講師培訓—顧朝全匯編

1、HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)培訓材料系統(tǒng)培訓材料 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構DCSDCS系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 DCS是繼1969年PLC問世后，由HONEYWELL公司在1975年首先推出的系統(tǒng)，即：TDC2000，它只有模擬量控制。隨后，相繼有幾十家美國儀表公司也推出自己的系統(tǒng)。 DCS即集散型控制系統(tǒng)，又稱分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System）。它的主要基礎是4C技術，即計算機Computer、控制 Control、通信Communication和CRT顯示技術。 DCS系統(tǒng)通過某種通信網絡將

2、分布在工業(yè)現場附近的現場控制站和控制中心的操作員站及工程師站等連接起來，以完成對現場生產設備的分散控制和集中操作管理。 DCS系統(tǒng)經過三十年多年的發(fā)展，其可靠性、實用性不斷提高，功能日益增強。如控制器的處理能力、網絡通訊能力、控制算法、畫面顯示及綜合管理能力等。目前在電力、石油、化工、制藥、冶金、建材等眾多行業(yè)得到了廣泛的應用，特別是電力、石化這樣的行業(yè)。 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構DCSDCS系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 下圖以一個水位信號調節(jié)的例子簡單地說明DCS系統(tǒng)在實際生產中的應用過程：HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組

3、成結構把上述過程引申如下：DCSDCS系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構DCSDCS系統(tǒng)在火力發(fā)電機組實現的控制功能系統(tǒng)在火力發(fā)電機組實現的控制功能數據采集系統(tǒng)數據采集系統(tǒng)(DAS)(DAS)：顯示、制表記錄及打印、歷史數據存儲和檢索、性能計算模擬量控制系統(tǒng)（模擬量控制系統(tǒng)（MCSMCS）機組協(xié)調控制系統(tǒng)（機組協(xié)調控制系統(tǒng)（CCSCCS）：）：機爐協(xié)調、機跟爐、爐跟機、負荷閉鎖升、負荷閉鎖降、負荷迫升、負荷迫降、快速甩負荷、定壓-滑壓輔機順序控制系統(tǒng)輔機順序控制系統(tǒng)(SCS)(SCS)鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSSFS

4、SS）：）： FSSS包括：燃燒器控制系統(tǒng)BCS（鍋爐點火準備、油槍點火、煤燃燒）和燃料安全系統(tǒng)FSS（爐膛吹掃、油燃料系統(tǒng)泄漏試驗、燃料跳閘MFT/OFT）汽輪機數字電液控制系統(tǒng)汽輪機數字電液控制系統(tǒng)(DEH)(DEH)發(fā)發(fā)- -變組和廠用電源控制系統(tǒng)（變組和廠用電源控制系統(tǒng)（ECSECS）：）：單元機組電氣和公用電氣兩部分HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構DCSDCS系統(tǒng)在火力發(fā)電機組實現的控制功能系統(tǒng)在火力發(fā)電機組實現的控制功能汽輪機數字電液控制構成汽輪機數字電液控制構成主控主控I/O模塊I/O模塊FM146伺服模塊處理通用標準信號AI、DI、AO、

5、DO、PI等等操作員站HUB控制柜專用模塊與液壓轉換裝置和執(zhí)行部件構成伺服油動機油動機LVDT反饋電液轉換器（DDV閥）HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構DCSDCS系統(tǒng)發(fā)展趨勢系統(tǒng)發(fā)展趨勢目前，一套滿意的DCS系統(tǒng)應該具備以下特點：系統(tǒng)具備開放的體系結構，可以提供多層的開放數據接口；系統(tǒng)應具備強大的處理功能，并提供方便的組態(tài)復雜控制系統(tǒng)的能力與用戶自主開發(fā)專用高級控制算法的支持能力；系統(tǒng)應支持多種現場總線標準以便適應未來的擴充需要；系統(tǒng)應高可靠、維修方便、工藝先進、價格合理HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLi

6、ASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)的組成結構系統(tǒng)的組成結構HOLLiASMACSV系統(tǒng)是由以太網和使用現場總線技術的控制網絡連接的各工程師站、操作員站、現場控制站、通訊控制站、數據服務器組成的綜合自動化系統(tǒng)，完成大型、中型分布式控制系統(tǒng)（DCS）、大型數據采集監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）功能。HOLLiASMACSV系統(tǒng)硬件由工程師站、操作站、現場控制站（包括主控單元設備和I/O單元設備）、通訊控制站、系統(tǒng)服務器、系統(tǒng)網絡、監(jiān)控網絡、控制網絡等組成。HOLLiASMACSV系統(tǒng)軟件包括：工程師站組態(tài)軟件；操作員站在線軟件； 現場控制器運行軟件；服務器軟件等。HOLLiASHOLLiASMAC

