和利时DCS学习总结.doc

和利时dcs学习总结 去和利时厂家学习dcs系统 ,是一个理想的学习机会，因为厂家有专业的培训老师，有专门针对我们应用的仿真软硬件设备，制定了很科学的培训课程和进度安排，因此取得了较好的培训效果。通过在杭州和利时为期两周的学习，初步对其公司的dcs系列macsv系统有了认识和理解，并能够做初步设计、安装以及进行维护等相应的工作。以前工作中，我接触过西门子txp和国电智深edpf-plus的系统，但各dcs厂家目前没有形成统一的规范标准和协议，在设计思路，硬件配置，软件操作以及实现控制的过程均存在很大差异，例如和利时macsv系统网络采用总线型，而西门子t-3000是采用环形网络；国电智深edpf-plus中热偶信号采集使用ai卡件（420ma，010v及热偶信号），而macsv则使用专用的sm47和sm471模块对热偶信号采集，等等诸多相异之处；而最大的差异就是软件使用的互异差别很大。之前对和利时macsv是陌生的，通过本次基础性培训，对和利时产品有了一个系统的认识和入门级提高，特别是软件使用有了深一步的熟悉，也使我明确了学习的目标和方向，在今后针对和利时dcs的学习和工作，有一个指导性作用，因此这次学习成果是满意的。在培训安排中，由培训老师张书娟和陈玉敏主讲，在讲课刚开始由于不太适应老师的授课方式，两位老师轮换讲课衔接上有些不成熟，但是经过课后自己看资料回顾和课前预习，很快能够接受教学过程。首先学习和利时macsv硬件系统结构，网络配置（其中包含现场安装的过程、方法和注意事项）。macsv系统容量：模块0125、现场控制站1049、操作站5079的范围。总体使用ip协议，分为130、131、128、129四个网段，其中130和131网段联系工程师站与操作员站，它们组成的网络称做监控网；128和129网段联系工程师站和现场控制站，它们组成的网络称做系统网。现场控制站与现场设备组成控制网，期间不使用网络协议。服务器与操作员站和现场控制站连接，使用hsie网络协议，无ip地址，这种网络配置方式也是目前推荐度较高的结构。根据和利时系统的特点和现场实际案例资料，我们总结如下经验：1.1-2个控制站（800点以下），1-4个操作员站：用一段以太网网络结构。用2台交换机，操作员站兼服务器，服务器、工程师站用2网卡 。这种结构在我们米东电厂辅助系统中可以采用。2.3-5个控制站（8002000点），5-8个操作员站：这应该是我厂单台机组主机控制种使用的配置，用两段以太网网络结构。用4台交换机，操作员站，服务器、工程师站用4网卡 。（macsv服务器通常用联想t468低端服务器）这个档次是最容易出现问题的档次。和利时macsv系统在底层网络提供了流行的现场总线profibus协议的兼容接入，对于dcs的下一代产品fcs，国内一些电厂也在局部引入使用，甚至有大胆的设计在deh系统采用了profibus总线协议传输技术。以前我曾在山西平朔煤矸石电厂工作，2300mw循环流化床机组，初设时曾将deh，闭式循环水系统，锅炉汽机疏放水系统全面采用profibus-dp冗余总线，变送器信号采集通过dp/pa耦合接入profibus-dp，调节门采用冗余profibus现场总线的sipos 5执行机构接入dcs系统，这样节省了大量传输电缆，而且采用光电转换器olm后使用冗余光纤代替电缆，大大减少了现场电磁波对传输的干扰，提高了信号的准确性。但平朔电厂之后在fcs使用中出于对其可靠性的信任，仅在闭式循环水系统，锅炉汽机疏放水系统完全采用profibus-dp冗余总线实现信号传输和过程控制。建议我厂将来可以尝试性局部在底层控制网使用profibus-dp冗余总线，可以减少电缆投资成本和日后维护工作量，也提高了控制的准确性。现场经常有两三套独立的系统要求互相监视，这时可将两套系统的129网段连在一起，但128网段不相连。