DCS和SIS课件

1、跳转到第一页 跳转到第一页 DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，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，集中管分散控制，集中管 理理”。 跳转到第一页 跳转到第一页 跳转到第一页 跳转到第一页 DigiVis Freelance

2、系统结构系统结构 现场仪表现场仪表 集成集成 FF 总线设备的编程总线设备的编程 DigiTool ABB- AC800控制器控制器 MCC控制柜控制柜 电机电机 西门子西门子IO模块模块 以太网以太网 跳转到第一页 1969年，美国数字设备公司（年，美国数字设备公司（DEC）研制出第）研制出第 一台一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，在美国通用汽车自动装配线上试用， 获得了成功。获得了成功。 1975 年美国最大的仪表控制公司年美国最大的仪表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的综合分散控制系统首次向世界推出了它的综合分散控制系统 TDC2000 1.DCS更侧重于过程控

3、制领域（如化工、冶炼、制药 等）主要是一些现场参数的监视和调节控制，而PLC 则侧重于逻辑控制（机械加工类）。当然现在的PLC 也能很好的处理过程控制问题，但是没有DCS专业。 2.模拟量大于100个点以上的，一般采用DCS；模拟 量在100个点以内的，一般采用PLC。 跳转到第一页 3.DCS是一种“分散式控制系统”，而 PLC只 是一种控制“装置”，两者是“系统”与“装 置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与 协调，PLC装置只实现本单元所具备的功能。 4.DCS系统所有 I/O模块都带有 CPU，可以实 现对采集及输出信号品质判断与标量变换，故 障带电拔，随机更换。而PLC模块只是简单

4、电 气转换元，没有智能芯片，故障后相应单元全 部瘫痪。 5.相同i/o点数的系统用plc比用dcs，其成本要 低一些（大约能省40%左右）。 跳转到第一页 n6.plc没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通 用的，所以维护成本比dcs要低很多。如果被控 对象主要是设备连锁、回路相对很少，采用plc较 为合适。如果主要是模拟量控制、并且函数运算 很多，最好采用dcs。 n7.dcs在控制器、i/o板、通讯网络等的冗余方面， 一些高级运算、行业的特殊要求方面都要比plc好 的多。 n8.plc由于采用通用监控软件，在设计企业的管理 信息系统方面，要容易一些。 跳转到第一页 跳转到第一页 跳转到第一

5、页 跳转到第一页 跳转到第一页 跳转到第一页 跳转到第一页 n1.国家安全监督局关于加强化工安全仪表管理系统管国家安全监督局关于加强化工安全仪表管理系统管 理指导意见。理指导意见。 nSIS系统组成：安全联锁系统，紧急停车系统，有 毒有害，可燃气体及火灾检测保护系统等。 nSIS系统特性：独立于生产的过程控制系统 （DCS），生产正常时处于休眠或者静止状态，一 旦生产过程完全停止或者生产设备出现可能导致安 全事故的情况时，能瞬间准确动作，使生产过程安 全停止运行或者自动导入预定的安全状态。必须有 很高的可靠性。 n法规规定：从2016年1月1日起，大型和外商独资 合资等具备条件的化工企业新建涉

6、及“两重点一重大” 的化工设备和危险化学品存储设施。要按照本指导 意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统安全仪表系统 SIS 跳转到第一页 n安全仪表系统（安全仪表系统（SISSIS）在生产装置的开车、停车阶段，运行扰动）在生产装置的开车、停车阶段，运行扰动 以及维护操作期间，对人员健康、装置设备及环境提供安全保以及维护操作期间，对人员健康、装置设备及环境提供安全保 护。无论是生产装置本身出现的故障危险，还是人为因素导致护。无论是生产装置本身出现的故障危险，还是人为因素导致 的危险以及一些不可抗拒因素引发的危险，的危险以及一些不可抗拒因素引发的危险，SISSIS系统都应立即作系统都应立即

