬间雷电流，如果在引下线周围的一定距离内设有连接DCS系统的电缆（包括电源、通信以及I/O电缆），则引下线内的雷电流会对DCS的电缆产生电磁辐射，将雷电波引入DCS系统，干扰或损坏DCS系统；当控制室周围发生雷击放电时，会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压。
如果这些管道和线路引进到控制室把过电压传到DCS系统上，就会对DCS系统产生干扰或损坏。
此外，当空中携带大量电荷的雷云从控制室上空经过时，由于静电感应使地面某一范围带上异种电荷，当直击雷发生后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以至出现局部高电位，它会对周围的导线或金属物产生影响，这种静电感应电压也会对DCS系统产生干扰或损坏。
DCS系统防雷方案(6)
DCS系统及现场仪表防雷解决方案随着公司自动化程度不断提高，自动化仪表系统已成为连续生产必不可少的神经中枢，但仪表设备普遍存在绝缘强度低、过压过流能力差，一旦仪表设备受到雷击或附近区域发生雷击等现象，轻则使仪表设备工作失灵，重则自控系统瘫痪。
根据以往雷击损坏仪表的情况来看，主要集中在化产车间的粗苯和硫铵，所以我们防雷要把重点工作放在化产区域。
结合市气象局5月21日对公司防雷系统的检测反馈意见和公司现状，特制定以下措施：
1、化产车间粗苯罐因接地电阻大采取重新接地减小电阻，一楼地网接地扁铁腐蚀严重更换扁铁。
2、化产车间鼓冷区静电地板及DCS柜接地阻值大，采取重新接地并达到要求。
3、粉碎机、配煤室、煤塔、转运站的金属罩棚阻值大，加装接地桩减小接地电阻。
4、在即将打雷前粗苯和硫铵必须关闭DCS系统。
具体流程：关闭电脑——关闭DCS控制电源——用螺丝刀把主控螺栓拧开——拔出主控——拔出所有模块（模块已编好号码）。
雷雨过后按以上流程反方向进行即可。
设备部派专人对操作工进行培训。
5、关闭DCS系统后，当班操作工必须在现场操作（车间严格落实执行），生产调度监督检查。
设备部
2020-5-29。
电厂DCS控制系统综合防雷
１ 现场 勘 查 情 况
１ ． １ 地理地 质 环境及 气 象资料
电厂地 处 海 拔 高 度 ３ ０ ～２ ０ ０ ｍ 之 间 丘 陵 地 带， 主 厂房 位 于 丘 陵迎 风坡 ， 厂 区内有 １ ２ ０ ｍ 高 烟囱， 地下 有多 个铁 矿分 布 ， 所 属铁 矿为 冀东 矿脉
电厂 Ｄ Ｃ Ｓ控 制 系统 综 合 防 雷
李 小龙
（ 河 北省 防 雷 中心 ， 石家庄 ０ ５ ０ ０ ２ １ ）
摘 要 ： 通过 对 电厂 防雷措 施 的勘 察 ， 找 出 了存 在 的 问题 ， 分析 了雷 电事故产 生 的原 因与路 径 ，
结 合 ＤＯ Ｓ系统特 点 ， 采 用 现代 防雷技 术 ， 从分 流 、 等 电位 、 接地 、 屏 蔽、 Ｓ Ｐ Ｄ 防护措 施 等 方 面进 行 了系统 改造 ， 取 得 了较好 防雷效果 。
雷 暴 日数为 ４ ２ ｄ ， 属 于高 雷 区 。 １ ． ２ 被保 护设 备 的情 况
击， 该 厂委托 河 北省 防雷 中心 对 其 防 雷设 施 进 行 了设计 改造 。此 项 目完 工 两 年来 ， 未 出现 雷 击 事
故， 取得 了较 好 的防雷 效果 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ２ — ２ ０ ．
ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐｏ ｗｅ ｒ ｐｌ ａ ｎｔ
Ｌｉ Ｘｉ ａ ｏｌ ｏｎ ｇ （ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｌｉ ｇ ｈ ｔ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ， Ｓ ｈｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ０ ５ ０ ０ ２ １ ）
ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｏ ｕ ｔ ． Ｔｈ ｅ ｎ， ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｔ ｈ ｏ ｆ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．