这样的好处是：系统绝大部分时间工作在128网段，每次重起机器也重新工作在128网段。让独立各系统内部工作尽量工作在128网段，系统之间的调度查看用129网，这样可以分散网络的负荷。但macsv不管用不用，都要对所组态的点进行刷新，因macsv采用原设计是双层网结构（小系统单机版除外），基本上开车时网络没问题，以后网络也就没事了。但主控、操作员站较多时，机器都找服务器要数据，macsv的服务器主板性能和硬盘反应速度都要求比较高。这就是dell520机器在稍大的项目上不能操作员兼服务器的原因。这时服务器要用联想t468低端服务器。根据一些资料及使用经验，macsv还有一个特点是趋势画面很耗计算机资源，特别是对显卡，总线，硬盘，打开趋势时机器很慢。因此服务器兼做操作员站的机器对显卡，主板性能，硬盘性能要求高，sas硬盘不占主板总线资源，主控，操作员站较多又无专用服务器的项目要配有sas硬盘。由于米东电厂属于热电厂，出于公用系统控制、全厂辅助车间一体化监控、热电联产发电厂等控制要求对分散控制系统网络互连提出了更高性能和可靠性要求，传统dcs网络互连方案网关（网桥）技术不太适合了，而目前流行先进dcs网络互连方案多域网络通讯技术则更为方便。系统各部分规模减小，便于管理。任何故障将被局限在有限域内，安全性更好，各域之间相互隔离，没有任何数据耦合，杜绝非法数据跨域访问。dcs网络通讯系统要求具有最高的安全性，一般选择具有扁平化网络结构的dcs具有更好的运行可靠性，采用工业网络交换机（双供电电源、无风扇散热、卡轨式或端口可配置）。由于dcs网络通讯系统具有局域网特征，不要盲目选用高级干线网络交换机而无谓增加系统成本。一般现场控制站被认为是dcs硬件最主要的硬件部分，与国产的国电智深edpf+ dcs硬件配置一样，现场控制站由主控单元、智能io单元、电源单元、现场总线和专用机柜等部分组成，采用分布式结构设计，扩展性强，但在机柜配置上有所不同。macsv主控单元是一台特殊设计的专用控制器，运行工程师站所下装的控制程序，进行工程单位变换、控制运算，并通过监控网络与工程师站和操作员站进行通讯，完成数据交换；智能io单元完成现场内的数据采集和控制输出；电源单元为主控单元、智能io单元提供稳定的工作的电源；现场总线为主控单元与智能io单元之间进行数据交换提供通讯链路。我们在将来维护工作中最常接触的是现场控制站了，现场控制站在上电调试和正式投运前，必须按照其接地要求完成接地系统的安装，并测试合格。良好的接地系统能够保证：当进入macs系统现场控制站的信号、供电电源或现场控制站内部设备本身出现问题时，可以迅速将过载电流导入大地；为进入现场控制站的信号电缆提供屏蔽层，消除电子噪声干扰，并为整个控制系统提供公共信号参考点；防止设备外壳的静电荷积累，避免造成人员的触电伤害及设备的损坏。和利时dcs接地设计时，与其它国产dcs相同，现场控制站的接地系统包括三种：保护地、屏蔽地和系统地。dcs的接地问题，良好的接地系统是dcs可靠运行的重要保证。dcs设备安装时要严格满足设备地线装设要求。许多dcs故障都是地线不良所致。地线埋设要求，接地网电阻、接地系统敷设要求。系统机柜与基础间无需绝缘处理。系统直接接入电厂电气接地母排，接地极的位置应尽量做到接地线距离最短，接地点半径15米内不应有高电压、大电流电气设备的接地点。一般来说，系统的接地极不要与其他的电气设备的共用。接地系统的电阻不大于5w。这也可以是我们米东电厂以后对安装的验收标准。以前的dcs设备对屏蔽电缆的接地原则上是规定一端接地,另一端悬空。但单端接地只能防静电感应和低频干扰，防不了磁场强度变化所感应的电压，无助于阻碍雷电波的侵入。为此除了内屏蔽层的一端做等电位联接外，还应增加有绝缘隔开的外层屏蔽，外层屏蔽应至少在两端作等电位联接，在雷击时外屏蔽层与地构成了环路，感应出一电流，该电流产生的磁通抵消了源磁场强度的磁通，从而基本上消除无外层屏蔽层时所感应的电压。