DCS控制系统简介

常减压 凝析油分离 及MRU (FCR-01) OS x 4 (其中一台具EWS功能)
加氢裂化 制氢及PSA (FCR-02) OS x 8 (其中一台具EWS功能)
硫磺回收 (FCR-03) OS x 4 (其中一台具EWS功能)
连续重整 (FCR-04) OS x 4 (其中一台具EWS功能)
1＃二甲苯分馏 吸附分离 及异构化 (FCR-05) OS x 4 (其中一台具EWS功能)
DCS控制系统简介
设备部 林金水
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内
1. 2. 3. 4. DCS定义、系统架构 DCS硬件构成 DCS软件构成 DAC DCS系统概况
容
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１.1 集散控制系统（DCS）定义
• 集散控制系统(Distributed Control System)是 20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的 分散型计算机控制系统。它是控制技术（Control）、 计算机技术（Computer）、通信技术 （Communication）、图形显示(Display)相结 合的产物．该装置是利用计算机技术对生产过程
芳烃抽提装置 歧化 邻二甲苯 (FCR-06) OS x 4 (其中一台具EWS功能)
2＃二甲苯分馏 吸附分离 及异构化 (FCR-07) OS x 4 (其中一台具EWS功能)
芳烃日罐 及其它 (FCR-11) OS x 2 (其中一台 具EWS功能)
OS x 5 (其中一台具EWS功能)
OS x 5 (其中一台具EWS功能)
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Ｉ／Ｏ卡件类型
• 开关量输入卡(ＤI)主要用来采集各种 限位开关、继电器 或电磁阀连动触点 的开、关状态，并输入至计算机。 • 开关量输出通道(ＤO)：主要用于控制 电磁阀、继电器、指示灯、声光报警 器等只具有开、关两种状态的设备。
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OPC OS EWS x1 x1 x1 打印机
FCR-11
打印机 EWS OP x1 x1
FCR-12
FCR-13
OS x1
CCR-3 机柜间
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS 控制站 X1
SWP SWS 控制站 X4
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控制策略组态软件
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流程图组态软件
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DCS操作站软件功能
• 图形处理软件，该软件根据由组态软件生 成的图形文件进行静态画面(又称为背景画 面)的显示和动态数据的显示及按周期进行 数据更新。 • 历史数据和实时数据的趋势曲线显示软件。 • 报警信息的显示、事件信息的显示、记录 与处理软件。 • 历史数据的记录与存储、转储及存档软件。 • 系统运行日志的形成、显示、打印和存储 记录软件。
Domain-3
B/W Color AMS 历史站 EWS (A3) (A4)
CCR-2
储运控制室
CCR-3
码头控制室
(Domain-3)
SW (PIN) SWP SWS SW (PIN) SWP SWS SW (PIN) SWP SWS
B/W (A3) 报警 报表 AMS 历史站 EWS B/W (OPC) (A3) 报警 报表 AMS 历史站 EWS (OPC)
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趋势画面
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操作员行为记录
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标准报表
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Operation window: Process Alarm
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DCS工程师站软件组成
• 控制算法的定义软件：其中包括确定控制目标、控制方 法、控制周期及定义与控制相关的控制变量、控制参数 等。 • 人机界面的定义软件：包括操作功能定义(操作员可以 进行哪些操作、如何进行操作等)、 • 现场模拟图的显示定义：(包括背景画面和实时刷新的 动态数据)及各类运行数据的显示定义等。 • 报警定义软件：包括报警产生的条件定义、报警方式的 定义、报警处理的定义(如对报警信息的保存、报警的 确认、报警的清除等操作)及报警列表的种类与尺寸定 义等。
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腾龙芳烃80万吨/年对二甲苯(PX)及配套工程 – DeltaV DCS系统架构图
＊ PIMS / MES, etc. DAC’s Scope ＊ DAC Plant LAN
LEGENDS
:
: OPC / AMS Network : Fiber Optics Cable : DeltaV Control Network : PIN Network : Hardwire : Ff Cable : Physical Area Separation : Modbus Communication
CCR-1
厂区管理控制中心
Fire Wall
Anti-Virus Server
Domain-1
(值班主管室) OS OS OS OS OS OS (AMS仪表管理室) AMS AMS 报警 报表 AMS 历史站 EWS B/W Color (A3) (A4)
Domain-2
报警 报表 AMS 历史站 EWS B/W Color (A3) (A4) 报警 报表
SWP SWS 控制站 X1
SWP SWS
SWP SWS
控制站 X5
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
SWP SWS
FCR-01
AMS OPC OS EWS x1 x1 x1 x1 打印机
FCR-02
AMS OPC OS EWS x1 x1 x2 x2 打印机
FCR-03
AMS OPC OS EWS x1 x1 x1 x1 打印机
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中心控制室
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操作员站(OPS)的功能
1.显示生产总貌和系统主要参数，显 示每个回路的详细控制情况，显示 当前和历史数据、曲线等。 2.通过键盘发出操作指令，调整参数、 控制外设。 3.自诊断、报警功能。
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3. DCS软件系统
• DCS工程师站软件 • DCS操作员站软件
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DCS工程师站软件组成