7、SVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構MACSV系統(tǒng)“多域結構”：優(yōu)勢：各域可以單獨組態(tài)下裝，互不影響；在操作員站上，可以通過切換域，查看和操作不同域的數據。 弊端：每個域需要獨立的服務器，成本高。注意：多域結構時，必須分成三層網，而且128、129網段必須域間分開。 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構MACSV系統(tǒng)“單域結構”：交換機4個、服務器4塊網卡、工程師站4塊網卡HOLLiASHOLLiA

8、SMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構MACSV系統(tǒng)“單域結構”：交換機2個、服務器2塊網卡、工程師站2塊網卡目前在一臺機器上，如果已經運行MACSV服務器軟件則不能用Conmaker軟件登陸控制器，也就是說，服務器不能兼工程師站。 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬

9、件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構MACSV系統(tǒng)中“站”的概念：是系統(tǒng)結構中的一個組成環(huán)節(jié)是物理上的一套獨立設備是網絡中的一個通信節(jié)點在系統(tǒng)功能中完成某一類特定的處理任務MACSV系統(tǒng)中“站”包括：工程師站操作員站服務器現場控制站通訊站HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構MACSV系統(tǒng)中“站”的功能：工程師站：組態(tài)（硬件設備、數據庫、控制算法、圖形、報表）和下裝（服務器、操作員站、現場控制站）操作員站：數據操作和監(jiān)視功能、畫面顯示切換、參數修改、控制調節(jié)服務器：實時數據和歷史數據管理現場

10、控制站：信號采集和輸出、數據轉換、控制運算通訊站：與其它設備通訊HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構MACSV系統(tǒng)中“網絡”包括：監(jiān)控網絡MNET系統(tǒng)網絡SNET控制網絡CNETHOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構監(jiān)控網絡MNET冗余高速以太網鏈路采用TCP/IP通訊協(xié)議使用五類屏蔽雙絞線或光纖將各個通訊節(jié)點連接到中心交換機上節(jié)點有工程師站、操作員站、服務站HOLL

11、iASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構監(jiān)控網絡上各個節(jié)點用固定分配的IP地址進行標識。為實現監(jiān)控網絡的冗余，網中每個節(jié)點的主機都配有兩塊以太網卡，一般在工程上將兩塊以太網卡分別連接到130網段和131網段的交換機上。監(jiān)控網絡的前兩位IP地址分別為130.0和131.0，后兩位則可以自行定義。對于工程師站和操作員站的計算機，我們把它看作同一類計算機，進行統(tǒng)一編號。工程上編號的慣例為：操作員站50操作員站51操作員站n服務站A機服務站B機130網段130.0.0.50130.0.0.51130

12、.0.0.n130.0.0.1130.0.0.2131網段131.0.0.50131.0.0.51131.0.0.n131.0.0.1131.0.0.2HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)網絡SNET冗余高速工業(yè)以太網采用HSIE通訊協(xié)議使用五類屏蔽雙絞線或光纖將各個通訊節(jié)點連接到中心交換機上節(jié)點有服務站、現場控制站HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構工業(yè)以太網

13、：實時性：確定性實時以太網通訊協(xié)議令牌調度算法保證了通訊的確定性實時。開放性：兼容TCP/IP協(xié)議（走非實時通道）。安全性：防止沖擊波等網絡病毒對現場控制站的影響。穩(wěn)定性：單網網絡風暴不影響通信，雙網網絡風暴不影響現場控制站控制。易維護性：使用標準以太網硬件，降低維護人員培訓成本、備品備件成本。HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構控制網絡CNET位于現場控制站內部Profibus-DP現場總線采用帶屏蔽的雙絞銅線連接節(jié)點主要有DP主站（主控單元中的FB121模件）和DP從站(智能

14、I/O單元)完成實時輸入/輸出數據和從站設備診斷信息的傳送站地址為0-125HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構Profibus-DP現場總線介紹： Profibus可使分散式數字化控制器從現場底層到車間級網絡化，該系統(tǒng)分為主站和從站，主站決定總線的數據通訊，當主站得到總線控制權，沒有外界請求也可以主動發(fā)送信息。從站沒有總線控制權，僅對接收到的信息給予確認或當主站發(fā)出請求時向它發(fā)送信息。 Profibus根據應用特點分為ProfiBus-DP、ProfiBus-FMS、Profi

