DCS系统故障判断及处理

1、DCS系统故障判断及处理 一 DCS系统概述：分散控制系统（Distributed Control System）简称DCS系统，又名集中分散控制系统（简称集散控制系统），其是集计算机技术，控制技术，通迅技术，CRT技术及网络技术为一体的综合性高技术产品，DCS通过控制操作站对整个工艺过程进行集中监视，操作、管理，通过控制站对工艺过程各部份进行控制，既不同于常规仪表控制，又不同于集中式计算机控制系统，而是集中了两者的优点，克服了它们各自的不足。DCS以其可靠、灵活性，人机界面友好性及通迅的方便性等特点，日益被广泛应用。DCS系统的构成概括起来分为三部份：集中管理部份、分散控制监视部份和通信部份

2、。如图：集中管理部份又可分为操作站、工程师站和上位站计算机。操作站是由微处理器、CRT、键盘、打印机等组成的人机系统，实现集中显示、集中操作和集中管理。工程师站主要用于组态和维护。上位计算机用于全系统的信息管理和优化控制。分散控制监测部份按功能可分为现场控制站和现场监测站。现场控制站是由一个微处理器、存储器、I/O输入输出板、A/D、D/A转换器，内部总线、电源和通信接口等组成，可以控制多个回路，具有较强的运算能力和各种控制算法功能，可自主地完成回路控制任务，实现分散控制。现场监测站或叫数据采集装置也是微计算机结构，主要是采集非控制变量以进行数据处理，并将采集的过程信息经过高速数据通路送到上计

3、算机、控制站和监测站等各个部份，完成数据、指令及其他信息的传递。DCS是一个以微机为基础的标准产品，这些产品可以根据控制对象任意组合，为连续或间隙过程提供任意组合的分散控制，其主要特点如下：1控制功能多样化：DCS的最低级为现场控制站或现场控制单元，一般都具有几十种运算控制算法或其他数学和数字逻辑功能，如四则运算、逻辑运算、前馈、超前控制、PID控制、自适应控制和滞后时间补偿等，还有顺序控制和各种联锁保护、报警功能。根据控制对象的不同要求，把这些功能有机组合起来，能方便地满足系统的要求。2操作简便：DCS各级都配备了灵活且功能强的人机接口。操作只通过CRT可以对被控对象进行集中监视，通过各种功

4、能键实现各种操作功能。打印机可以打印各种需要的信息及报表。3系统便于扩展：DCS的设计是根据不同规模的工程对象进行的，部件设计采用积木式的结构，以模块、模板箱及控制柜和站等为单位，逐步增加。用户通过通迅链路可以方便地从单台数字调节器或过程控制站扩展成小系统，或将小系统扩展成中规模或大规格系统。DCS设置有工程师站或工程师键盘，系统工程师根据控制对象可生成需要的自动控制系统。4维护方便：DCS的设计是按照标准化、积木化、系统化进行的，积木式的模板功能单一，便于装配和维修更换，系统配置有智能的自动故障检查诊断程序和再启动功能，维修非常方便。5可靠性高：DCS是监视集中而控制分散，故障影响面小，并且

5、在设计时已考虑到有联锁保护功能、自诊断功能、冗余功能、系统故障人工手运控制操作措施等，使系统可靠性大大提高。6便于与其他计算机联用：DCS配备有高、中、低不同速率和不同模式的通迅接口，可方便地与个人计算机或其他大型计算机联网，组成工厂自动化综合控制和管理系统。随着DCS系统向开放系统发展，在符合开放系统的各制造厂产品间可以相互连续、相互通信和进行数据交换，第三方的应用软件也能在系统中应用，从而使DCS进入了更高的阶段。二 DCS系统故障诊断 DCS系统在工业生产过程中的广泛应用，使可靠性、稳定性问题更加突出，也使人们对整个系统要求越来越高，人们希望DCS系统尽量少出故障，又希望DCS系统一量出

6、现故障，能尽快诊断出故障部位，并尽快修复处理，使系统重新工作。为了便于分析、诊断DCS系统故障发生部位和产生原因，现把故障分为以下几类来进行论述。1现场仪表设备故障：现场仪表设备包括与生产过程直接联系的各种变送器、各种开关、执行机构、负载及各种温度的一此元件等。现场仪表若发生故障，直接影响DCS系统的控制功能及操作人员对工艺参数的监视，从而给工艺操作带来一定困难。在目前的DCS控制系统设计中，这类故障占绝大部份，这类故障一般是由于仪表设备本身的质量和寿命所致。对这类故障比较直观，在判断和处理上也相对容易，在处理按常规仪表的处理方法一般不会有什么问题。对这类故障的处理要求维护人员对常规仪表的故障

