17計算機集散控制系統(tǒng)1

1、電氣及自動化設備施工作業(yè)指導書第十七冊工業(yè)計算機控制系統(tǒng)安裝調(diào)試江蘇天目建設集團有限公司二年五月 第一版一、DCS系統(tǒng)在安裝前必須具備下述條件： DCS在廠家已通過出廠測試驗收并達到合同的要求；施工現(xiàn)場已具備安裝的條件，其內(nèi)容包括：機房的內(nèi)外裝修已經(jīng)完畢、空調(diào)設施已裝好、能夠達到DCS對機房的空間、溫度、濕度的要求、供電系統(tǒng)已安裝測試完畢；對接地系統(tǒng)的要求 由于接地系統(tǒng)直接關系到DCS系統(tǒng)的安全性及抗干擾能力的強弱和通訊系統(tǒng)的暢通，因此接地能否滿足要求，這對系統(tǒng)是十分重要的。 對于DCS系統(tǒng)，接地一般有四種，它們對接地電阻的要求也各不相同，必須嚴格區(qū)分開，對于信號接地，接地電阻R5，過程計算機

2、接地R1，機柜接地R5，通訊網(wǎng)絡屏蔽接地R1，以上接地要求與防雷接地間距要求大于40M，它們之間相互獨立，每兩接地間距要大于5M。對抗干擾及其防范措施 一般干擾有靜電感應產(chǎn)生的干擾，電磁感應產(chǎn)生的干擾，多點接地或阻抗匹配產(chǎn)生的干擾等幾種，這些干擾一般都會對測量精度產(chǎn)生影響，嚴重的會影響DCS的正常運行，為了盡可能地減小這些干擾對系統(tǒng)的影響，在施工中常采用如下的防范措施：信號線要采用屏蔽電纜，屏蔽層要求單端接地，接地點應在儀表信號接地端子；b信號電纜、控制電纜、動力電纜要分別敷設，不得同槽、同管或同支架敷設，不得已時可用金屬隔板將其分開?？刂剖乙笠辛己玫钠帘危ㄓ嵕W(wǎng)絡應盡可能地單獨敷設，當單

3、獨敷設有困難時可采用對電源線加屏蔽的措施或通訊信號線加屏蔽，通訊網(wǎng)絡還要考慮到盡可能地遠離變頻裝置和線路。系統(tǒng)應有防雷擊措施 直擊雷采用避雷針，感應雷采用浪涌吸收器。冗余電源及其防范措施（DCS對電源的要求） DCS對供電的要求是非常嚴格的，一般要有冗余的供電，同時要有UPS的冗余，UPS的功能就是作為DCS的應急電源。當電網(wǎng)或控制系統(tǒng)電源故障時，UPS要承擔一段時間的供電，以便DCS對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)做保護性處理和使現(xiàn)場儀表、調(diào)節(jié)閥等處于安全位置，同時還要確保工藝做緊急處理，防止故障發(fā)生。 UPS的選擇應根據(jù)DCS系統(tǒng)的耗電量來選擇，一般DCS耗電量為UPS電源功率的6070，切換時間越短越好，一

4、般有10MS就足夠了。 UPS的使用在于日常維護好。正常情況下每月至少切斷一次供電電源，讓UPS逆變工作，要求供電時間為30分鐘。如果長期不進行逆變工作，UPS內(nèi)的蓄電池必然會老化變質(zhì)，或穩(wěn)壓不起作用，一旦電網(wǎng)故障而起不到應急作用。灰塵及其防范措施 目前DCS的發(fā)展為高度集成化，硬件都采用接插式連接，各電子元件密集安裝粉塵的侵入十分有害，因此對DCS防塵應采取有效措施，如：控制室應盡量采用封閉式進入時應有一個二道門的中間緩沖間，窗戶采用雙層密封，進入控制室人員應穿專門的拖鞋和防靜電工作服，控制室內(nèi)要有強制通風空調(diào)，進風要高進低排以便將室內(nèi)粉塵帶走，定期清洗空調(diào)、設備的空氣過濾裝置等。靜電及其防