雷击造成电厂控制系统发生故障的原因分析及预防措施
雷击造成电厂控制系统发生故障的原因分析及预防措施在日常生活中，雷电是一种自然放电现象。
但是雷电释放能量时所产生的巨大电流和数千乃至数万伏高电压，对人类的生命及财产安全造成巨大的危害。
具有极强的破坏力，特别是给电厂的安全稳定运行带来极大的威胁和破坏。
我们知道，目前的电厂控制系统都采用大规模微电子器件的热控仪表与分散控制系统（DCS）控制，自动化标准高。
然而，（DCS）控制系统是由弱电控制，一般采用直流24伏。
所以它本身就绝缘低、耐压低，对电磁脉冲特别敏感。
当雷电来袭时，在雷电电磁脉冲的作用下，主要以电磁感应和电流波形式，对（DCS）控制系统造成致命损害。
因此，保障电厂的安全稳定运行，预防雷击造成电厂控制系统故障是我们电力系统急待解决的新课题。
下面，我们根据多年来从事电力建设工作的经验，以及不断的研究，对雷击造成电厂控制系统发生故障的原因进行分析以及采取预防措施进行探讨。
一、雷击造成电厂控制系统发生故障的原因分析：雷电主要是通过直击雷和雷电电磁脉冲干扰对电厂控制系统造成损害，直击雷能够导致地电位的漂移和浮动，从而造成雷电反击。
电厂的控制系统建筑物都安装有接地和防雷装置。
但在防直击雷突发接闪时，强大的瞬间雷击电流通过引下线流入接地装置，会使局部的地电位浮动并产生跨步电压，如果防雷的接地装置是独立的，它和控制系统的接地体没有足够的绝缘距离的话，则它们之间会产生放电，就会对电厂的控制室内的DCS系统造成致命的破坏。
雷击同时可以产生强大的电磁场，通过接地引下线对电厂的控制系统（DCS）电源电缆、通信电缆、I/O接口电缆产生电磁辐射，破坏DCS系统。
另外，在雷击放电时，空间辐射的电磁场会在各种金属管道、电缆线路上产生感应电压，也会对电厂的控制系统造成破坏。
二、预防措施：如何防范雷击给电厂控制系统造成破坏，提高抗雷击能力，需作好以下几点预防措施：1、作好接地工作：在电力系统中，接地工作非常重要，也是对人身及设备的重要保护工作。
(完整版)集散控制系统DCS简介
集散控制系统DCS简介DCS是以微型计算机为基础，将分散型控制装置，通信系统，集中操作与信息管理系统综合在一起的新型过程控制系统。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
采用了多层分级的结构，适用现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。
集散控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，结合相应的软件，可以实现数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对主要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设置了安全操作级别，既方便了管理，又使系统运行更加安全可靠。
其特点有：1、基于现场总线思想的I/O总线技术2、先进的冗余技术、带电插拔技术po3、完备的I/O信号处理4、基于客户/服务器应用结构5、WindowsNT平台,以太网,TCP/IP协议6、OPC服务器提供互连7、Web浏览器风格,ActiveX控件支持8、ODBC,OLE技术,实现信息,资源共享9、高性能的过程控制单元。
10、支持标准现场总线11、Internet/Intranet应用支持(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。
此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
(2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。
仪表DCS集散控制系统介绍
仪表DCS集散控制系统介绍集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控,实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。
集散控制系统一般有以下四部分组成：现场控制级：又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印,从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。
