DCS基础知识课件

1、DCS基础知识,DCS基础知识,楚星电控部：李洋,DCS基础知识,楚星公司控制系统概况,楚星公司现有控制系统主要有和利时、西门子、浙大中控、艾默生、欧姆龙几种组成。,DCS基础知识,按控制器的类型分类,DCS即集散控制系统，例如和利时、浙大中控、艾默生。 DCS系统的骨架是系统网络，它是DCS的基础和核心，衡量系统网络性能的指标是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。 系统网络应具备实时性、可靠性和扩充性。 系统网络还必须非常可靠，多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。,DCS基础知识,按控制器的类型分类,PLC即可编程控制器，例如西门子。 PLC分

2、为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定置。 可靠性高，抗干扰能力强。 配套齐全，功能完善，适用性强，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 易学易用，深受工程技术人员欢迎。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，编程语言易于为工程技术人员接受。,DCS基础知识,DCS 与PLC的区别,DCS是一种“分散式控制系统”硬件上包括现场控制器、操作员站计算机、工程师站计算机，以及联系他们的网络系统；DCS软件上是一个整

3、体方案，解决的是一个系统的所有技术问题，系统各部分之间结合严密。 PLC是一个装置，硬件上等同于DCS中的现场控制器；软件上是一个局部方案，站与站之间组织松散。 DCS与PLC的区别，最关键的是两点，一是DCS是分布式控制，拥有全局数据库；二是PLC是顺序扫描机制，DCS是以时间为基准的控制。PLC的扫描速度是根据程序的大小而定的，而DCS得扫描时间相对时固定不变的。,DCS基础知识,DCS 与PLC的区别,PLC硬件上等同于DCS中的现场控制器,DCS基础知识,按照网络通讯方式分类,C/S模式即客户机/服务器网络通讯模式， 例如和利时系统。 在客户机/服务器网络中，服务器是网络的核心，而客户

4、机是网络的基础，客户机依靠服务器获得所需要的网络资源，而服务器为客户机提供网络必须的资源。 对等网络模式，例如浙大中控、西门子。 在对等网络模式中，所有操作站都是直接与控制单元进行数据交换，并不完全依靠服务器。,DCS基础知识,对等通讯模式,DCS基础知识,C/S模式即客户机/服务器网络通讯模式,DCS基础知识,自动控制原理基础知识,自动控制的定义：在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行 按控制方案的一般分类 开环控制系统 闭环控制系统,DCS基础知识,开环控制系统,控制系

5、统的输出信号（被控对象）不反馈到系统的输入端，应而也不对控制作用产生影响的系统称为开环控制系统 开环控制的分类 按设定值进行控制的系统，设定值变化，被控对象也随着变化 按扰动进行控制的系统，当扰动出现时，被控对象随着变化,DCS基础知识,闭环控制系统,控制系统的输出信号（被控对象）通过测量变送环节，又返回到系统的输入端，与给定信号比较，以偏差的形式进入控制器，对系统起控制作用，整个系统构成一个封闭的反馈回路，这种控制系统被称为闭环控制系统 闭环控制控制系统方框图,DCS基础知识,闭环控制系统,闭环控制控制系统实例，精馏塔顶温度调节系统,DCS基础知识,常用复杂控制系统,串级控制系统，特点是两个

6、控制器相互串接，主控制器的输出作为副控制器的设定，使用于时间常数及纯滞后较大的被控对象，例如加热炉温度控制。 串级控制系统方框图,DCS基础知识,串级控制系统,由副控制器、副对象、执行器、副反馈变送器组成的回路称为副回路即内环；由主控制器、主对象、副回路环节、主反馈变送器组成的回路称为主回路即外环； 串级控制系统的优点 对副回路的扰动具有较强的克服能力 可以改善对象特性，提高工作频率 可以消除执行器等非线性特性的影响 串级控制具有一定的自适应能力 串级控制系统投运注意事项 先手动，后自动；先内环，后外环,DCS基础知识,串级控制系统,串级控制系统实例，加热炉出口温度与燃料气压力串级控制系统,使