5、范 靜電的產(chǎn)生人們并不完全清楚，對他的危害和嚴重性往往估計不足，靜電產(chǎn)生的大小，不僅與物質(zhì)種類有關，而且與空氣中的濕度也有關，靜電本身還有一特性，即一經(jīng)產(chǎn)生便會自動積累，并等待時機向觸物者放電，放電時的靜電電壓高達幾百到數(shù)千伏，這個電壓對電子裝置危害相當大，因此應采取一定措施防止靜電帶來的危害，常用的措施有：DCS系統(tǒng)設備的控制室均采用防靜電地板；控制室門口放置裸露的金屬地板和采用金屬門把手，金屬部分要有良好的接地；機房應保持一定的濕度，防止空氣過于干燥而產(chǎn)生靜電，一般空氣濕度應保持在4555；操作人員應穿防靜電工作服，維護、檢修時應帶靜電釋放腕套，手不要觸及電子元件。鼠害及防治 這是一個經(jīng)常

6、被設計和施工疏忽的問題，進入控制室的老鼠咬壞電纜及設備的情況經(jīng)常存在，嚴重時會影響DCS的正常運行，其防范措施是密封好，進入控制室的電纜橋架、槽盒，平時門窗要緊閉，操作人員要在控制室吃飯，吃零食，更不能把剩下的殘食亂扔，必要時采用滅鼠器具或滅鼠藥。二、設備開箱驗收 設備開箱驗收是設備具備安裝條件進行安裝的頭道工序，目的有兩個： 是檢查DCS廠商是否按要求將裝箱單中的所有設備都運到了（包括技術資料）。是檢查設備在運輸過程中有無損壞。 一般參加人員要有：生產(chǎn)廠家派來的人員或指定代理人，用戶接收負責人及其他有關部門人員，施工方有關人員。 開箱完畢后三方要共同起草一個開箱驗收報告，報告的內(nèi)容應包括：參

7、加人員開箱日期、驗收地點、開箱的設備、資料明細，是否與裝箱單相符，如有損壞則要標明檢查結果，分析原因，提出共同認可的修復方案和解決措施，如果設備的數(shù)目或型號與設備裝箱清單不符，則要寫明原因和處理意見，然后三方共同簽字認可。三、設備的安裝就位和加電測試在DCS就位前首先要檢查安裝位置是否符合要求，空間是否充足，地面是否結實，能否承擔機器的重量，地下布線是否合理等。然后將DCS的各設備（操作員站、工程師站、控制站）分別就位，在就位進程中要仔細閱讀廠家提供的有關技術資料，核實每個站的編號（標號）和其在圖中的位置，將每個站按要求的位置就位。就位之后，卸除設備中為運輸所設的緊固裝置，核實各站的接地和接地

8、點，核實各站的供電接線，然后將操作站、工程師站的外設單元按要求接口電源線，檢查控制站內(nèi)各內(nèi)部開關是否處于“OFF”位置，仔細檢查上述各電源、接地線是否連接正確，按要求聯(lián)上網(wǎng)絡通訊電纜，對上述工作再進行核實無誤后可進行下面的工作：檢查各操作站主機CRT、打印機等外設電源開關和內(nèi)部電源開關均處于“關”的位置。打開各站供電總開關，然后逐個打開設備電源，對各設備、模板加電，檢查是否正常；啟動硬件測試程序系統(tǒng)自檢，檢查所有的硬件是否正常；硬件檢查正常后，啟動系統(tǒng)軟件，檢查實時數(shù)據(jù)庫的下裝，檢查操作員站的所有功能，控制站的運行、工程師站的運行是否正常。最后起草一份加電測試報告，記錄測試人員、時間、測試過程

