DCS控制系统及其应用资料

甲醇装置DCS系统结构设计
2.DCS系统的网络规划设计
网络需求分析： （1）3个独立域应该有自己独立局域网络、操作员站、 控制员站、控制站、工程师站、历史服务器站以及 交换机，同时域间有网络连接。
（2）需要设立中央控制室，用于监控三个域全部数据。 （3）SIS(安全仪表)系统、高压电器综合控报系统、低 压定期综合控保系统、其他可编程序控制器系统。
操作员站
操作员站一般桌面型通用计算机系统，如图像工作站或个人 计算机等。大尺寸的显示器（CRT或液晶屏），较大的内存
操作员站功能
主要完成人机界面的功能；及HMI的处理，其中包括图形画面的显 示、操作命令的解释与执行、对现场数据和状态的监视及异常报警 、历史数据的存档和报表处理等
操作员站
操作员站画面可实现多窗口方式显示和操作
“确定性的实施工业以太网”
• 历史站服务器节点同交换机通信和不同域间的交换 机级联通信：采用1000Mbps网络 • 其他节点间的通信：采用100Mbps网络 选用：3COM,3C17304A,24口10/100M+2口1000M-T+2个 SFP口二层网管交换机，还通过以太网串口接入SIS 系统
甲醇装置DCS系统结构设计
甲醇工艺简介
（5）甲醇精馏
精馏系统由预精馏塔，加压塔，常压塔组成。
（6）二甲醚工艺
主要反应：2CH3OH=CH3OCH3+H2O 将甲醇蒸汽投入有负荷液体催化剂的反应釜内，所得混合气体通 过缓冲剂进行缓冲，再进入冷凝池、冷凝塔经分离后得到产品。
（7）空分装置
本装置工艺为分子筛净化空气、空气增压、氧气和氮气内压缩流 程，全精馏制氩工艺。
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甲醇装置DCS系统结构设计
(3) 历史站服务器选择设计
选用带SAS硬盘的服务器记录趋势，需配置双硬盘： 一块装操作系统，另一块装趋势文件
服务器的网卡全选用千兆网卡，同时服务器配备4 网卡。两个用于操作员通信，另两个用于控制站通 信。
DCS网络
主要包括双绞线、同轴电缆、光导纤维，冗余
设计过程简介
DCS系统甲醇与二甲醚生产过程装置
设计可以分为4个过程： • 工艺简介 • 系统结构设计 • 系统工程控制实施 • 系统安全性设计
甲醇工艺简介
下图为煤制甲醇简略工艺流框图
空 分 锅 炉 汽 机 制 冷
备 煤
煤 气 化
煤 气 水 分 离
DCS系统
综合信息管理级 通信网络系统
三站一线
现场控制站
现场控制站功能
完成对现场的直接控制； 现场I/O驱动，对输入的过程量进行预 处理，将控制量输出到现场； 实时采集现场数据并存储在现场控制 站内的本地数据库中，控制计算，根 据控制算法和检测数据、相关参数进 行计算，得到实施控制的量；通过现 场I/O驱动，。
主要反应： CO+H2O→H2O+CO2 反应条件：305 ℃、在耐硫变换催化剂作用
（3）低温甲醇洗：
冷甲醇作为吸收溶剂，脱出原料气中的CO2和H2S 反应条件：214~810MPa、低于0 ℃
（4）甲醇合成
CO,CO2和H2在Cu-Zn催化剂作用下，合成粗甲醇。 反应条件：6.5MPa、235 ℃
(2) 计算机分布设计
选用：视频音频长线驱动器LD-8B(40~100米)56套 USB延长器UE-1(50米)112套。 优势：采用普通以太网线充当延长线，取材方便，接口通用 将显示器、鼠标、键盘分别用3根不同的延长线有利于故障 分散 相比三线合一的延长线，故障更低，抗干扰性更好。
在该项目中要求计算机放机柜室，键盘、鼠标、显示器放操作室。
DCS控制系统及其应用
小组成员： 唐 刘 杰 斌 陈嘉睿 陈忠平 迟丽华 张居浩 指导老师： 张早校 答辩时间: 2014年5月
目录
1.应用背景 2. DCS简介 3.甲醇工业 4. 模拟仿真 5.总结
小组分工
小组成员 全 体 成 员 分配任务
文献资料查阅 甲醇工业过程整 迟丽华 陈忠平 理编写 陈嘉睿 刘 斌 系统仿真模拟 DCS系统理论整 唐 杰 张居浩 理编写 全 体 成 员 报告PPT汇总整理
变 换 冷 却
脱 氧 站
低 温 甲 醇 洗 硫 回 收
压 缩
甲 醇 合 成
甲 醇 精 馏
二 甲 醚
氢 回 收
甲醇工艺简介
（1）气化：
主要反应：CmHnSr+m/2O2→mCO+(n/2-r)H2+rH2S CO+H2O→H2+CO2 反应条件：6.5MPa(G)、1350-1400℃
（2）变换冷却：
（4）因为工厂范围大，所以需要设立远程I/O机柜。
甲醇装置DCS系统结构设计
2.DCS系统的网络规划设计
网络设计思路： （1）交换机分布设计 （2）计算机分布设计 （3）历史站服务器选择设计
甲醇装置DCS系统结构设计
(1) 交换机分布设计
• 网络分布示意图
甲醇装置DCS系统结构设计
(1) 交换机分布设计
工程师站
工程师站其中一个部分是在线运行的，主要完成对DCS 系统本身运行状态的诊断和监视；另一部分部分是离线 态的组态软件，这是一组软件工具。
工程师站功能
对DCS进行应用组态，定义具体系统完成什么样的控制，控制的输入/输出量 是什么控制回路的算法如何，在控制计算中选取什么样的参数，在系统中设 置哪些人机界面来实现人对系统的管理与监控，还有诸如报警、报表及历史 数据记录等各个方面功能的定义。
（8）热电联产
提供全装置所需蒸汽。
甲醇装置DCS系统结构设计
1.甲醇装置系统特点 2.DCS系统的网络规划设计 3.DCS系统的控制机柜设计 4.DCS系统的硬件结构设计 5.DCS系统的通信功能设计
甲醇装置DCS系统结构设计
1.甲醇装置系统特点
典型多工段多关联串联生产联合装置,故采用多装 置协调控制是DCS系统结构设计需优先考虑的。 将其拆分成几个相对独立的子系统，再由子系统 构成一套母系统，图中三个域要求数据能够互访， 同时，中央集中控制室能够监控其他三个域的数 据。
应用背景
美国霍尼威尔（Honeywell）公司1975年12月正式向市场推出 了世界上第一集散控制系统——TDC2000系统。TDC2000的 推出,其重要意义在于提出并实现了集散。
现代DCS 技术特点：全数字化、信息化和集成化。
应用背景
应用背景
应用背景
DCS系统简介
分散过程控制级 集中控制监控级