浙江中控DCS系统培训.ppt

浙江中控ECS-700系统培训,宋立军,前言,单回路控制系统方块图,四个基本环节：被控对象、检测仪表、控制器、执行器（显示仪表根据需要可选）,阀门：调节阀、电磁阀、气动蝶阀泵：开关泵、变频泵,温度（压力、液位、流量）变送器、在线成分分析仪(通常输出：420mA、15V等标准信号）液位开关、料位开关、接近开关(通常输出on/off信号)传感器（Pt100、热电偶）,PID运算和逻辑程序运算,A/D（AI）：模/数转换（模拟量输入）DI：开关量输入（数字量输入）D/A（AO）：数/模转换（模拟量输出）DO：开关量输出（数字量输出）,培训内容：1.DCS基本概念2.ECS-700系统构架3.ECS-700系统控制站硬件4.ECS-700系统实时监控5.ECS-700系统基本维护,什么是DCS,DCS是分布式控制系统的英文缩写(DistributedControlSystem)，在国内自控领域又称为集散控制系统。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制的要求。它的过程控制点分散，系统具有很高的可靠性。它通过集中的操作和监控，DCS具有方便的操作和维护性能。DCS具有标准的接口，对外连接更加方便简捷。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制，集中管理”。,通常分为：直接控制级、过程管理级、生产管理级、经营管理级各级从“上级”获取指示，从“下级”获取信息，产生对“下级”的控制。,DCS的功能层次,直接控制,经营管理,生产管理,过程管理,连续过程,间歇过程,离散过程,经营管理级居于工厂自动化系统的最高一层，负责全厂广泛的工程、经济、商务、人事以及其它的工作。如：市场分析、销售和生产计划,过程管理级主要功能包括回路组态、优化控制、性能监视、故障监测、记录、报警,生产管理主要完成生产规划，生产监视，根据用户订单、库存、能耗约束、能耗需求等指标进行生产调度。在许多DCS中，这级就充当最高管理层。,直接控制级主要功能包括现场数据采集、过程监视、故障诊断，控制输出、安全性能和冗余性能的实施,在很多情况下，功能层次和物理层次不一定完全相同，常常将2个或多个功能层上的任务或部分任务压缩到一个物理层次上去实现，这使DCS得以大大简化。,DCS的发展,DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。生产控制操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。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，完成系统的操作监控和组态维护。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS或ERP系统），作为DCS更高层次的应用。,DCS组成结构,DCS组成结构,DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、高性能的中央处理器（CPU）、网络接口组成。高性能的中央处理器是现场过程控制的中心，存放并运行所有的过程控制程序以及现场仪表数据和控制数据。DCS的控制决策都是由它来执行的。过程控制站的网络接口是同上一级的操作员站和工程师站的连接通道。操作员的操作控制信息和工程师站的组态程序都是通过这一通道发送到过程控制站，过程控制站收集整理的现场数据也是通过这一通道传递到操作员站上。过程控制站同I/O模块之间通过内部总线连接。,DCS组成结构,一台用于操作、监视、报警、趋势显示、记录和打印报表的PC机。操作员站通常装有操作软件以完成上述功能，并且是通过以太网同过程控制站相连。,DCS组成结构,一台用于组态过程控制软件，诊断、监视过程控制站运行情况，供DCS工程师开发、测试、维护DCS系统使用的计算机。,一.控制节点,热电装置机柜都有哪些？,1.电源柜（PS）机柜型号：CN-011数量：1台作用：给所有系统柜及辅助端子柜提供交流电源2.网络柜（NET）机柜型号：CN-011数量：1台作用：网络交换机在柜内安装，提供所有控制站与上位机进行通讯的设备。3.系统柜（SC)机柜型号：CN-011数量：6台作用：系统控制站.I/O卡件.24VDC电源模块及I/O连接模块在柜内安装。系统柜分配：SC01SC02A锅炉+汽机,SC03SC04B锅炉+公用工程SC05SC06C锅炉4.继电器柜（在热电装置叫端子板辅助柜AC）机柜型号：CN-011数量：6台作用：安装继电器.24VDC和I/O连接端子.端子板辅助柜AC分配：AC01AC03A锅炉+汽机AC04AC06B锅炉+公用工程AC07AC08C锅炉5.安全栅柜（热电装置属于非防爆区域，故无安全栅柜）安全栅作用：电路中限流和限压。常用安全栅：隔离式安全栅和齐纳式安全栅,ECS-700标准系统柜,2.机架,3.模块,ECS-700系统模块都有哪些？1.控制器2.I/O连接模块3.I/O模块,1.控制器,控制器作用：从现场采样I/O数据、进行控制运算的核心单元，完成整个工业过程的实时控制功能。,FCU711具备掉电保护功能，在控制器掉电之后一段时间内（至少一个月），控制器中的组态数据、过程数据不会丢失，可在线更换，每三个月至半年更换一次。