工控DCS系统介绍

ANHUICONCHINFORMATIONTECHNOLOGYENGINEERINGCO.,LTD.唯进步，不止步，为客户提供全方位的服务安徽海螺信息技术工程有限责任公司工控DCS系统总体介绍、日常使用操作及维护要领12020/7/9一、工控系统概念二、工控系统组成三、工控系统在集团应用四、工控系统维护要点五、常见工控系统故障处理六、培训测试介绍提纲（目录）2020/7/9工控指的是工业自动化控制，主要利用电子电气、机械、软件组合实现。即是工业控制（Factorycontrol），或者是工厂自动化控制（FactoryAutomationcontrol）。主要是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。工控概念2020/7/9一、CCS（计算机集中控制系统）在CCS中，数字计算机取代了传统的模拟仪表，从而能够使用更为先进的控制技术，例如复杂控制算法和协调控制。从而使自动控制发生了质的飞跃。二、DCS（集散控制系统）由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。三、FCS(现场总线控制系统)现场总线控制系统（FCSFieldbusControlSystem），它是用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各个控制器和仪表及仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维修费用。工控发展历程2020/7/9DCS是分布式控制系统的英文缩写（DistributedControlSystem），又称为分散控制系统,分散型控制系统,集散控制系统.行业内业称4C技术即Control控制技术；Computer计算机技术；Communication通信技术；CathodeRayTubeCRT显示技术。在国内自控行业又称之为集散控制系统,是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。DCS简介2020/7/9从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。DCS的控制程序：DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。过程控制站的组成：DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。I/O单元：通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元DCS组成2020/7/9高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。DCS特点-12020/7/9协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。DCS特点-22020/7/9集团工控系统应用范围工控系统在按照类型划分来讲，主要包括了DCS、PCS、PLC、SCADA（数据采集与监控系统）、就地测控设备（本地智能仪表、远程监控等）等。这些系统在集团有着广泛的应用，主要是水泥熟料线（单线规模从2000-12000t/d不等）、粉磨站（单台规模从30-80万吨/年不等）、余热发电（单台机组规模从4500-18000kw不等）、大型装备电控系统（堆取料机、长皮带、立磨、冷却机、辊压机等）、油站、总降、胴扫、工业电视等。集团工控系统应用范围2020/7/9目前公司熟料生产线工控系统使用情况：ØFreelance800F系统（CBF），如宁国三线等。ØIndustrialIT800xA系统(CBM)，如芜湖海螺等。目前熟料线基本上都是使用这两套系统。ØFOXBORO系统，如荻港海螺一线烧成系统。ØSiemensPCS7系统，如新疆哈密。Ø浙大中控系统，如众喜凤凰山等。ØSCHNEIDER系统，如云南壮乡。集团工控系统应用情况（熟料线）2020/7/9目前公司粉磨站工控系统使用情况：ØSiemensPLC+WINCC系统，如南通海螺等。ØSiemensPLC+IFIX系统，如淮南海螺等。ØGEPLC+IFIX系统，如赣江海螺等。ØCBM+IFIX系统，如双峰海螺5、6号水泥磨系统。集团工控系统应用情况（粉磨站）2020/7/9目前公司余热发电约60台机组工控系统使用情况：Ø英国欧陆系统（NETWORK-6000）+DEH，如宁国三线等。约50台机组都是使用此系统。Ø南京科远NT6000系统(KM940)，如千阳海螺等。Ø英国欧陆系统（NETWORK-6000）+505，如平凉海螺。Ø南京科远NT6000系统+505，如宁国一线。