7、处理比较熟练，以保证故障处理的及时性及准确性。由于这类故障属于单点故障，对工艺影响不大，维护人员对DCS系统知识的要求不高，只须按常规仪表处理即可。2系统故障：这是影响系统运行的全局性故障，系统故障可分为固定性故障和偶然性故障。如果系统发生故障后可重新启动使系统恢复正常则可认为是偶然性故障。相反若重新启动后不能恢复正常而需要更换硬件或软件系统才能恢复则认为是固定性故障。这种故障一般是由于系统设计不当或系统运行年限较长所致。3硬件故障： 这类故障主要指DCS系统中（I/O模块）损坏造成的故障。这类故障一般比较明显且影响也是局部的，它们主是由于使用不当或使用时间较长，模块内元件老化所致。4软件故障

8、： 这类故障是软件本身所包含的错误所引起的。软件故障又分为系统软件故障和应用软件故障。系统软件是DCS系统所带来的，若设计考虑不周，在执行中一但条件满足就会引发故障，造成停机或死机等现象。此类故障并不常见，应用软件是用户自己编定的，在实际工程应用中，由于应用软件工作复杂，工作量大，因此应用软件错误几乎难以避免，这就要求在DCS系统调试及试运行中十分认真、仔细，及时发现并解决。5操作使用不当造成故障： 在实际运行操作中，有时会出现DCS系统某功能不能使用或某控制部份不能正常工作，但实际上DCS系统并没有故障，而是操作人员操作不熟练或操作错误所引起的。这对于初次使用DCS系统的操作工较为常见。DC

9、S系统一旦出现故障，正确分析和诊断故障发生的部位和原因是当务这急，故障的诊断是根据经验、根据发生故障的环境和现象来确定故障的部份和原因。根据平时在工作中对系统故障处理的经验和方法，对DCS系统故障诊断可按下述步骤来进行：（1）是否为使用不当引起的故障。这类故障常见的有供电电源故障、端子接线故障、模块安装错误、现场操作错误等。（2）是否为DCS系统操作错误引起的故障。这类故障常见的有某整定参数整定错误、某设定状态错误造成的。（3）确认是现场仪表设备故障还是DCS系统故障。若是现场一次仪表故障，修复相应现场仪表或更换一次仪表。（4）若是系统故障，应确认是硬件故障还是软件故障。（5）若是硬件故障，则

10、找出相应硬件部位，修复或更换硬件模块。（6）若是软件故障，还应确定是系统软件故障还是应用软件故障。（7）若是系统软件有故障，可重启动看是否能恢复正常或重新装载系统软件，重新启动后若不能恢复则与系统管理人员或系统厂家联系解决。（8）若应用软件故障，可检查用户编写的程序和组态的所有数据，找出故障原因。（9）利用DCS系统的自诊断测试功能。DCS系统的各部份的设计有相应的自诊断功能，在系统发生故障时，一定要充分利用这一功能来分析和判断故障的部位和原因。在实际应用中，对DCS系统故障要根据实际情况去分析和判断。在实际使用过程中，现场常见的系统硬件故障一般包括如下几方面：（1）系统模块和元件故障，可能产

11、生的原因是元器件质量不良、使用条件不当、调整不当、错误的接线引入不正常电压而形成的短路等。有时由于现场环境的因素，如温度、湿度、灰尘、振动、冲击、鼠害等原因也会造成系统硬件故障。（2）线路故障：可能产生的原因是，电缆导线端子、插头损坏或松动造成接触不良，或因接线错误、调试中临时接线、折线或跨接线不当，或因外界腐蚀损坏等。（3）电源故障：可以产生的原因是供电线路事故，线路负载不匹配可引起系统或局部的电源消失，或电压波动幅度超限，或某元件损坏，或误操作等产生电源故障。软件故障包括：（1）程序错误，设计、编程和操作都可能出现程序错误，特别是联锁、顺控软件，不少问题是由于工艺过程对控制的要求未被满足而