输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式,向终端元件输出计算机控制命令. 这一个级别直接面对现场,跟现场过程相连。
比如阀门、电机、各类传感器、变送器、执行机构等等。
它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS的基础。
在DCS系统中，这一级别的功能就是服从上位机发来的命令，同时向上位机反馈执行的情况。
拿军队来举例的话，可以形容为最底层的士兵。
它们只要能准确地服从命令,并且准确地向上级汇报情况即完成使命。
至于它与上位机交流，就是通过模拟信号或者现场总线的数字信号.由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰，所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递.过程控制级：又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。
生产工艺的调节都是靠它来实现。
比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。
上面说到现场控制级是“士兵",那么给它发号施令的就是过程控制级了。
它接受现场控制级传来的信号，按照工艺要求进行控制规律运算，然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。
集散控制系统信息安全防护方案
过程控制 系统成为上位控制和现场生产 的纽带 ，负责完成生产
控 制 及数 据 采 集 ，但 随着 两 化 的 融 合与 发 展 ，企 业 迫 切 要 求 实
现过程控制系统与上层管理信息系统之 间互联互通 ，因此实现 信息网络与控制网络双向的信息交流成为必然 ，由此带来的问 题是如何确保控制网络的安全 ，因为这些行业对连续生产的安 全性和可靠性要求极 高 ，一旦实现 了信息网络与控制网络之 间 的互联 互通 ，也就意 味着直接将控制 网络暴露给 互联网 ，从 而 面临被攻击的风险 。控制网络一旦受到恶意攻击或感染病毒 ， 很可 能导致网络中的主机崩溃 、宕机或使整个控制网络瘫痪 ， 造成重大安全事故及人员伤亡 。此外 ，互联 网攻击者可能会利 用一些大 型工业 自动化 软件的安全漏 洞获取大型 设备的控制 权 ，一旦如此 ，后果将不堪设 想。有些文献分析了工业控制系 统存在的信息安全隐患 ，从管理层和技术层 面提 出了对应的解 决方案 但技术层面上只是简单的提出了纵深防御防护方案 ，
。
ＤＯＩ １ ０ ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ １ ０ ０ １ ８ ９ ７ ２ ２ ０ １ ７ ０ ６ Ｆ ｝ ２ ６
可实现度
可替代度
行业 曲线
蕊
ＤＣ Ｓ安全背景简介
分布式控 制系统是在计 算机监督控 制系统 、直接数字 控 制系 统和计算机 多级控制 系统 的基础上 发展起来 的 ，是生产 过程 强 由各 种 ＤＣＳ、Ｐ Ｌ Ｃ、测 控 设 备 、ＳＣ ＡＤＡ 构 成 的
案具体部署到南通星辰集散控制系统中 ，取得了一定的防护效
果 ，为控制系统的安全稳定运行提供了可靠的保障。
信 息 安全 隐患
南 通 星 辰 合 成 材 料 有 限 公 司所 拥 有 的 Ｐ Ｂ Ｔ树 脂 生 产 装 置 、 双 酚 Ａ 生 产 装 置 均 采 用 横 河 ＣＥ ＮＴ ＵＭ —
DCS_机房防雷措施与分析
图1 DCS机房防雷系统
DCS机房防雷共用接地系统
共用接地系统提出是由于制水机房是属于旧有装置
地下复杂，已经不能在地下分开，从实际经验来说，采用合理的等电位连接和接入点的合理分布，同一个地网能满各种接地的需要。
接地网相关设计：
（1）接地电阻的构成。
接地电阻主要取决于以下个因素：①导体本身的电阻，这部分电阻基本可以忽略不计。
②导体与土壤的接触电阻，这部分电阻占整体10%。
③土壤的散流电阻，这部分电阻占整体90%。
所以土壤电阻率的大小是决定接地电阻高低的决定性因素，影响土壤电阻率的因素为该处土壤的地质结构、降雨量、
础上，参照相关标准设计出理论上合理、合格的方案。
中列出的单口深孔计算公式为：
框架 2.驱动辊 3.接近开关挡铁 4、6.接近开关 5.