7、作 出正确反应并给出相应的逻辑信号，使生产装置安全联锁或停出正确反应并给出相应的逻辑信号，使生产装置安全联锁或停 车，阻止危险的发生和事故的扩散，使危害减少到最小。车，阻止危险的发生和事故的扩散，使危害减少到最小。 nSISSIS系统应具备高的可靠性（系统应具备高的可靠性（Reliability) Reliability) 、可用性、可用性 （AvailabilityAvailability）和可维护性（）和可维护性（MaintainabilityMaintainability）。当）。当SISSIS系系 统本身统本身出现故障时还能保证提供安全保护功能。出现故障时还能保证提供安全保护功能。 S

8、IS功能及基本要求功能及基本要求 跳转到第一页 石油化工安全保护级别石油化工安全保护级别 1. Process 2. DCS -集散控制系统集散控制系统 3. Alarm Operators-操作员操作员报警报警 4. SIS 安全仪表系统安全仪表系统 5. Relief Devices 释放设备释放设备 6. Physical protection(F&G） 物理保护物理保护 7. Emergency Response 紧急响应紧急响应 工艺过程工艺过程 跳转到第一页 SIS系统对风险的控制系统对风险的控制 0 机械安全保护层机械安全保护层 安全仪表系统（安全仪表系统（SIS） 报警系统报警

9、系统/操作操作 工艺控制系统工艺控制系统 工艺设备工艺设备 HAZOP SIL 跳转到第一页 n2.国内DCS和SIS系统现状 n系统厂家： n进口：美国罗克韦尔，美国艾默生，美 国西屋，美国通用电气，日本横河，日 本欧姆龙，日本三菱，德国西门子，德 国黑马，英国英维斯，瑞典ABB等。 n国产：和利时，浙江中控，山东博克， 上海新华，上海翊兴 n3.SISSIS与与DCSDCS区别区别 跳转到第一页 nDCSDCS用于生产过程的连续测量、常规控制（连续、顺序、用于生产过程的连续测量、常规控制（连续、顺序、 间歇等）、操作控制管理，保证生产装置的平稳运行；间歇等）、操作控制管理，保证生产装置的平

10、稳运行； SISSIS用于监视生产装置的运行状况，对出现异常工况迅用于监视生产装置的运行状况，对出现异常工况迅 速进行处理，使危害降到最低，使人员和生产装置处于速进行处理，使危害降到最低，使人员和生产装置处于 安全状态；安全状态； nDCSDCS是是“动态动态”系统，它始终对过程变量连续进行检测、系统，它始终对过程变量连续进行检测、 运算和控制，对生产过程进行动态控制，确保产品的质运算和控制，对生产过程进行动态控制，确保产品的质 量和产量；量和产量； SISSIS是是“静态静态”系统，正常工况时，它始终监视生产装系统，正常工况时，它始终监视生产装 置的运行，系统输出不变，对生产过程不产生影响，

11、非置的运行，系统输出不变，对生产过程不产生影响，非 正常工况下时，它将按照预先的设计进行逻辑运算，使正常工况下时，它将按照预先的设计进行逻辑运算，使 生产装置安全联锁或停车；生产装置安全联锁或停车； nSISSIS比比DCSDCS在可靠性、可用性上要求更严格，在可靠性、可用性上要求更严格，IEC61508IEC61508、 IEC61511IEC61511、ISA S84.01ISA S84.01、SH/T3018SH/T3018强烈推荐强烈推荐SISSIS与与DCSDCS硬硬 件独立设置。件独立设置。 跳转到第一页 由于精馏塔图纸设计院还没有给，所以此项不由于精馏塔图纸设计院还没有给，所以此

12、项不 做说明，图纸到位后才可以确定方案。做说明，图纸到位后才可以确定方案。 一.101车间DCS 1.DCS点为43个（液位19个，泵的状态及启停 14个，能源10个） 液位主要是各种储液釜的磁翻板液位计 7个溶媒釜进送料泵 能源主要是蒸汽，冷冻水，循环水的温度， 流量。 将不需要的仪表全部删除。修改热水罐 （1507）的温度控制方式，改为PID调节表与 Freelance 系统结构系统结构 跳转到第一页 n温度传感，气动调节阀的调节温度方案。使其不用 进DCS系统，节省成本。 n将1402A/B母液收集罐液位计高液位报警，改为 声光电报警器（节约DCS设计成本，方便车间操作） n2.101车

