儀表控制系統(tǒng)日常維護(hù)管理知識(shí)(內(nèi)部培訓(xùn))課件

1、儀表控制系統(tǒng)日常維護(hù)管理知識(shí)講義中控制室儀表機(jī)柜間2022/7/192DCS、PLC工程師站2022/7/193控制室溫度、濕度計(jì)溫度控制范圍： 一般應(yīng)在1825之間濕度控制范圍： 一般應(yīng)在濕度應(yīng)在3070%之間 2022/7/194電纜進(jìn)控制室2022/7/195儀表控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)DCS含義：Distributed Control System的縮寫，又稱集中分散控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱集散系統(tǒng)），也叫分布式控制系統(tǒng)。它是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、圖形顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程控制和過程管理的控制系統(tǒng)，它以多臺(tái)微處理機(jī)分散應(yīng)用于過程控制，通過通信總線、CRT顯示器、鍵盤、打印機(jī)等又能高度集中操作、

2、顯示和報(bào)警。兼有常規(guī)模擬儀表和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)?！胺稚ⅰ?的意思體現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)是利用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分散控制； “集中”的意思就是要集中操作，集中監(jiān)視和集中管理整個(gè)生產(chǎn)過程。2022/7/197DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)功能豐富：?jiǎn)?、?fù)雜控制，各種運(yùn)算，順序、邏輯控制，監(jiān)控、顯示、打印、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)貯存等操作要求。實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視、操作和管理。關(guān)鍵設(shè)備采用雙重或多重冗余，具有自診斷功能、可靠性高、維護(hù)量小。采用專用多芯電纜、標(biāo)準(zhǔn)接插件和規(guī)格化端子排，可節(jié)省大量的儀表連線和布線工作量。接線效率高，不易出差錯(cuò)。調(diào)試采用專用的調(diào)試軟件。改變控制方案容易（軟件組態(tài)）。采用模塊式結(jié)構(gòu)，可以方便地?cái)U(kuò)大

3、或縮小系統(tǒng)規(guī)模。性能價(jià)格比高。2022/7/198PLC：Emergency shutdown緊急停車系統(tǒng)。聯(lián)鎖系統(tǒng)：是指為保障工藝過程正常進(jìn)行和保護(hù)設(shè)備免受損壞而設(shè)立的保護(hù)系統(tǒng)，在某些重要工藝參數(shù)、重要設(shè)備參數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，這個(gè)保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)地使相關(guān)的裝置、單元或設(shè)備實(shí)現(xiàn)停車。自啟動(dòng)聯(lián)鎖：是某些工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定值時(shí)，能使備機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)的聯(lián)鎖。報(bào)警系統(tǒng)：是指為某些重要工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出聲光信號(hào)的系統(tǒng)。2022/7/199SIS：Safety Instrumented System安全儀表系統(tǒng)，儀表系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)1個(gè)或多個(gè)安全儀表功能.安全儀表

4、系統(tǒng)包括傳感器（SENSOR）、邏輯運(yùn)算器（Logic solver) 和最終執(zhí)行元件(Final element)。CCS：Compressor Control System壓縮機(jī)控制系統(tǒng)。2022/7/1910PLC：Programmable logic controller可編程控制器。主要用于程控系統(tǒng)、小型壓縮機(jī)等。APC：Advanced process control先進(jìn)控制系統(tǒng)。主要用于一個(gè)或幾個(gè)塔、反應(yīng)器等整體控制。UPS：不間斷供電系統(tǒng)。2022/7/1911常用術(shù)語冗余（Redundant）：用多個(gè)相同模塊或部件實(shí)現(xiàn)特定功能或數(shù)據(jù)處理。容錯(cuò)（Fault Tolerant）：

5、功能模塊在出現(xiàn)故障或錯(cuò)誤時(shí)，仍繼續(xù)執(zhí)行特定功能的能力。容錯(cuò)控制系統(tǒng)可以識(shí)別和補(bǔ)償控制系統(tǒng)元件的故障，并允許在繼續(xù)完成指定任務(wù)的同時(shí)，對(duì)故障元件進(jìn)行修復(fù)，不中斷過程操作。2022/7/1912安全度等級(jí)（SIL） ： Safety Integrity Level縮寫，用于描述安全儀表系統(tǒng)安全綜合評(píng)價(jià)的等級(jí)。故障危險(xiǎn)概率（PFD）： Probability of Failing Dangerously縮寫，指是能夠?qū)е掳踩珒x表系統(tǒng)處于危險(xiǎn)或失去功能的故障出現(xiàn)的概率。2022/7/1913故障安全（FTS）： Failing to Safe縮寫，安全儀表系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，使被控制過程轉(zhuǎn)入預(yù)定安全狀態(tài)。