近开关支架 7.接近开关 8.液压缸
图1 切割横移辊道结构
其工作原理如下：驱动辊等间距固定于框架，框架通过导轨坐落在支撑导轮上，液压缸杠杆端与框架连接，缸体端与导轮支撑连接，通过液压缸杠杆伸缩实现框架水平横移进而实现驱动辊同步水平横移。
接近开关挡铁与框架固定连接并随框架同步水平横移，接近开关固定。
集散控制系统DCS及其雷击与防护
机等） 能够高度集中地操作、 显示和报警， 实现了集中管理和分散控制。由 于集散控制系统中工控机、各种通讯模件、安防器件以及现场测量仪表大 部分是由电子器件和集成电路组合而成，这些弱电器件普遍存在着绝缘强 度低、耐电涌能力低等致命弱点。如果在雨季遭受雷击，轻则造成几台仪 表、 计算机输入输出模块的部分损坏， 重则造成整个控制系统的瘫痪， 从而 引起停工检修和数百万元的损失。
库的建设进行的分析研究， 得出如下结论： 第一， 东营市信用网采用的数据采集录入形式是主—分结构。在工 “数字化东 商局、 国税局、 地税局和银行建立分数据库， 中心数据库设在 营” 城域网的数据中心。这样各个分数据库随时对各自的数据进行修改 和更新，然后提交于中心数据库的前置机，经过中心数据库管理员的审 核最后录入中心数据库。 “自成体系、 第二， 东营市信用东营数据库的数据指标采用了 然后汇 总” 的原则。 各个分数据库的数据指标根据自己的需要来确定， 中心数据
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集散控制系统简介
现代工业过程对控制系统的要求已不仅仅局限于能实现自动控制， 还
要求工业过程能长期在最佳状态下运行。对一个规模庞大、 结构复杂、 功能 综合、 因素众多的工程大系统， 要解决的不仅是局部最优化问题， 而是一个 整体的总目标函数最优化问题，即所谓生产过程的综合自动化问题。集散 控制系统 Z E*F0P H’,F3’<NF2 6*(F3*P %J,F2L [ ， 又称分散型控制系统 Z H’,F3’<NF2) 它是一个为满足大型工业生产要求， 从综合自动化的 6*(F3*P %J,F2L， H6% [ 。 角度， 按功能分散、 协调集中的原则设计， 具有高可靠性， 用于生产管理、 数 据采集和各种过程控制的计算机控制系统。它以多台微处理机分散应用于 （如键盘、 过程控制， 使用通讯母线系统和 65E 显示装置及其附属设备 打印 表D 运行环境配置
雷电侵害DCS的途径及防范措施
雷电侵害DCS的途径及防范措施.................................................................................................................摘要：概述2004年夏天，上海地区雷暴频频"发作"，共有4个火电厂的DCS及外围热控设备遭受雷电入侵而受到不同程度的损坏，此情况近年来所罕见。
案例1:2004年7月6、8日，某电厂4台300MW机组遭受2次雷击，瞬间造成4台机组全部退出AGC运行方式;其中3号机组A侧引风机轴承温度跃升十几度(最高达87°并发出"轴承温度高"报警)险些误跳风机;雷击使化学水处理系统外围的压力和温度变送器损坏10多台、损坏化水程控模块3块，损坏打印机、交换机等多台。
案例2:2004年8月4日，某电厂350MW机组遭强雷电截击，雷电后强大的雷电脉冲通过电源及信号电缆造成1号机组4块DCS的I/模块损坏、2号机组2块DCS模块损坏;外围水处理系统7台压力、温度变送器损坏;0号机组有20点轴承监测温度出现异常升高而产生误报警;另造成制氧1号高压氮压缩机电机轴承温度突升至连锁动作值而跳压缩机。
案例3:2004年8月16日，某自备电厂遭受雷击导致信息系统交换机端口损坏4块，造成管理信息系统(MIS)部分信息中断，案例4:2004年8月22日，某自备电厂外围化水设备遭受雷击，雷击损坏化水处理池液位计1台、压力变送器3台，通过信号电缆传导造成Honeywell控制系统1块I/0模块损坏、部分程序丢失，还造成部分供热用户测量表计损坏。
