控制系统入门培训步骤知识资料

NETWORK-6000+系统简介
（5）、根据科远公司从电厂控制的要求，定向开发了部分专用模块，用 于磨煤机顺序启停和负荷自动控制、高压加热器优化控制、二次风门自动 调节和均衡燃烧控制。 （6）、新版分散处理单元（DPU）T940X的处理能力提高了五倍，控制网络 采用工业Ethernet，速率提高到100Mbps，满足了15000点的能力。
NETWORK-6000+网络结构
NETWORK-6000+分散控制系统典型135MW机组系统配置
NETWORK-6000+网络结构
NETWORK-6000+分散控制系统典型300MW机组系统配置
NETWORK-6000+网络结构
系统网络： 工作站之间的网络连接，采用冗余Ethernet网，TCP/IP协议，并且提供了 完善的软硬件支持，通讯介质为双绞线，速率100Mbps。 控制网络： 控制网络(ELIN)/ALIN用于连接分散处理单元、工程师站、操作员站等， 完成各站的通讯和数据交换，符合IEEE802.4协议的令牌工业控制网络，可 1:1冗余，通讯速率为100/20Mbps，基于双绞线的最大长度是100m，基于光 纤的最大长度可达数公里，最大可以支持512个站，支持自动冗余切换、通 道自动检测等功能。 I/O网络：
控制系统入门培训
NETWORK-6000+系统
由浅入深的知识层次（八个方面）
•了解基本的DCS发展、结构和功能 •NETWORK-6000+系统简介 •NETWORK-6000+网络结构 •NETWORK-6000+人机接口 •NETWORK-6000+组成和主要技术指标 •NETWORK-6000+机柜和操作台 •NETWORK-6000+分散控制系统功能 •NETWORK-6000+分散控制系统扩展功能
·过程操作测试 ·优化过程控制 ·错误检测
·装置间协调 ·自适应控制 ·数据存档
·过程数据采集及检查 ·开环和闭环控制 ·设备监测和系统测试及诊断 ·实施安全性、冗余化措施
工厂经营管理级 生产管理级 过程管理级 直接控制级
现场设备
基本的DCS发展、结构和功能
→直接控制级：
这一级是DCS的基础。在这一级里，过程控制计算机直接与现场各类装 置，如变送器、执行器、电动机等相连，对所连接的装置实施检测、控制， 同时它还与上一级的计算机相连，接收上层的管理信息，转化为命令发给 现场装置，并向上一级传递装置的特性数据和采集到的实时数据。这一级 的计算机是过程控制单元，简称DPU。DPU的工作是独立的，即当上层计算 机与之失去通讯时也能维持对现场装置的控制。
→过程管理级：
这一级的计算机主要有操作员站、工程师站、服务器等。它综合监视 各DPU传递的所有信息，集中显示操作，控制回路组态和参数修改，优化过 程处理等等。操作员一般使用操作员站来监控现场参数和设备，工程师站 由维护人员使用来对组态进行修改。这一级计算机与DPU进行通讯，操作人 员对现场设备的操作命令是发给DPU的，只有DPU才能直接控制现场的设备。
基本的DCS发展、结构和功能
→生产管理级： 该级计算机协调各单元的参数设定，是生产的总协调员。
→工厂经营管理级： 这一级居于中央计算机，并与办公自动化连接起来，担任全厂的总
体协调管理，包括各类经营活动、人事管理等等。
基本的DCS发展、结构和功能
3. DCS结构
人
DCS
°
e2
9 0 0
CPU
AIM2 Loop / TDI/DO 8Relay 4
基本的DCS发展、结构和功能
1. 什么是DCS？
DCS的全名是Distributed Control System,它的中文名字叫分散控 制系统，它还有一个名字，叫集散控制系统(Total Distributed Control System )。它主要应用于工程控制。
过程控制对象的特点是控制回路较多，若采用集中型计算机控制， 则主要有3个问题：1 、危险过于集中；
NETWORK-6000+人机接口