,控制器冗余说明：控制器采用1:1的热备份冗余方式保证可靠性，互为冗余的一对控制器中，在运行时其中一个控制器处于工作状态，另一个控制器处于备用状态。控制器通过其内部高速可靠的冗余通讯装置保证两个冗余控制器间的组态、数据、运行周期保持一致互为冗余的控制器能够在发生故障的情况下自动根据故障的严重情况进行冗余切换，冗余切换的结果最终使无故障（或故障最轻）的控制器运行在工作状态，从而保证系统的可靠性。,ECS-700系统FCU711-S控制器作为控制网上的一个节点，在开始正常工作之前，必须设定其在过程控制网上的IP地址，一对冗余控制器仅需设定一个IP地址，系统自动将相邻的一对IP地址分配给一对冗余的控制器。域地址、域内节点地址均在控制器基座MB712-S上设置IP地址格式：172.子网地址.域地址.域内节点地址热点装置IP地址分配：1#控制器（A锅炉+汽机）172.20.0.22#控制器（B锅炉+公用工程）172.20.0.43#控制器（C锅炉）172.20.0.6,2.I/O连接模块,3.I/O模块,热电锅炉I/O卡件类型：,变送器配电：,变送器不配电：,实时监控,操作节点是控制系统的人机接口，是工程师站、数据服务器、组态服务器等总称。ECS-700系统的操作节点充分考虑大型主控制室的设计要求，同时在系统规模小的情况下，也可以使用一台计算机同时集成多种站点功能。,热电锅炉操作节点有哪些？1）1操作站为ES254，操作站地址为0.254，兼做时钟同步服务器2）2工程师站为ES130，操作站地址为0.130。3）3操作站为操作节点_0_131，操作站地址为0.131。4）4操作站为操作节点_0_132，操作站地址为0.132。5）5操作站为操作节点_0_133，操作站地址为0.133。6）6操作站为操作节点_0_134，操作站地址为0.134。7）7操作站为操作节点_0_135，操作站地址为0.135。8）8操作站为操作节点_0_136，操作站地址为0.136。9）9操作站为操作节点_0_137，操作站地址为0.137。,ECS-700系统都有哪些服务器？,数据服务器：报警历史记录、操作域变量实时数据（异构系统数据）、SOE数据存放平台。向应用站提供实时和历史数据。可冗余配置。历史数据服务器：历史趋势存放平台，向应用站提供实时和历史数据。可冗余配置。操作记录服务器：操作员操作记录存放平台，提供记录及查询功能。时间同步服务器：提供操作节点系统时间的时间基准。,ECS-700系统数据传输,四、DCS故障识别与处理,开关阀DCS画面出现闪烁表示开关阀到位信号未收到检查阀门是否卡死，DCS柜保险丝是否断等,同时我们可以查看开关阀控制窗口阀门异常时“阀门状态”与“阀门命令”将出现不一致，在报警状态栏中也会出现故障提示,阀门闪烁,DCS故障识别与处理（继）,在流量计录窗口出现流量波动,处理：检查现场仪表检查工艺设定检查PID参数,电脑断电引起波型图无记录段,DCS故障识别与处理（继）,调节阀故障：阀位已打开很大，但流量、压力显示不正常数据没有或数值固定不动,调节阀控制窗口中实际阀位与回路输出显示值偏差太大,处理：检查阀门、流量计、压力变送器等现场仪表检查DCS柜各连接点、保险丝、电源及输入、输出4-20mA信号是否正常数据没有或数值不动表示网络传输可能有问题，检查网络线及电脑,操作站故障：实时监控中，过快地翻页或开辟其它窗口，可能引发Windows系统保护性关闭运行程序，而退出实时监控，维护人员应首先关闭其它应用程序，然后双击实时监控图标重新进入实时监控；显示器故障与显卡故障要区分开，若显示器显示不正常，通过更换显示器可以判断是否为故障，即：若更换显示器后显示正常，则可以确认为显示器故障，否则可能为显卡故障或主机其他部件故障；。硬盘、主板、内存条、显卡、声卡等硬件故障，一般必须由供应商提供备件后才能解决，更换硬件时应首先关断主机电源；WindowsXP操作系统、相关硬件驱动程序、DCS系统软件等软件故障，由于所有的软件在主机硬盘、光盘上都有备份，经过培训的维护工程师应根据具体故障原因维护；由于组态服务器故障可能引起组态、程序、控制参数等工程文件数据丢失故应在外部存储设备上做好这些工程文件数据的备份。,控制站电源故障控制站电源故障包括24V指示灯显示不正常、电源输出电压不正常、冷却风扇工作不正常等，一般采用更换电源部件、返修的措施解决。经系统培训的维护工程师可以在不影响系统工作的前提下带电维修电源箱，但强烈建议在系统停车检修期间停电维修通信网络故障：通信接头接触不良会引起通信故障，确认通信接头接触不良后，可以利用专用工具重做接头；由于通信单元有地址拨号，通信维护时，网卡、控制器、I/O连接模块的安装位置不能变动；更换网卡、控制器、I/O连接模块时应注意模块地址与原有模块保持一致；通信线破损应及时予以更换；合理绑扎通信线，避免由于通信线缆重量垂挂引起接触不良,控制站I/O模块故障确认模块出现故障后要及时换上备用模块，并及时与浙大中控取得联系。在进行系统维护时，如果接触到系统组成部件上的集成元器件、焊点，极有可能产生静电损害，静电损害包括模块损坏、性能变差和使用寿命缩短等。为了避免操作过程中由于静电引入而造成损害，请遵守：所有拔下的或备用的I/O模块应包装在防静电袋中，严禁随意堆放；插拔模块之前，须作好防静电措施，如带上接地良好的防静电手腕，或进行适当的人体放电；避免碰到模块上