2004年是上海地区近十几年来发电厂遭受雷击最多、热控设备损坏最严重、影响最大的一年。
虽然没有造成机组的非计划停机或MFT动作，只是个别机组减出力运行，但是却提醒上海地区火电厂热控专业人员不能忽视热控系统的防雷问题。
仪表及DCS控制系统的防雷分析
仪表及DCS控制系统的防雷分析摘要：雷电有着极其强大的破坏力，会给人类生命财产安全带来巨大的危害。
尤其是基于大规模微电子器件的自控仪表与分散控制系统，由于耐压低，对电磁脉冲特别敏感。
伴随着雷电产生的雷电电磁脉冲，以电磁感应作用和电流波形式，引起的各种过电压可达数百乃至数千、数万伏，使仪表与控制系统遭受雷击干扰和损害的可能性日趋增多，轻者导致现场仪表或DCS系统损坏，重者造成生产装置停车，给工厂带来严重的损失。
本文对仪表及DCS控制系统的防雷进行分析。
关键词：仪表；DCS控制系统；防雷；分析1雷电的基本特征作为源干雷云与地之间大气的放电，雷云与雷云之间的放电和云内的放电的一种大气物理现象，雷电对于目前的技术手段来说，很难进行消除和阻止。
需要注意的是，在其过程中产生的雷电电磁脉冲（LEMP），作为一次雷击事件的主要物理表征，一般是通过路以电流脉冲波形式呈现。
当LEMP不断完全泄放、耗尽，这样就算雷击事件结束，但是整个过程持续时间很短，一般为几微秒至几百微秒。
侵入自动化及仪表控制系统的雷电流对于系统的供电线路、信号（数据）线路、控制线路时浪涌，能够使得电子设备微电子器件严重烧毁，若果雷电击更为厉害时，可以会致使电阻过热引起爆炸和火灾。
2雷击对仪表的破坏分析2.1雷击的分类雷可分为三种，云内雷、云际雷和云地雷。
而对仪表系统破坏起主要作用的是云地雷，云地雷的破坏方式可分为直击雷和感应雷。
2.2直击雷和感应雷对仪表的破坏分析（1）直击雷。
直击雷，指的是天上的雷云中的雷电荷，通过雷电的形式，直接击打在人、动物、树木和建筑物上。
直击雷的特点是造成的能量巨大，通过产生的电效应、机械效应等左右，使人、动植物伤亡，将建筑物摧毁。
如果电线、天线和信号传输线等遭受雷击，就可能会使相连的电路板等烧坏，使线路之间产生短路，迫使电力传输、信号传输中断。
更坏的情况会使仪表系统受到破坏。
（2）感应雷。
感应雷，指的是雷云与雷云之间或雷云对地面进行放电，从而使在其附近的导电物体产生应电压。
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理器， 其硬件和软件也大都实现了模块化、 标准化。 每个基本控制器都具 有独立性， 可单独完成它所承担的各种任务和控制功能。整个系统的功 能分配给几个控制器及通信处理机操作站，从而实现了功能的分散，同 时也分散了系统的危险性。 I0 ! 位置分散 基本控制器可以安装在距被控对象尽可能近的地方， 这样既可节省 电缆、 减少线路干扰、 提高响应速度， 又能使大量数据在现场处理， 减少 信息传输量， 减轻上位机的压力。 这样形成位置分散， 提高了系统的可靠 性。 I0 I 集中操作管理 由带 $J8 的操作站或上位机实施操作管理。 各基本控制器的主要数 据都要通过高速数据通道送到操作站或上位机， 以实现对整个系统的监 视、 控制、 分析和管理。 操作站上也可以显示多种参数、 变量和画面， 进行 集中监视和远程操作。 I0 L 系统组态方便 操作站上具有面向用户、面向问题的系统组态软件，用户可方便地 实现各种运算、 控制功能组态， 也可方便地进行修改和扩充。
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使用防雷器材应注意的事项
使用防雷产品时应注意以下几点：第一，定期检查集散控制系统工