9、的詳細記錄及結論意見，雙方簽字。四、系統(tǒng)接線一套DCS常常需要連接幾千甚至上萬乃至來自現(xiàn)場的信號線，這些信號線的種類性質(zhì)有很大的差別，而DCS的接線是系統(tǒng)在現(xiàn)場工作的工作量最大、最麻煩，也是最容易出錯的工作，在進行正式接線之前，接線人員一定要仔細閱讀系統(tǒng)控制采集測點清單和信號端子接線圖，仔細確認每一信號的性質(zhì)(AI、AO、DI、DO等)，傳感器或變送器的類型。開關量的通斷、負載的性質(zhì)，仔細對照各機柜內(nèi)端子板的位置，確認各接線端子的位置，然后開始按下列程序接線。確認各控制站的電源斷開，確認各現(xiàn)場信號線均處于斷電狀態(tài)。確認各端子上的開關均處于斷開狀態(tài)，或?qū)⑴c端子相連的I/O卡撥出。按照要求接好所有

10、現(xiàn)場的信號線。仔細檢查現(xiàn)場接線的正確性，具體包括：a.對照端子接線圖和各信號線上的標簽，檢查信號線的正確性。b.在與I/O斷開的情況下，對各現(xiàn)場信號的現(xiàn)場儀表加電，在I/O柜核實所接信號的電氣正確性，對于模擬信號要核實儀表輸出最大、最小時的端子測量值，對于開關量信號要測出“開”、“關”兩種狀態(tài)時端子上的電壓讀數(shù)，將這些值與系統(tǒng)控制采集測點清單對照檢查每路信號的性質(zhì)、量程和開關負載是否正確，做好測試記錄。全部無誤后，才算結線工作已正確完成。在接線工作中，除了一定要保證各信號正確之外，還要注意合理布線，防止走線不規(guī)則等，要求做到柜內(nèi)外走線要工整、美觀，每對端子的緊固力度大小合適，防止過松造成接觸不

11、良，過緊擰壞端子螺絲的現(xiàn)象。五、現(xiàn)場調(diào)試現(xiàn)場調(diào)試工作是非常復雜且涉及人員又多的一項現(xiàn)場工作。復雜是因為不僅涉及到系統(tǒng)的所有功能調(diào)試，而且涉及到控制回路的調(diào)試，控制算法的整定，各種對接關系的調(diào)試，涉及到的問題是方方面面的，涉及到的人員有：控制人員、儀表人員、工藝人員、操作人員，還有諸如電氣、安全等方面的人員參加。在進行現(xiàn)場調(diào)試之前，各方面的人員應該和DCS專家一起仔細討論，共同制定一個現(xiàn)場調(diào)試計劃，其中列出所要調(diào)試的內(nèi)容、調(diào)試方法、調(diào)試步驟及每一步的負責人等?，F(xiàn)場信號與實時數(shù)據(jù)組態(tài)正確性的調(diào)試為了保證系統(tǒng)的各種功能，特別是控制調(diào)節(jié)功能運行正確，輸入、輸出關系必須是正確無誤的。因此現(xiàn)場調(diào)試的第一步

12、工作應該是確認所有的輸入、輸出信號的接線與實時數(shù)據(jù)的組態(tài)是否正確，因為在前面接線中已提到先對現(xiàn)場信號在I/O模塊斷開的情況下進行測試，其主要目的是檢查接線的正確性，特別是有無高壓干擾，而現(xiàn)在的工作主要是檢查測量現(xiàn)場信號的信號源是否準確和測量實時數(shù)據(jù)組態(tài)）包括各種轉(zhuǎn)換關系的設置、地址的分配等）是否正確，測試的方法和步驟如下：a.選用操作員站的測試畫面，對各模板的各種信號進行測試，因為測試畫面顯示的結果是經(jīng)過了所有的硬件輸入（輸出）、信號的濾波處理、物理量的轉(zhuǎn)換之后，得到的最終結果。因此它最能全面反映每點的各部分工作是否正確。b.根據(jù)各處測試畫面的測點，制定出各測點的精度測試記錄表格。 c.按上表