●可提供广泛的DDE（动态数据交换）和OLE（对象连接和嵌入）支持以集 成I/O和充分利用Windows资源，如Excel和word等等；其关系数据库接口 （SQL）采用ODBC（开放数据库互连）以支持对关系式数据库（如Oracle、 Sybase、Ingres、Access、Paradox和dBase）的双向实时访问 ●支持EXCEL电子表格，报表制作、维护非常方便 ●可以运行Windows NT兼容的第三方软件，VB、C++等 ●设备级驱动块可以区分电气故障跳闸、联锁保护跳闸和操作跳闸，电气 故障跳闸和联锁保护跳闸具有闪光报警功能，可实现检修/运行、联锁、调 试、手动/自动等多种工作方式 ●可采用DCS软放功能，节省伺服放大器，减少了设备投资，又简化了系统， 提高了可靠性 ●完善的用户访问权限管理：几乎可以对所有的过程数据库甚至过程块指 定保密级别，安全保密级别多达99级
NETWORK-6000+人机接口
●每台操作员和工程师站都可存储历史数据记录曲线，所有测点和中间变 量(超过4500点)均可进行历史数据记录，历史数据记录曲线点数多达5120 点，可以保存200天 ●操作记录、报警记录、登录记录可以保存200天，画面数量不受限制，而 历史数据站可以保存长达二年历史数据
2 、单台计算机很难完成所有的控制； 3 、开发周期过长。 目前的DCS是指出现于20世纪70年代中期，是以微处理器为基础的 分散型计算机控制系统。
基本的DCS发展、结构和功能
下图目前DCS的组成简图：
中央控制室
CRT操作中心
高速数据通道
பைடு நூலகம்
过程控 制单元
过程控 制单元
过程控 制单元
工业现场
过程控制单元是以微处理器微基础的微机结构，具有几十种或上百种运 算功能，可以独立地对回路进行各种复杂控制。各控制单元通过通讯系统 集中到中央操作站，进行全系统地综合管理。
NETWORK-6000+人机接口
●报警汇总可显示多达9999条信息 ●组态文件的上装、下载 ●事故追忆 ●画面调度：可通过鼠标一次击键调出任意幅画面 ●真正的32k色，1280×1024分辨率，数字可矢量放大缩小 ●用所见即所得方式在线生成和显示流程图、报表、棒图、成组图、相关 图 ●不但可以在线组态,更为重要的在运行中可对分散处理单元的控制策略 进行在线下载 ●在工程师站上可同时监视操作画面和控制策略 ●除了提供100多种固定功能块外，还支持编写用户定义的算法，可以实 现非常复杂的控制算法，为实现各种优化控制打下了坚实的基础 ●符合IEC-1131-3标准的图形化组态方式，直观易学
NETWORK-6000+人机接口
NETWORK-6000系统的人机接口站（操作员站、工程师站）采用以Windows NT为平台的工业PC，通过安装和运行不同其功能的软件（T3500/RT、 T3500/DS）来实现对现场过程参数的显示、处理和完善控制。 NETWORK-6000系统的组态软件是以美国著名的工控软件公司Intellution™ 的FIX为基础开发的新型的控制系统软件，使得操作更为方便，性能更为优 越。 ●操作系统Windows NT 4.0 或Windows 2000 ●操作员站（包括报警）可实现完全汉化 ●支持多屏显示 ●时间同步 ●性能卓越的实时数据库-LIN ●屏幕响应速度≤1s ●图形动态信息刷新速度<1s ●支持在线工业电视
NETWORK-6000+网络结构
SIS通讯接口： DCS和MIS网络之间的连接采用特殊的接口装置和专用协议，确保数据实 时、单向传输，同时，由于采用专用协议切断了病毒的传播途径，保证了 DCS系统网络的安全，为建立全厂性的MIS系统打下了开放而坚实的基础。 串行通讯接口：
分散处理单元（DPU）T940X具有两个Modbus RTU标准串行通讯接口。
Temp
Heat Cool
Run Reset Hold S FridgeL Load riL
Mainvgi Fan Aux oFhgan MainthAir Aux A1t ir
2
工艺设备
基本的DCS发展、结构和功能
•数据交换 –DCS与工艺现场的数据交换:IO卡件或网络 –DCS与人的数据交换:CRT、键盘、鼠标 –DCS内部计算机间的数据交换：网络
NETWORK-6000+分散控制系统（DCS）包括 →系统网络（Ethernet） →人机界面MMI（包括操作员站和工程师站） →控制网络（ELIN或 ALIN） →分散处理单元（DPU） → I/O网络(Profibus) → I/O模件等部分组成