15、Bus-PA 三種協(xié)議。ProfiBus-DP是經過優(yōu)化的高速通信連接，專為自動控制系統(tǒng)和設備級分散I/O之間通信設計。中央控制器周期地讀取從設備的輸入信息并周期地向從設備發(fā)送信息。 ProfiBus-DP的基本功能：傳輸技術：RS-485 雙絞線電纜或光纜；波特率9.6Kbps12Mbps。總線存?。焊髦髡鹃g令牌傳送主站與從站間數據傳送；支持單主和多主系統(tǒng)；主-從設備總線上最多站點數126。通信：點對點用戶數據發(fā)送或廣播控制指令；循環(huán)主-從用戶數據傳送和非循環(huán)主-主數據傳送。HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構 工程師站下裝數據時通過此連接實現。 工程師站

16、下裝現場控制站是通過TCP/IP協(xié)議進行，因此現場控制站需要設置IP地址。一般我們將一個現場控制站里相互冗余的兩個主控單元分別稱為A機、B機。它們的IP地址設置是通過一對撥碼開關來實現的。工程師站下裝現場控制站時需要在組態(tài)軟件設置此地址。HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)硬件體系結構系統(tǒng)硬件體系結構通過下表總結一下各站網卡數量以及網卡地址。 工程師站50(/n)操作員站n服務站A機服務站B機現場控制站10現場控制站nA機B機A

17、機B機監(jiān)控網A網130.0.0.50130.0.0.n130.0.0.1130.0.0.2監(jiān)控網B網131.0.0.50131.0.0.n131.0.0.1131.0.0.2系統(tǒng)網A網HSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE Protocol系統(tǒng)網B網HSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE Protocol下裝A128.0.0.50128.0.0.10128.0.0.138128.0.0.n 128

18、.0.0.（128+n）下裝B129.0.0.50129.0.0.10129.0.0.138129.0.0.n 129.0.0.（128+n）網卡數量42442222說明：每個操作員站2塊網卡（每卡1個IP地址），工程師站4塊網卡（每卡1個IP地址），每個服務器4塊網卡（監(jiān)控網每卡1個IP地址，系統(tǒng)網網卡HSIE Protocol，沒有IP地址），每個現場控制站中有4塊以太網卡（A主控有2塊，B主控有2塊，系統(tǒng)網網卡HSIE Protocol，沒有IP地址，但由于接收工程師站下裝每卡1個IP地址 ）HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)組成結構系統(tǒng)組成結構HOLLiASHOLLi

19、ASMACSVMACSV系統(tǒng)軟件體系結構系統(tǒng)軟件體系結構HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系統(tǒng)的軟件分為：系統(tǒng)的軟件分為：工程師站離線組態(tài)軟件工程師站離線組態(tài)軟件操作員站在線運行軟件操作員站在線運行軟件服務器運行軟件服務器運行軟件現場控制站運行軟件現場控制站運行軟件DCSDCS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明1#1#、2#2#鍋爐大聯(lián)鎖鍋爐大聯(lián)鎖1、單機控制說明：引風機變頻器故障，DCS自動停引風機，引風機狀態(tài)為黃色(閃爍)，需在DCS操作面板上復位，狀態(tài)變?yōu)榫G色； 此時DCS操作面板上啟動按鈕為灰色（無法啟動），需等變頻器故障消除后，啟動按鈕才能恢復正常。 一次風機、二次風機、

20、給煤機控制邏輯同引風機。2、鍋爐大聯(lián)鎖說明：鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，引風機未啟動，則一次風機、二次風機、增壓風機、給煤機均無法啟動。鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，一次風機未啟動，除引風機可以啟動外，二次風機、增壓風機、給煤機均無法啟動。鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，運行中引風機停止或變頻器故障，則DCS自動停一次風機（延時10S）、二次風機、增壓風機、給煤機。鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，運行中一次風機停止或變頻器故障，則引風機仍運行，DCS自動停二次風機、增壓風機、給煤機。DCSDCS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明3#3#、4#4#鍋爐大聯(lián)鎖鍋爐大聯(lián)鎖1、單機控制說明：引風機變頻器故障，DCS自動停引風機，引風機狀態(tài)為黃色

21、(閃爍)，需在DCS操作面板上復位，狀態(tài)變?yōu)榫G色； 此時DCS操作面板上啟動按鈕為灰色（無法啟動），需等變頻器故障消除后且在遠操位，啟動按鈕才能恢復正常。 給煤機控制邏輯同引風機。2、鍋爐大聯(lián)鎖說明：鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，引風機未啟動，則一次風機、二次風機、增壓風機、給煤機均無法啟動。鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，一次風機未啟動，除引風機可以啟動外，二次風機、增壓風機、給煤機均無法啟動。鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，運行中引風機停止或變頻器故障，則DCS自動停一次風機（延時10S）、二次風機、增壓風機、給煤機。鍋爐大聯(lián)鎖開關投入，運行中一次風機停止，則引風機仍運行，DCS自動停二次風機、增壓風機、給煤機。DCSDC