12、引起的。（2）组态错误：设计和输入组态数据时发生错误，这可以调出组态数据显示进行检查和修改。由于DCS系统的都带有自诊断程序，系统能及时对挂在总线上或网络上的各回路及功能模块进行周期诊断。通过诊断，如发现异常现象，其内容就被编成代码或相应的故障提示，经由总线的操作站传递信息，从而在CRT上显示和报告故障发生的位置。通过CRT了解故障情况后，应进一步通过机柜里插卡或者模块上的一系列发光二极管的显示状态，查询不正常状态的故障内容。插卡或模块外部的故障则要逐步检查分析。常用的故障判断方法有：（1）直接判断法：根据故障现象，范围、特点以及故障发生的记录直接分析判断产生的原因和故障部位，查出故障。（2）

13、外部检查法：对一些明显的有外部特征的故障，通过外部检查，判断故障部位，如插头松动、断线、碰线、短路、元件发热烧坏、虚焊、脱焊等。有的故障，特别是暂时性故障，可以通过人为摇动，敲击来发现故障。（3）替换对比法：对有怀疑的故障部件，用备件或同样的插卡或模块进行替换，或相互比较，但要注意，替换前，要先分析排除一些危害性故障，如电源异常、负载短路等引起元件损坏的故障，若不先排除，则替换上的插件或模块会继续损坏。（4）分段查找法：当故障范围及原因不明时，可对故障相关的部件、线路进行分段，逐段分析检查、测试和替换。（5）隔离法：可以分段查找法相配合，将某些部位或线路暂时断开，观察故障现象变化情况，逐步缩小

14、怀疑对象，最终查出故障部位，进行处理或更换。对于组态错误，只要确认认为存在组态错误，只要核对组态表格及组态数据，对相应的组态数据进行修改即可，一般不存在困难。另外，充分利用系统厂家提供的故障检查流程图和故障诊断表也是快速诊断和判断处理故障的方法。通常在实际工作中，经常遇到的DCS系统故障，还有死机、黑屏及通信故障，这些故障通常导致工艺参数不能显示，严重时导致工艺系统停车，如死机故障产生的原因是多方面的，有的是因为操作不当所致，更多的原因是由于模块或插件故障所引起的，如显示器故障。主机故障，通信故障产生的原因多由通信线路、网卡及网络接线器故障所引起。上述是针对DCS系统采用的故障判断和处理的一些

15、方法，但是，现场故障是千变万化的，在实际处理过程中，要结合实际情况加以分析和处理，同时借助专家故障诊断系统及DCS供应商的技术支持，利用现代网络技术进行远程诊断和处理，已是一种快捷有效的故障判断和处理方法。虽然专家诊断系统还不完善，还在不断的发展中，但对我们进行DCS系统的故障判断和处理是有帮助的。在日常工作中，除了掌握相应的故障判断和处理方法外，更应该加强系统的日常维护，防范系统故障的发生，同时采取相应的管理措施来保证系统的安全可靠，如：加强DCS系统的环境和操作管理，加强防静电措施和良好的屏蔽，控制室要加强防雷措施并应该有安全可靠的接地系统等。四 结束语：尽管DCS系统有许多优越性，DCS

16、系统的可靠性已是非常好的，现场出现的多数故障是因为操作不当或由于环境因素而导致发生，虽然对一些关键设备采用了冗余措施，但一旦出现故障，如不及时处理，必然会导致严重后果，甚至会使整个系统崩溃造成整个工艺系统停车。由于DCS系统与常规仪表不同，对维护人员的要求相对高一些。维护人员除了要熟练掌握对常规仪表的处理方法外，对DCS系统的处理方法更应掌握。对DCS系统的组成结构要有相应的了解，同时要知道各功能模块的相应作用。另外对通信、网络、计算机技术要掌握相应的知识。同时，在平时的维护过程中，应加强对系统的管理及对维护人员的系统培训工作，减少人为因素对系统的影响,提高系统安全可靠的运行。冶金钢铁行业DC

17、S系统安全隔离解决方案-冶金、钢铁行业是我国基础性产业，在一段时期内也曾经成为国民经济的支柱产业。但是目前，钢铁企业的信息化建设中存在着许多象“信息孤岛”、“安全隐患”等问题。    行业背景分析：        在冶金工业自动化过程中， 连铸机结晶器液面控制器、燃烧控制系统、炼钢智能控制系统、轧薄带智能控制系统、高精度板厚控制器 、SCADA系统以及DCS分散控制系统越来越广泛地应用在冶金行业的生产控制过程中； 以高效、高产、优质为目的局部工艺已经实现无人化；可视化技术和监