NETWORK-6000+系统简介
NETWORK-6000+在NETWORK-6000的基础上，新增了以下功能： （1）、提供调节系统整定参数优化算法，既保证系统的快速响应，又避免系统 震荡，进一步提高调节控制品质和精度，例如，135MW机组在3%速率下负荷变化 ±40MW时，汽压最大偏差小于±0.3MPa,主汽温最大偏差小于±6℃,再热汽温最 大偏差小于±8℃,水位最大偏差小于±30mm,负压最大偏差小于±120Pa,氧量最 大偏差小于±0.5%。 （2）、NETWORK-6000+结合电厂SIS系统的需要，增加了专用的SIS接口，一是 便于向SIS系统提供数据，其次是确保DCS的安全性。 （3）、进一步提高了软件伺服放大器的性能，一是提高定位精度到±0.2%，二 是在执行机构反馈断线情况下保持执行机构保位。 （4）、提供了虚拟DCS仿真技术，DCS系统在出厂前可经过严格的仿真机调试， 即向用户提供的DCS就如经过了实际运行，极大地提高了出厂质量。
基本的DCS发展、结构和功能
2. DCS的功能分层体系：
层次化已经成为目前DCS的体系特点。DCS充分体现了分散控制，集中管 理的思想。DCS的功能一般可以分为以下的4级：
·市场和用户分析 ·定货和销售统计
·销售计划
·产品制造协调
·合同事宜
·期限监测等
·规划产品结构和规模 ·产品监视
·产品报告
·工厂生产监视
NETWORK-6000+组成和主要技术指标
功能强大的分散处理单元——T940X
处理器模件使用I/O处理系统采集的过程信息来完成模拟控制和数字控制。 T940X控制器处理模件的运算周期可组态为20～500mS，现场信号接到I/O模 件经I/O网络到DPU运算，再经I/O网络到I/O模件执行的控制周期不大于100mS。 T940X控制器处理模件具有标准串行通讯接口，以实现与其他系统的数据共 享。 处理器模件清晰地标明各元器件，并带有LED自诊断显示。 处理器模件使用电擦除存取存储器(EEPROM)，掉电不丢失存储的数据。 某一个处理器模件故障，不影响其它处理器模件的运行。此外，数据通讯总 线故障时，处理器模件能继续运行。 对某一个处理器模件的切除、修改或恢复投运，均不影响其它处理器模件的 运行。 所有处理器模件冗余配置，一旦某个工作的处理器模件发生故障，系统能自 动地以无扰方式，快速切换至与其冗余的处理器模件，并在操作员站给出报 警。
I/O网络为符合标准的Profibus/DP，Profibus-DP是专门为分散控制系统 中控制器与在设备级分散I/O之间进行通讯而设计的，既可满足高速传输， 又有简单实用、可靠性强等特点，传输速率为12Mbps。
I/O网络中的设备可以是Eurotherm公司的I/O模件，也可以是符合 Profibus/DP协议第三方生产的设备，例如SIMOCODE-DP电机保护控制单元、 SIPOS系列电动执行机构。
操作站的功能
●报警管理和检索 ●生产过程参数监控 ●实时趋势和历史趋势显示 ●报表打印
NETWORK-6000+人机接口
工程师站的功能
●用所见即所得方式在线生成和显示流程图、报表、棒图、成组图、相关 图 ●控制策略的生成、参数整定和监控 ●组态文件的上装和下载 ●组态文件的拷贝和后备 ●操作员站的所有功能
NETWORK-6000+除了可以实现火电机组的数据采集（DAS）、模拟量控 制（MCS）、顺序控制（SCS）、锅炉炉膛安全保护（FSSS）四大基本功能 外，还将原先独立于DCS之外的电气控制系统（ECS）、汽机跳闸保护系统 （ETS）和汽机数字式电液调节系统（DEH）的功能纳入DCS的控制范围，实 现了火电厂机、电、炉的DCS一体化控制方案。
•数据处理 –IO处理 –与控制相关的逻辑和算法 –与人相关的数据形象化处理
NETWORK-6000+系统简介
NETWORK-6000+分散控制系统（DCS）是以英思维（Invensys）跨国 集团英国欧陆自动化公司（Eurotherm Process Automation）的硬件 和系统软件为平台，结合我公司的火电厂自动化软件（V1.0）集合而成。