7、温度控制器的输出TC,作为压力控制器PC的设定值，使压力控制器随着出口温度的需要而动作。,DCS基础知识,比例控制系统,单闭环比例控制系统,DCS基础知识,比例控制系统,双闭环比例控制系统,DCS基础知识,选择控制系统,选择控制系统,在正常工况下，选择器选中正常控制器1，使输出至调节阀，实现参数1的控制。但是当参数2要达到危险值时，选择器选中控制器2，取代控制器1操作调节阀。,DCS基础知识,控制器PID整定,PID 代表 Proportional-Integral-Derivative，即比例积分微分，指的是一项流行的线性控制策略。 比例（P）的意义：减少被控量的偏差 积分（I）的意义：消除

8、被控量的振荡 微分（D）的意义：消除被控量的余差,DCS基础知识,引起DCS死机的故障点,设备节点 如控制器、模块、安全栅、端子排等。 网络通讯部分 如操作电脑、交换机、网线、光纤等。,DCS基础知识,常见故障排查表,注：要求操作人员根据其它控制点精心操作。 对于单一控制点故障，处理时要注意观察该点是否有系统连锁控制，再判断是现场问题还是控制系统问题。,DCS基础知识,注：要求操作人员根据其它控制点精心操作，必要时启动应急预案。 对于多个控制点无数据的情况，应该首先考虑这些控制点是否来自同一模块、同一条供电线路，或者是否来自同一控制系统，例如合成氨的造气系统，应该考虑这些点是否是同一造气炉的。

9、,DCS基础知识,注：发生以上故障，马上启动应急预案。 若当硬件检查并未发现问题的时候，可以考虑可能是因为网络内任何一台操作电脑死机，引起网络通讯堵塞造成的，将故障电脑关机即可解决问题，而和利时系统首先应该检查“单一服务器”是否正常。,DCS基础知识,注：出现以上问题先应让操作人员监控旁边的电脑，保证生产。 对于和利时系统，当一台或者多台操作电脑都无数据时，有可能是主从服务器切换失败导致的，首先应该检查“主服务器”、 “从服务器”、“单一服务器”的状态。,DCS基础知识,注：对于单个调节阀（变频器）不动作的情况，应该立即联系操作人员将调节阀走旁路，变频器改为手动调节，再判断是现场问题还是控制系

10、统问题。 若问题出现在造气系统，应该考虑可能是因为继电器坏、电磁阀线圈及插件接触不良或坏阀门坏引起的。,DCS基础知识,注：对于多个调节阀（变频器）不动作的情况，应该立即联系操作人员将调节阀走旁路，变频器改为手动调节，再判断问题。,DCS基础知识,故障控制措施,控制器单元管理 严格保持主、从控制器版本一致 定期巡检，记录控制器工作状态 利用停车检修的机会，做却换实验 服务器管理 设置登录密码，退出权限，不允许操作 双电源、双网络冗余 加强巡检，注意系统事件管理器所记载的内容,DCS基础知识,故障控制措施,操作站管理 严格保持软件版本一致 在显示器上张贴计算机名、IP地址，规范计算机设置、网络设

11、置 网卡、网线等网络设施完好，保持网络通畅 定期重启计算机，注意系统事件管理器所记载的内容 严禁使用USB设备，防止病毒感染。,DCS基础知识,故障控制措施,上位机、下位机软件版本管理 严格保持软件版本一致 统一安装软件 下位机程序管理 设置密码 保证备份程序为最新备份程序 删除例子工程 上位机程序管理 保证运行程序的一致性 定期备份,DCS基础知识,系统维护,日常维护 检修期间预防性维护,DCS基础知识,日常维护,控制室管理 密封进线孔洞，防尘、防潮、防老鼠 防屋顶漏雨 保持空调稳定运行，室内温度、湿度恒定 定期清扫，保持室内清洁 控制站管理 严禁私自改装、拆装系统部件，不得无故拉动机笼接线、接地线、供电线路、通讯电缆等 锁好柜门 按要求定期点检,DCS基础知识,检修期间预防性维护,利用停车检修机会，