• 系统硬件配置定义软件：包括系统中各类站的数 量、每个站的网络参数、各个现场I/O站的I/O 量配置(如各种I/O模块的数量、是否冗余、与主 控单元的连接方式等)及各个站的功能定义等。 • 实时数据库的定义软件：包括现场物理I/O 点的 定义(该点对应的物理I/O 位置、工程量转换的参 数、对该点所进行的数字滤波、不良点剔除及死 区等处理)以及中间变量点的定义。 • 历史数据库的定义软件：包括要进入历史数据库 的实时数据、历史数据存储的周期、各个数据在 历史数据库中保存的时间及对历史库进行转储(即 将数据转存到磁带、光盘等可移动介质上)的周期 等。
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Ｉ／Ｏ卡件类型
• 模拟量输入卡(AI)：将来自在线检测 仪表和变送器的连续性模拟电信号 (4~20mA,0~10V, 热 电 偶 mV,RTD 等 ） 转 换成数字信号，送给CPU进行处理 • 模拟量输出卡(AO)：一般将计算机输 出 的 数 字 信 号 转 换 为 4~20mADC( 或 1~5VDC) 的连续直流信号，用于控制 各种执行机构。
进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种 全新的分布式计算机控制系统。
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1.2 DCS控制系统示例
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1.3 DCS系统结构 DCS系统结构
中心控制室
Intranet， Intranet， Internet
过程管理站 控制网络
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Operation window: System Alarm(系統警報)
點選
這一部份警報是針對 控制器、控制台、網 路通訊等硬體設施的 狀態。
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DAC DCS系统概况
• • • • DCS项目执行情况 DCS系统架构图 中心操作中心平面布置图 信息集成及生产管理控制系统控制与信息 网络示意图
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Ｉ／Ｏ卡件类型
• 脉冲输入通道(PI)：将现场仪表（如 涡轮流量计、转速等）输出的为脉冲 信号处理后送入计算机。 • 串行通讯卡：与其它系统及设备间的 通讯
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操作站
• • • • 中央控制室设备 操作员站的功能 工程师站的功能 服务器及其它功能站的功能
& Computer
ooo
控制机能
操作机能
DCS
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2 DCS硬件构成
2.1现场控制站 2.2操作站 2.3系统网络
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现场控制站功能
1. 过程数据采集，进行数据转换与处理 2. 对生产过程进行监测与控制 3. 现场设备与I/O卡件的自诊断 4. 与集中操作监控级进行数据通信
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DCS项目执行情况
• • • • DCS系统管辖范围：主工艺装置(ISBL) 及储运系统(OSBL) DCS系统规模：约20000点 DCS系统供应商：Emerson DCS执行状态:厂商处于设计阶段,2011 年3月底完成FAT,2011年4开始现场安装 调试
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工程师站(EWS)的功能
1. 组态功能：工程师站的最主要功能是 对DCS进行离线的配置(硬件）和组 态工作（软件）。 2. 监督功能：与操作员站不同，工程师 站必须对DCS本身的运行状态进行监 视，包括各个现场I/O控制站的运行 状态、各操作员站的运行情况、网络 通信情况等等。
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现场控制站
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控制器及I/O子系统
控制器 I/O卡件 电源
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I/O卡件
à输入输出卡件 RTD，TC， HART AI， PI， MV， HART AO， DI DO，SOE à支持各种总线协议的数据接口卡 åSerial Card 串口卡 åFieldbus Card 现场总线卡件 åPROFIBUS DP接口卡 åAs-i 协议接口卡 åDevice Net接口卡
FCR-04
AMS OPC OS EWS x1 x1 x1 x1 打印机
FCR-05
AMS OPC OS EWS x1 x1 x1 x1 打印机
FCR-06
AMS OPC OS EWS x1 x1 x1 x1 打印机
FCR-07
AMS OPC OS EWS x1 x1 x1 x1 打印机
公用工来自百度文库机柜间
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DCS流程图
FIC-101
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FV-101
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DCS流程图
FIC-101
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FV-101
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工艺参数细目画面
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控制组画面
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机柜室
过程控制站
现场
现场仪表
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1.4 控制在现场
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1.5 DCS控制回路图
现场 变送器 现场接线箱
(Junction Box)
现场机柜室 Marshalin Panel g 安全栅柜 I/O卡片與 控制站
控制室 操作台
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其它功能站的功能
• 历史站: 负责历史数据采集及提供历史 数据的访问。 • OPC接口站: 负责与其它系统(如 MES )之间的数据通信。 • AMS站: 负责智能仪表设备组态、状态监 测及诊断、校验管理和自动文档记录管理 。
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