13、要求，用變送器或信號源逐點加入表中的指定輸入量，將CRT上顯示的值填入表中，同時檢查各報警狀態(tài)是否正確。 d.測試結果分析：在這里要求系統(tǒng)中的各I/O模塊的精度是符合廠家產(chǎn)品標準中的要求，也就是說測試的精度是能夠得到保證的，這樣可能會出現(xiàn)如下幾種結果：所有顯示正確，精度滿足要求，報警狀態(tài)也正確，那么確認此結果，進入下模塊。注意確認之后就不要再動此模塊。該板上的所有信號均不對，而且均顯示在最大或最小位置，改變輸入信號，顯示值不隨之按比例變化，這時要先測量信號輸入端的電壓值是否正確，如不正確，可能是變送器不對或接線有問題，如果是端子上的信號正確，檢查組態(tài)數(shù)據(jù)庫的各轉(zhuǎn)換值和方式設置是否正確，如果數(shù)據(jù)

14、庫組態(tài)沒問題，可能是板子壞了，換上同樣的備用板繼續(xù)測試，如仍不對，檢查I/O處理模板和端子板的連接電纜是否有問題，如果沒問題，再檢查與之有關的模塊（如與之有相同總線連接的模塊）是否有問題。模塊上的大部分信號精度沒問題，只有個別一路或兩路信號不對，這時先用儀表測量該路信號的端子輸入是否正確，或是檢查該點數(shù)據(jù)庫組態(tài)是否正確，該點的接線是否有問題，檢查該端子板與接口板的連線或更換模塊。板子上的信號基本上按給定的比例變化，但精度不對，而且漂移，那么檢查柜內(nèi)信號電纜轉(zhuǎn)接上是否受到大信號的干擾，檢查該板上的信號的各種接地是否正確，測量端子上的信號是否準確穩(wěn)定，否則更換模板。信號反應正確，精度也能滿足要求，

15、但報警不反應，這時應檢查數(shù)據(jù)庫組態(tài)中上、下限報警值是否正確，報警級別和方式是否正確?？傊谶@一步一定要保證每一路都正確后，再進行下一步工作。一般情況下大部分測試會一步通過的，個別的多半是接線或組態(tài)的問題。對于開關量的測試和其他類型的信號測試參考上述測試方法分別進行，這一步信號測試工作比較費時，而且涉及的人也多，但此步工作非常重要，務必耐心做好，做好此步工作也可以較大程序地減輕控制調(diào)節(jié)和整定的工作 控制系統(tǒng)的調(diào)試與算法整定DCS現(xiàn)場調(diào)試中難度最大的工作就是控制系統(tǒng)的調(diào)試和算法整定由于不同的DCS系統(tǒng)控制要求差別也很大，因此在這里只能根據(jù)大部分現(xiàn)場調(diào)試的經(jīng)驗提一點參考建議。經(jīng)過上面的調(diào)試，我們已

16、經(jīng)確認了系統(tǒng)的信號，下面要做的就是先將整個系統(tǒng)的所有控制組態(tài)、硬考貝出夾（包括控制算法結構和各參數(shù)）檢查這些控制結構和參數(shù)的設置與現(xiàn)場相比是否合理，特別是檢查各控制算法的參數(shù)，并將這些參數(shù)設定出常規(guī)控制經(jīng)驗參數(shù)，利用DCS提供的控制調(diào)節(jié)畫面逐個回路進行調(diào)試整定。由于在控制回路的調(diào)試整定過程中涉及到的人員較多，因而在調(diào)試時一定要保證生產(chǎn)過程的安全，調(diào)試要穩(wěn)定地、循序漸近地進行。在調(diào)試過程中如果達不到控制結果，這時要檢查控制算法是否正確，調(diào)整上下限的設置是否合理，PID的正反使用對不對，控制方式是否在正確的位置，測量端子的實際輸出值是否正確，檢查調(diào)節(jié)閥門是否失靈，檢查調(diào)節(jié)回路是否阻塞等等。 調(diào)節(jié)回路的調(diào)試順序是先手動，后自動，最后才切換到串級及其它復雜的回路。有的現(xiàn)場為了提高可靠性，在輸出回路串入手操器裝置，在調(diào)試之前一定要首先檢查手操器與DCS是否配套，負載是否在要求的范圍之內(nèi)等。在調(diào)試過程中一定要做好記錄，最后將最終結果（最后的控制組態(tài)和參數(shù)）打印出來存檔。