13、间的自控方案： n溶媒罐只有1个泵，作为进送料使用。 n进料时溶媒罐高液位停进料泵。 n溶媒罐给高位罐送料时，溶媒罐低液位时停送料 泵）。当高位罐高液位时停送料泵。 跳转到第一页 n二.102车间DCS n1.DCS点为14个（泵的状态及启停4个，能源10个） n液位不进入DCS，只现场显示（磁翻板） n2个精制母液接收罐的送液泵2502A/B进入DCS， 其他泵都是现场操作。 n能源主要是蒸汽，冷冻水，循环水的温度，流量。 n2.102车间的自控方案： n由于102车间的泵都是现场控制，没有自控方案。 n三.103车间DCS n1.DCS点（由于仪器仪表还没对完，现在无法确定 具体数目） n

14、2.103车间的自控方案： 跳转到第一页 n2.1.加氢反应釜是高温高压操作设备，生产过程安 全要求很高。氢气是易燃易爆的气体， 反应过程压 力达10MPa 以上，这些因素都需要自动控制系统 有较高的要求。 n加氢反应釜控制系统包括反应釜置换、原料的计量 和投料、加氢流量控制、反应釜温度和压力控制， 另外设置安全联锁控制功能，以保证生产过程的安 全。反应釜安装氧含量分析仪，置换需要达到工艺 的要求，才能进行加氢。加氢需要计量和控制，同 时控制反应过程的温度和压力，确保生产过程的安 全。 跳转到第一页 n2.2.氢化反应工序： n置换过程：先加入原料对釜抽真空（负压）加 氮气（常压）排空（常压）

15、【此流程要进3次，然 后检测排空中氧气含量，如果未达标不能进行反应， 继续进行上述置换过程，直到排空中氧气含量达标为 止】 n氢化反应过程：开搅拌加氢气排空【加氢气 排空要进行2次】加氢气进行反应【进行过程中要 控制釜中压力和温度】 n氢化反应终止过程：将氢气降低（小于控制值）后 关闭氢气排空（常压）抽真空（负压）加氮气 （常压）反应停止。 跳转到第一页 设置独立的紧急联锁控制功能，当搅拌故障、温设置独立的紧急联锁控制功能，当搅拌故障、温 度和压力超限、气体泄漏等发生时进行自动联锁，度和压力超限、气体泄漏等发生时进行自动联锁， 启动循环冷却系统、切断加料系统，同时提供二启动循环冷却系统、切断加

16、料系统，同时提供二 级报警。级报警。（SIS系统）系统） 2.3.紧急情况： 氢化反应前搅拌电机未工作（或者报警）不加 入氢气 氢化反应中搅拌电机停止（或者报警）停氢气 排气冷却循环水进回流量调到最大停蒸汽 氢化反应中温度高（超过报警危险值）停入氢 气搅拌电机继续开启排气冷却循环水进回 流量调到最大停蒸汽 氢化反应中压力高（超过报警危险值）停入氢 气搅拌电机继续开启排气冷却循环水流量 变停蒸汽 跳转到第一页 总包商与系统商的区别总包商与系统商的区别 跳转到第一页 跳转到第一页 现状：由于我们提供的安设材料中已经包含了现状：由于我们提供的安设材料中已经包含了DCS及及 SIS系统，不安装是不可能过系统，不安装是不可能过国家安全监督局的验收国家安全监督局的验收 审查。审查。 1.101和102车间没有SIS系统，只有DCS系统。 2.103车间（氢化车间）的SIS系统是必须做的。其中蒸汽，冷 却循环水，进料，氢气的电磁阀进入SIS系统。（其他条件信 号从DCS系统采集