6、可用性（Availability）： 系統(tǒng)可以使用工作時(shí)間的概率。如系統(tǒng)的可用99.99% ，意味著在10000小時(shí)的工作將有1小時(shí)的故障中斷時(shí)間。2022/7/1914可靠性（Reliability）： 指系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間間隔(t)內(nèi)發(fā)生故障的概率。如系統(tǒng)一年內(nèi)的可靠性為99.99意味者系統(tǒng)一年中工作時(shí)失敗的概率為 0.01。2022/7/1915DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖HISHISHISFCSEther網(wǎng)VL網(wǎng)上位機(jī)FCS2022/7/1916DCS系統(tǒng)組成(橫河CS3000)過程控制站（FCS） ： Field Control Station縮寫，包括過程控制單元和過程輸入/輸出接口，具備控制運(yùn)

7、算能力，包括算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能。2022/7/1917CS3000單點(diǎn)卡、多點(diǎn)卡、通信卡2022/7/1918MTL隔離安全柵隔離式輸入安全柵：一方面為變送器提供24VDC電源， 另一方面將來自變送器的420mA信號(hào)，經(jīng)隔離變壓器線性地轉(zhuǎn)換成420mA信號(hào)傳送給控制室內(nèi)DCS AI輸入卡。隔離式輸出安全柵：將來自DCS AO輸出卡的420mA信號(hào)1：1地進(jìn)行隔離變換，同時(shí)經(jīng)過能量限制后，把控制信號(hào)送給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥，以防止危險(xiǎn)能量竄入危險(xiǎn)場(chǎng)所。2022/7/1919MTL隔離安全柵2022/7/1920LB930、LB940齊納安全柵齊納式輸入安全柵：由快速熔斷器，限壓元件齊納二極管和限流電阻

8、組成。齊納式輸出安全柵：由限制輸出電壓的齊納二極管、限制輸出電流的電阻和快速熔斷器組成。齊納式安全柵在一般情況下由于電阻R的限流和二只齊納二極管的穩(wěn)壓作用，危險(xiǎn)側(cè)的電流、電壓波動(dòng)就被限制住了。2022/7/1921操作站（HIS） ： Human Interface Station監(jiān)視。是集散控制系統(tǒng)中的人機(jī)接口裝置。采用 Windows XP操作系統(tǒng)、22寸液晶顯示器、專用的操作員鍵盤、光電鼠標(biāo)。功能：流程圖操作、儀表面板操作、趨勢(shì)畫面、報(bào)警監(jiān)視（報(bào)警和歷史信息顯示等）。2022/7/1922DCS工藝操作員鍵盤2022/7/1923工程師站（ENGS）：是具有工程組態(tài)功能的PC機(jī)，如可以進(jìn)

9、行系統(tǒng)組態(tài)或在線維護(hù)。通常具有HIS功能。和 OPC之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)存取、信息處理。2022/7/1924DCS控制功能圖 2022/7/1925V-net網(wǎng): DCS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)Control Network，是FCS與另外FCS，F(xiàn)CS與HIS、ENGS連接的實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)，速率為100Mbps。1、讀寫通信：用于采集和傳送一般的過程數(shù)據(jù)。2、信息通信：用于傳送過程報(bào)警信息。3、環(huán)形傳送系統(tǒng)：用于向其它站廣播數(shù)據(jù)。2022/7/1926E-net網(wǎng): 用于連接系統(tǒng)中不同的HIS之間的連接。1、能顯示其它HIS上的趨勢(shì)記錄數(shù)據(jù)，2、能利用連接在其它HIS上的打印機(jī)和和彩 色拷貝機(jī)打印拷貝

10、。3、用本HIS作成的工程技術(shù)數(shù)據(jù)可裝入其他HIS。4、向上位機(jī)傳送趨勢(shì)數(shù)據(jù)文件。2022/7/1927光纖通信系統(tǒng)收發(fā)器2022/7/1928電源系統(tǒng)（220VAC）2022/7/1929電源系統(tǒng)（24VDC）2022/7/193024VDC直流電源柜2022/7/1931DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)操作方便，人機(jī)聯(lián)系好。系統(tǒng)擴(kuò)展靈活。相對(duì)分散，可靠性高。安裝費(fèi)用省。兼容性好。性價(jià)比良好。2022/7/1932日本橫河CS3000系統(tǒng)功能系統(tǒng)的最大監(jiān)控點(diǎn)是10萬個(gè)。系統(tǒng)的最大站數(shù)是64個(gè)。系統(tǒng)的總貌畫面每幅有32個(gè)顯示塊。當(dāng)某顯示塊有報(bào)警時(shí),其顏色為紅色。當(dāng)功能塊通訊中斷時(shí),其顏色為灰色?？刂平M畫面