Ø浙大中控ECS100+505，如众喜凤凰山等。ØSiemensPLC+WINCC+505，如四合工贸。集团工控系统应用情况（余热发电）2020/7/9工控系统层级划分：过程级Ø控制站，包括处理器，网卡，通讯卡等组件。ØI/O站，包括DI、DO、AI、AO、FI、中继等组成。操作监控级Ø操作站，即操作员控制站，负责设备的操作。Ø工程师站，负责程序维护、修改等工作。Ø网络，包括光缆、交换机、网线、光电转换等组件。管理级ØMIS、QCX，负责计划调度、仓储管理、能源管理常见工控系统层级划分（DCS）2020/7/9目前集团常用工控系统网络常用的分为星形、环形两种。星形网的组成通过中心设备将许多点到点连接。经常用的电话、Hub都属于星形结构，具有控制简单、故障诊断和隔离容易、方便服务的特点环形网络是使用一个连续的环将每台设备连接在一起。它能够保证一台设备上发送的信号可以被环上其他所有的设备都看到，具有投资小、冗余性的特点工控系统常见网络分类（星形、环形）2020/7/9工控系统网络（星形）拓扑图（熟料线）172.17.4.X``````S800I/O3UF7PLCS800I/O7SJ63UF7S800I/O7SJ63UF7S800I/O3UF7PLCS800I/O7SJ63UF7S800I/O7SJ6PLCPAPA变频器变频器S800I/O互联网AS1AS2AS3备用工程师站原料A2煤磨A窑A原料A1CS1CS2MIS芜湖海螺2*12000t/d水泥控制系统配置图矿山PM861窑尾APM866窑头APM866煤磨APM866调配APM866原料A1PM866矿山操作砂岩破碎PM866172.16.4.X原料A2PM866AS1AS2AS3备用工程师站原料B2煤磨B窑B原料B1CS1CS2MIS煤磨BPM8663UF7S800I/O7SJ6窑头BPM8663UF7PLCS800I/O7SJ6PA变频器窑尾BPM8663UF7S800I/OPA变频器原料B2PM8663UF7PLCS800I/O7SJ6原料B1PM8663UF7S800I/O7SJ6PLC老线熟料煤堆场PM864S800I/O熟料煤堆场PM866新增码头PLC342-5调配BPM866PLCS800I/O系统配置说明说明：1、每条万吨线为一个控制系统项目，采用ABB800XA5.0SP2B，AS采用3选2的冗余模式，DC和CS均为冗余配置2、服务器采用机架式，安装win2008server专业版，客户端安装winxpSP3专业版，均为英文版操作系统3、交换机采用赫斯曼最新R20型号工业以太网交换机4、调配以上及熟料库设备采用和5000t生产线相同的控制，其他低压采用智能MCC、高压采用标准总线通讯，原则每条总线不多于50台设备，20台加1DP中继5、配置MIS和QCX服务器用于数据上传和其他应用系统预留接口用户及操作权限分配：1、建立IndustrialITAdmin和IndustrialITUser两个用户组及800xAService、800xAInstaller等两个用户，一个用于服务，一个用于软件安装2、建立各个操作员账号，统一分配组策略，属于IndustrialITUser3、矿山操作员，操作石灰石破碎到堆场及砂岩破碎到辅料堆场4、原料A1、A2操作员，操作石灰石及辅料出堆场至调配库顶，包括B线库5、码头操作员，操作万吨线熟料出库到码头熟料库，考虑在码头新增一控制站来进行码头新增熟料库设备同时和新万吨线熟料控制器通讯6、老线煤磨操作员，负责原煤入万吨线堆场7、煤磨A操作员，操作2个煤堆场出来至煤磨原煤仓所有设备，包括B煤磨原煤仓顶熟料、煤操作站交换机交换机交换机交换机ET200原码头PLC342-5新增码头操作站隔离网关隔离网关厂域/因特互联网层客户/服务器层中控室3UF77SJ63UF7PLCS800I/O现场控制层安徽海螺信息技术工程有限责任公司原料处理远程站S800I/O砂岩操作S800I/O煤堆场远程站QCXQCXS800I/O库山矿山PM861连接AB线网络服务器2020/7/9余热发电系统基本网络示意图工控系统网络（环形）拓扑图（余热发电）环形以太网100MbpsMIS彩色打印机激光打印机buttonbutton手操按钮汽机跳闸和直流油泵启动隔离网关OS1OS2DEHESUPS市电●冗余配置：1、冗余的控制器；2、四台操作站；3、网络交换机冗余；4、环形光缆网络冗余；5、机柜双路电源进线；2020/7/9开关量数据输入、输出（DI、DO）工控系统开关量控制示意图（DI、DO）中继s1com+Com-DI卡件硬件通道变量L+L-DC24V线圈触点画面及程序应用现场程序中继K主接触器线圈NL低压柜AC220VDO卡件硬件通道变量L-DC24V线圈触点画面及程序应用端子排L+T12020/7/9模拟量数据输入、输出（AI、AO）工控系统模拟量控制示意图（AI、AO）+AI卡件硬件通道变量画面及程序应用