程电源系统的接地情况， 当汇流条、 接地体生锈、 断裂时， 及时修理使其 恢复正常。定期检查电阻，如发现电阻阻值增高应查明原因并进行降 阻。第二， 按比例对电涌器进行年检。第三， 电源防雷栅一般使用在配电 系统中， 有许多产品都有报警装置， 一旦防雷栅过度发热， 装置会自动断 开， 并发出光、 电、 声等报警信号。应定期检查电涌器的外观状况与泄流 接地腐蚀情况。 第四， 选用电源浪涌器时应注意负载的大小， 选择合理的 浪涌保护器。 集散控制系统已经在工业控制中得到广泛的应用， 越来越多的工程 技术人员已经认识到集散控制系统必将成为工业过程自动控制的主 流。 随着计算机技术、 通信技术、 显示技术、 半导体集成技术、 表面安装技 术及其他高新技术的发展， 集散控制系统将得到更好的发展和发挥更大 的效益。 参考文献 UKV U!V 尹廷金 0 化工电器及仪表 U W V 0 北京： 化学工业出版社， KXXY0 侯奎源 0 化工自动化基础 U W V 0 北京： 化学工业出版社， KXXL0 （责任编辑： 薛培荣 ） 第一作者简介： 温卫中， 男， KXTY 年 K! 月生， KXXK 年毕业于上海交 通大学电机工程系， 讲师， 现为太原化学工业学校机电工程系主任， 山西 省太原市， NINN!K0
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结语
东营市信用网建成已全面开通， 效果很好。通过对东营信用网数据
# 本文为三部联合评审通过的“数字化东营 ”建设项目中的一部分 —— — “信用东营 ” 项目。 参考文献 bDc （高级篇 ） b $ c ? 北京： 黄河 ? 4301P2 9’ 数据库系统培训教程 清华大 学出版社， !--Wd B! Q BV? （ 522) e H ） b ! c 里德 电子工业出版社， ? 网络设计 b $ c ? 北京： !--!d D D9V Q D !!W? bWc 赵松涛 ? 4301P2 9’ 入门与提高 b $ c ? 北京： 人民邮电出版社， !--!d Z 责任编辑： 白尚平 [ WV Q WB?
要用扁钢连接在一起。 （! ） 仪表信号地。 计算机输入输出信号地是仪表测量的参考点， 所有 仪表工作电源和此地相连构成等电位。 （I ） 本安地。安全栅、 隔离栅、 安全器等接地也要同仪表信号参考点 连接到一起， 构成等电位系统， 接地集结在一点， 电阻不能大于 K !。 "0 ! 电源防浪涌 集散控制系统的电源从配电系统进入计算机主控室。 电源系统是从
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集散控制系统简介
现代工业过程对控制系统的要求已不仅仅局限于能实现自动控制， 还
要求工业过程能长期在最佳状态下运行。对一个规模庞大、 结构复杂、 功能 综合、 因素众多的工程大系统， 要解决的不仅是局部最优化问题， 而是一个 整体的总目标函数最优化问题，即所谓生产过程的综合自动化问题。集散 控制系统 Z E*F0P H’,F3’<NF2 6*(F3*P %J,F2L [ ， 又称分散型控制系统 Z H’,F3’<NF2) 它是一个为满足大型工业生产要求， 从综合自动化的 6*(F3*P %J,F2L， H6% [ 。 角度， 按功能分散、 协调集中的原则设计， 具有高可靠性， 用于生产管理、 数 据采集和各种过程控制的计算机控制系统。它以多台微处理机分散应用于 （如键盘、 过程控制， 使用通讯母线系统和 65E 显示装置及其附属设备 打印 表D 运行环境配置
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第一作者简介： 王守武， 男， D9V# 年 Y 月生， D9B# 年毕业于山东省委 党校， 现任东营市信息产业局副局长， 山东省东营市， !"Y-9D?