11、一般可以顯示最多8個(gè)或16個(gè)儀表面板。系統(tǒng)中一個(gè)趨勢(shì)模塊共有16個(gè)趨勢(shì)組,系統(tǒng)中每個(gè)趨勢(shì)組有8支記錄筆。1臺(tái)HIS最多可顯示800個(gè)控制組 。2022/7/1933DCS系統(tǒng)流程圖2022/7/1934DCS控制組2022/7/1935DCS趨勢(shì)畫面2022/7/1936DCS調(diào)整畫面2022/7/19372022/7/19382022/7/1939日本橫河DCS小卡系統(tǒng)（CENTUM-VP）2022/7/1940安全儀表系統(tǒng)（SIS）功能：在生產(chǎn)裝置的開車、停車階段，運(yùn)行擾動(dòng)以及維護(hù)操作期間，對(duì)人員健康、裝置設(shè)備及環(huán)境提供安全保護(hù)。無論是生產(chǎn)裝置本身出現(xiàn)的故障危險(xiǎn)，還是人為因素導(dǎo)致的危險(xiǎn)以及

12、一些不可抗拒因素引發(fā)的危險(xiǎn)，SIS系統(tǒng)都應(yīng)立即作出正確反應(yīng)并給出相應(yīng)的邏輯信號(hào)，使生產(chǎn)裝置安全聯(lián)鎖或停車，阻止危險(xiǎn)的發(fā)生和事故的擴(kuò)散，使危害減少到最小。2022/7/1941安全儀表系統(tǒng)（SIS）特點(diǎn)應(yīng)具備高的可靠（Reliability)。高可用性（Availability）。高可維護(hù)性（Maintainability）。當(dāng)SIS系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時(shí)還能保證提供安全保護(hù)功能2022/7/1942PLC/SIS控制站(Triconex TS1131)2022/7/1943FTA板、繼電器、P+F安全柵2022/7/1944工程師站組態(tài)畫面（ Triconex TS1131 V4.1）2022/7

13、/1945AI組態(tài)畫面2022/7/1946邏輯組態(tài)畫面2022/7/19472022/7/19482022/7/19492022/7/1950聯(lián)鎖旁路邏輯組態(tài)畫面2022/7/1951PLC操作站畫面（Intouch 9.5)2022/7/19522022/7/1953壓縮機(jī)防喘振2022/7/1954壓縮機(jī)電子調(diào)速2022/7/19552022/7/19562022/7/19572022/7/19582022/7/19592022/7/19602022/7/1961PLC輔助操作臺(tái)2022/7/1962PLC系統(tǒng)（ICS REGENT）控制站2022/7/1963SIS（ICS trust

14、ed)2022/7/1964PLC與DCS的區(qū)別1、PLC主要處理的是開關(guān)量,DCS主要處理的是模擬 量。2、從工作特性上來說，PLC是處于靜態(tài)，平時(shí)它對(duì) 于工作平穩(wěn)的裝置來說是不動(dòng)作的，而DCS處于 動(dòng)態(tài)，不斷地調(diào)節(jié)、控制。3、從可維修性上來說，PLC不允許離線維修，而DCS 允許離線維修。4、從手/自動(dòng)工作狀態(tài)上來說，PLC只有自動(dòng)狀態(tài)， 而DCS可以有手/自動(dòng)兩種狀態(tài)2022/7/1965說明：HIS：操作站； FCS：控制站； CONVERTER：V網(wǎng)轉(zhuǎn)換接頭ABC：網(wǎng)橋； YNT：光電收發(fā)器 ACB：擴(kuò)展柜HUB：集線器 EWS：工程師站 PRT：打印機(jī)2022/7/1966CENTUM-CS網(wǎng)絡(luò) 說明：ICS：操作站 FCS：控制站 ACG：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器 EWS：工程師站 EC： 擴(kuò)展柜 2022/7/1967ICS-PLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 2022/7/1968TRICON-PLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 2022/7/1969CENTUM-CS 3000 系統(tǒng)OPC數(shù)據(jù)交換方式硬件結(jié)構(gòu)原理 OPC含義：OLE FOR PROCESS CONTROLOLE=OBJECT LINKING ENBEDDING2022/7/1970APC 先控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 （SUPCON-adcon）多變