22、S系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明給水泵聯(lián)鎖給水泵聯(lián)鎖“跳閘信號”名詞解釋：跳閘信號由停止信號和狀態(tài)偏差開到關組成，即不是由DCS系統(tǒng)發(fā)出命令而停止的信號。1#、2#、3#給水泵互相聯(lián)鎖，4#、5#、6#給水泵互相聯(lián)鎖， 1#、2#、3#和4#、5#、6#之間不聯(lián)鎖，因為不是同一個控制器所控制。一般運行的設備不投聯(lián)鎖開關，備用設備才投聯(lián)鎖開關。1、 1#、2#、3#給水泵聯(lián)鎖說明： 備用給水泵聯(lián)鎖開關投入，當一期給水母管壓力低于4.7MPa或運行的給水泵跳閘時，DCS自啟備用給水泵（投入聯(lián)鎖開關的）。2、 4#、5#、6#給水泵聯(lián)鎖說明： 備用給水泵聯(lián)鎖開關投入，當二期給水母管壓力低于4.7M

23、Pa或運行的給水泵跳閘時，DCS自啟備用給水泵（投入聯(lián)鎖開關的）。DCSDCS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明循環(huán)水泵聯(lián)鎖循環(huán)水泵聯(lián)鎖1#、2#循環(huán)水泵互相聯(lián)鎖，3#、4#循環(huán)水泵互相聯(lián)鎖， 1#、2#和3#、4#之間不聯(lián)鎖，因為不是同一個控制器所控制。1、1#、2#循環(huán)水泵聯(lián)鎖說明： 2#循環(huán)水泵變頻器故障，DCS自動停2#循環(huán)水泵， 2#循環(huán)水泵狀態(tài)為黃色(閃爍)，需在DCS操作面板上復位，狀態(tài)變?yōu)榫G色； 此時DCS操作面板上啟動按鈕為灰色（無法啟動），需等變頻器故障消除后，啟動按鈕才能恢復正常。1#循環(huán)水泵：1#循環(huán)水泵聯(lián)鎖開關投入，當循環(huán)水母管壓力低于0.05MPa或2#循環(huán)水泵停止或

24、變頻器故障，DCS自啟1#循環(huán)水泵。2#循環(huán)水泵：2#循環(huán)水泵聯(lián)鎖開關投入，當循環(huán)水母管壓力低于0.05MPa或1#循環(huán)水泵停止，DCS自啟2#循環(huán)水泵。2、3#、4#循環(huán)水泵聯(lián)鎖說明： 備用循環(huán)水泵聯(lián)鎖開關投入，當循環(huán)水母管壓力低于0.05MPa或運行的循環(huán)水泵停止時，DCS自啟備用循環(huán)水泵。DCSDCS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明凝結水泵、疏水泵聯(lián)鎖凝結水泵、疏水泵聯(lián)鎖1#、2#凝結（疏）水泵互相聯(lián)鎖，3#、4#凝結（疏）水泵互相聯(lián)鎖， 1#、2#和3#、4#之間不聯(lián)鎖，因為不是同一個控制器所控制。1、凝結水泵聯(lián)鎖說明： 備用凝結水泵聯(lián)鎖開關投入，當運行的凝結水泵停止時，DCS自啟備用

25、凝結水泵。2、疏水泵聯(lián)鎖說明：備用疏水泵聯(lián)鎖開關投入，當運行的疏水泵停止時，DCS自啟備用疏水泵。DCSDCS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明系統(tǒng)聯(lián)鎖控制說明1#1#機油系統(tǒng)聯(lián)鎖機油系統(tǒng)聯(lián)鎖 油系統(tǒng)聯(lián)鎖開關投入:當主油泵出口壓力低于0.65MPa時，DCS系統(tǒng)自啟交流潤滑油泵。當潤滑油壓力低于0.08MPa或交流潤滑油泵達到自啟條件但在2.5S內未啟起來時，DCS系統(tǒng)自啟直流潤滑油泵。當主油泵出口壓力高于0.9MPa時，DCS系統(tǒng)自停交流潤滑油泵。當潤滑油壓力高于0.65MPa時， DCS系統(tǒng)自停直流潤滑油泵。當潤滑油壓力低于0.02MPa時， DCS系統(tǒng)自停盤車電機。 2#2#機油系統(tǒng)聯(lián)鎖機油系統(tǒng)聯(lián)鎖交流潤滑油泵：交流潤滑油泵聯(lián)鎖開關投入，當潤滑油