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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。
本文标题:DeLtaV-DCS-控制系统简单的介绍
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