通常利用金属走线槽或穿金属管作为外屏蔽层，但必须中间连接良好且两端接地。对于防止雷击事故，电涌保护器是一种限制瞬态过电压和分走电涌电流的防雷击器件，按它在dcs中的用途可分为电源防雷器、i/o信号防雷器和通讯线路防雷器3种。当有连接电缆从室外或其他系统进入控制室时，装设spd可以防护电子设备免遭雷电浪涌的闪击。但是如果所有的i/o通道都装设电涌保护器成本将大幅度上升；再则，控制系统遭雷击，毕竟是一个低概率事件，不能强调万无一失，否则从经济观点出发，要做到这一点是太浪费了。因此，我们电厂要经济有效地在dcs中选用电涌保护器。在我厂订购的dcs硬件设备时，和利时macsv硬件系统现在已由fm系列升级为sm系列，在性能上有了改进，在安全性上也应该是更为可靠，但新一代产品某些方面性能和安全性上还有待我们使用中去观察和实验以及验证。第二阶段主要学习macsv软件的组成结构，组态建立及i/o组态，控制策略组态等课题内容。macsv软件主要包括：组态软件、操作员软件、服务器软件、控制站软件总控软件等，各个软件在各自对应的安装机器上，其实现的功能也各尽其能。但是，通常我们都会在工程师站机器上安装操作员站软件，可以方面热控维护工作中查询所需测点信息等。通过熟悉软件的属性及用途之后，针对我们工程应用的具体使用进行了讲授和上机结合的方法进行教学。以下是总结了macsv系统组态软件的一般使用步骤：新建工程是整个组态中的第一个步骤，这在其他品牌dcs使用上基本相似。设备组态是在工程中定义应用系统的硬件配置。设备组态分为：系统设备组态和io设备组态两个部分。需要注意服务器节点(svr节点)、现场控制站节点(fcs节点)、操作员站节点(ops节点)和站号的设置要正确。另外通信参数配备也是要注意配置的。数据库组态就是定义和编辑系统各站的点信息，需要对各io点正确导入，这是形成整个应用系统的基础。基本编译操作就很简单了。 服务器算法组态是用来编制服务器算法程序的，它用树型结构表现工程、服务站和控制方案之间的关系。控制器算法组态软件是针对底层控制器的软件。软件安装在工程师站上，作为控制方案的开发平台，包括控制方案编辑器和仿真调试器两部分。下装：把控制方案文件从工程师站传送到主控单元的过程。这要借助于以太网连接来实现。所以在下装前，需要建立工程师站和主控单元间的通讯参数。 调试：控制器算法组态软件提供在本地计算机中仿真调试的功能。经仿真调试初步检查组态后，便可登录主控下装，在主控中运行程序，再次进行全面的调试；这时用户无需连接现场设备，就能在试运行之前测试逻辑的正确性，极大地方便了使用。接下来是报表和图形组态了，报表分为定时报表、实时报表，操作简单；图形组态软件是macs系统生成应用系统所需的各种总貌图、流程图和工况图。通过图形，操作员可以对现场运行情况一目了然，从而方便地监控现场运行。工业控制系统流程图形包括静态图形和动态图形两部分。静态图形表示流程画面中的静态信息，它们与数据库信息没有任何联系。动态图形一种是一类随相关数据库点实时值的变化而变化的图形单元，由设置的动态特性决定。另一种是一类由用户点击可以弹出界面的图形，由设置的交互特性决定。然后下装，在设备组态编译成功的基础上，数据库编辑完成后可以进行基本编译。服务器控制算法工程编译和基本编译成功之后可以进行联编。这也是我们按照一个完整的组态步骤进行学习的过程，之后就是生成服务器和操作员站的下装文件，同时还生成控制器算法工程。数据库总控画面中打开工程后选择数据库下装。在编译信息栏中将显示是否成功生成下装文件和控制器算法工程。至此，就完成一次设备的组态了。末了，由培训部设置上机考试题，均是针对我们实际应用数据库和控制算法组态，以及图形组态的操作试题，由于授课针对性强，具备练习条件，学习方