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雷电入侵集散控制系统的途径
由于计算机通讯在工业控制中的普遍应用， 雷电涌侵入而导致计算
机与通讯系统的故障也越来越多。当电涌超过计算机的承受能力时， 将 出现数据乱码、 芯片被击坏， 甚至损坏软件系统并造成接受 M 输送数据的 中断。 要彻底保护设备的安全运行， 应该采取多级防护措施， 使系统防雷 效果更安全、 更可靠。 集散控制系统的雷击防护应从系统外部和系统内部两方面入手。 外 部防雷措施主要解决感应雷击对测量仪表的损害。 电涌侵入途径主要有 信号电缆引入感应过电压进入测量仪表电路，从而破坏绝缘，击穿弱电 元器件， 造成测量仪表故障； 直击感应雷通过表体直接进入仪表电路， 击 穿电路模块造成故障。 解决措施是重新按防雷规范要求审查装置的整体
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库的建设进行的分析研究， 得出如下结论： 第一， 东营市信用网采用的数据采集录入形式是主—分结构。在工 “数字化东 商局、 国税局、 地税局和银行建立分数据库， 中心数据库设在 营” 城域网的数据中心。这样各个分数据库随时对各自的数据进行修改 和更新，然后提交于中心数据库的前置机，经过中心数据库管理员的审 核最后录入中心数据库。 “自成体系、 第二， 东营市信用东营数据库的数据指标采用了 然后汇 总” 的原则。 各个分数据库的数据指标根据自己的需要来确定， 中心数据
库也有相应的分数据库数据指标表， 同时也有汇总表。这样提高数据库 第三， 在数据管理方面， 采用了对信用数据集中管理的方法； 在数据 安全方面， 采用了以下具体措施： 一是在信用中心数据库前设置前置机、 “数字化东营 ” 配备防火墙、 数据加密机制和双机热备系统； 二是 城域网 也提供了强大的安全保障。
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温卫中
（#$%） 集散控制系统 及其雷击与防护
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信息技术
（也称现场控制单元、 基本控制器 控制站等 ） 主要由微处理器、 过程 通道板、 时钟信号发生器、 存储器、 驱动器、 通信接口及各类软件组成。 一 个系统中一般有多个控制器。其主要功能是： 数据采集及处理； 记数、 记 时和实时时钟； 算术运算和逻辑运算； 顺序控制、 反馈及前馈控制、 优化 控制、 事故记录及报警； 数据通信。 GH# 调节等； !0 ! 通信通道 通信通道主要由通信处理或通信模块、通信介质（通信电缆或光纤 等） 和接口组成， 其主要功能是： 连接基本控制器、 通用操作站等构成计 算机局部网络； 根据协议进行数据传送； 数据的缓存； 错误校验。 !0 I 人—机联系装置 （又称操作监视站、 人—机联系装置 通用操作站等 ） 由监视器、 $J8、 键盘、 鼠标器、 拷贝机、 打印机及磁盘驱动器等组成， 其主要作用是进行 人—机对话。 包括： 各种画面显示； 各种报警功能； 对系统人工干预； 各种 报表打印； 组态及修改； 日期、 时间设定。
避雷措施及信号通讯电缆接地， 合理布线以及金属仪表箱的接地。对于 重点联锁保护系统应设置浪涌器。 内部防雷系统主要是指集散控制系统 的电源防雷保护、 控制显示单元、 操作系统等数据处理设备的接地， 以及 进出计算机信号通道防雷和局域网相关联的交换机、网卡等信号、电源 的防雷措施。