DeLtaV-DCS-控制系统简单的介绍

DeLtaVDCS控制系统简单的介绍DeLtaVDCS控制系统简介水煤浆加压气化装置的仪表自动化水平高，有许多复杂逻辑自动控制方案，如气化炉安全系统、锁斗系统、闪蒸系统、氧煤比控制等。要实现以上复杂控制方案，就要求DCS控制系统有强大的软件编程水平和系统稳定性。我厂水煤浆加压气化装置采用美国fisher-Rosemount公司的DeltaV控制系统。DeltaV控制系统是fisher-Rosemount公司开发的大型分布式控制系统，该系统采用目前世界上先进的现场总线技术，具有可靠性高、性价比高等特点。一个大型的DeltaV控制系统可由多个服务器组成，由此将系统划分为多个域，每个域可由独立的服务器、系统网络和多个现场控制站组成，完成相对独立的数据采集和控制功能。操作员站和高级计算机站等可通过域名登录到不同的域进行操作。DeltaV控制系统的网络由上到下分为管理网络、系统网络和控制网络三个层次。系统网络实现工程师站、操作员站系统服务器与现场控制站的互连，控制网络实现主控单元与过程I/O单元的通讯。1.1现场控制站的技术特点（1）每个现场控制站有两个控制器，一主一辅，相互冗余，保证系统可靠，可实现无扰动切换。（2）电源1∶1冗余，保证电源系统稳定可靠。（3）I/O卡件冗余，保证数据采集传输系统可靠。（4）网络冗余，每个现场控制站设计两套系统网络接口，实现系统网络双冗余结构，保证网络系统可靠。（5）分散隔离措施，保证系统安全、可靠。（6）带电插拔功能，方便操作维护，安全可靠。（7）具有系统故障自诊断能力，故障指示功能，便于排查故障。（8）根据现场的不同需要用丰富的组态编程工具实现控制方案，满足客户控制要求。1.2现场控制站内部结构（如图1）图1现场控制站内部结构2水煤浆加压气化装置DCS控制系统硬件配置水煤浆加压气化装置DCS控制系统由3对控制器及相应的电源单元、I/O单元、5个操作站（OP1～OP5）个工程师站（PLUS）个通讯工作站、两块HUB及冗余通讯网络组成。、1、1系统网络结构如图2所示。图2ＤＣＳ控制系统网络结构图实线—主网；虚线—副网2.1控制器控制器是以高性能微处理器为核心，能按照用户组态进行PID、比值、累积等多种过程控制运算，通过子扩展总线和相关I/O卡件，获得现场信息并输出控制信号，传输至现场完成过程控制。它是实现过程控制的核心，可以看作是系统的大脑。该系统共配置3对控制器，每对控制器互为冗余。其中1#控制器控制A#气化炉系统，2#控制器控制B#气化炉系统和老闪蒸系统，3#控制器控制C#气化炉系统、新闪蒸系统和气化公用系统。3对控制器及相应的电源单元、I/O单元组成现场控制站，完成现场信号采集、工程单位变换、通过系统网络将数据和诊断结果传输到操作员站等功能。2.2操作站操作站是系统的人机接口。采用DELL工业用PC机，结构与普通PC机大体相同。可以实现过程监视、操作、调用趋势、事件记录、生成打印报表等多项功能。2.3PLUS站PLUS站是系统的主站。每个系统仅有1个PLUS站，系统的数据库在PLUS站上。仪表工程师组态的大部分工作也在PLUS站上完成。组态完成后，要下装到控制器，对控制器程序进行更新。2.4系统网络DCS控制系统网络由上到下分为系统网络和控制网络两个层次。系统网络实现现场控制站和系统操作员站的互连。控制网络实现现场控制站与I/O单元的通讯。通讯站是为今后调度联网配置。2.5现场控制站（见表1）3系统软件DeltaV系统软件在WindowsNT4.0下安装,包括多种应用程序,可以分为工程控制组态工具和操作员操作组态工具两大类。3.1工程控制组态工具DeltaV系统工程控制组态工具是用于开发组态工程控制方案的开发平台，包含有控制方案编辑器和仿真调试器，是一套完整控制编辑和调试的软件包。水煤浆加压气化装置的仪表I/O测量点分模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO）、开关量输入（DI）、开关量输出（DO）、热电偶输入（TC）、热电阻输入（RTD）五类，单回路PID调节，具有氧煤比比值调节、串级调节、分层控制、中值选择以及温压补偿等多种控制方案。控制方案设计采用FBD功能块、ST语言等编程工具实现。3.2操作员操作组态工具DeltaV系统操作员操作组态工具是制作操作员监控操作界面的工具软件，用于绘制流程图、趋势报表、报警、操作日志等，为操作人员提供便于操作监控系统运行状态的平台。可对操作站的使用权限进行分配，设置监视员、操作员、工程师等不同权限的用户，根据不同权限实现不同的操作控制功能。系统生成的操作记录和历史趋势便于分析判断故障原因。3.3DeltaV系统组态步骤（1）系统组态：通过添加结点、I/O卡件、定义I/O通道,构建起系统的物理网络。（2）控制方案的组态：根据控制要求，设计控制方案,划分区域并建立模块，设置模块参数。（3）流程图组态：使用系统提供的绘图软件,或其他绘图软件绘制静态流程图，为取得更好的画面效果，使用了powerpoint绘图，然后做动态数据链接。（4）趋势、报表组态。4系统调试（1）I/O测量点单通道调试:对所有I/O卡件的所有通道，用信号发生器送模拟信号进行测试，测量精度准确，测量误差符合要求。（2）控制回路控制室手动、自动控制正常，阀门动作准确到位，手动、自动控制可实现无扰动切换，达到工艺要求。（3）串级调节、中值选择、比值调节等特殊控制方案测试正常，符合工艺要求。（4）控制器、电源卡冗余切换实验正常稳定，可实现系统长周期稳定运行。5结语DeltaVDCS控制系统在我厂气化车间水煤浆加压气化装置的应用证明，该系统操作方便，运行稳定，控制方案安全可靠，完全达到工艺要求。