18、控系统在企业生产、经营活动中正在发挥作用。同时MIS、CIMS、ERP也被广泛应用于企业管理过程中，使企业的生产管理产生了革命化的转变。但是出于对网络安全的考虑，信息流程却处处被阻断，形成一个又一个的信息孤岛。特别是MIS网和DCS网之间的连接，由于担心控制网被攻击，往往将这两个网完全隔离。然而信息化的优势，正在于生产质量监控与管理控制的实时性。这样不仅很不方便，而且也无法及时获得实时的生产信息，极大地影响了管理的效率和质量，以及企业整体竞争力的提升。    我为了获取现场的生产信息，许多企业采用拷盘或人力传递的方式传送信息。宝钢流传着这样一个故事。每天凌晨2点，

19、派专人开着吉普车从高炉采集数据，然后送到MIS网，一直到凌晨4点。人工采集不仅极不方便也无法实时地采集到现场的数据。实时采集准确的生产数据并加以控制是钢铁企业信息化面临的难题。  安全风险与技术手段分析：        MIS系统与DCS系统沟通不畅，形成信息孤岛，控制网络的实时数据不能被合理利用，企业有限资源得不到充分利用，形成巨大浪费。如果MIS系统与DCS系统相连，这可以大大减轻人力、还便于管理而且还可以充分利用实时采集的数据对现场采集的数据进行及时的分析和作出正确的决策。    但是MI

20、S系统与DCS系统相连。可能从MIS系统会引入DoS攻击，导致控制网络的瘫痪，可能会造成极为严重的后果和重大的经济损失。如今的互联网，病毒、入侵、系统漏洞、软件后门等网络安全隐患都严重阻碍了行业信息化的发展。一些非法组织更是利用互联网进行犯罪活动，黑客入侵事件变得越来越猖獗，给企业和国家带来的损失和威胁也日益加大。同时，网络也成为国际恐怖分子和网络商业犯罪的温床。如果网络安全得不到保证，必将给行业生产带来严重的威胁，并可能造成政治、经济等各方面的巨大损失。钢铁企业网络信息系统的安全和正常运营，包括其中的生产设备运行安全和信息数据安全，日益成为不可忽视和需重点解决的问题。为了防止这些不安全因素利

21、用管理系统MIS网作为跳板危害控制系统DCS/SCADA，我们必须引入一个万全的安全方案。   解决方案简介：    北京数码星辰科技有限公司依靠强大的技术实力，提出了一种安全传输DCS系统数据到MIC系统的方案。这一方案保证了DCS上的数据实时传送到MIS系统中，而且保证MIS系统的绝对安全。    根据在控制系统的特殊需求，北京数码星辰提出了冶金、钢铁行业控制系统安全解决方案。这一方案的核心：采用了数据单向传输的方式，和自身防护能力极强的宇宙盾控制网专用物理隔离网闸，在DCS和MIS之间建立起来一条单

22、向的，没有返回的信息通道。数据只能从DCS流向MIS，MIS不会有任何数据返回到DCS从从根源切断了一切网络攻击的可能。有效地保证了工业自动化网的安全性。对于一些特殊情况下，要求有少量的信息返回时，我们将对方回的内容作严格的过滤，只允许合法的数据返回到控制网络。   北京数码星辰科技有限公司的这一方案已成功地应用于包括冶金、电力、水处理和化工等诸多行业极大地方便了企业的现代化管理，受到了一致好评。最近，济南钢铁集团在仔细地分析了多种不同的解决方案，北京数码星辰的解决方案脱颖而出，被济南钢铁集团采用，取得了良好的效果。目前这一方案正在更大范围内被采用。产品名称：DC

23、S输入信号隔离器信号类型：电压、电流、热电阻温度、热电偶温度等产品功能：SOC系列信号隔离器采用光电隔离技术,可以有效避免工业现场信号因为对地电势不同而产生的”串流”干扰;屏蔽电磁场信号的干扰;屏蔽变频器产生的谐波干扰等各种干扰信号。输入、输出、电源完全隔离。产品集成度高,工作稳定可靠,安装方便,有多种规格可供选择,广泛应用于各种信号传输场合。应用场合：现场信号隔离后，进入DCS、PLC等监控系统，提高系统的安全性。同时，隔离器有带配电24VDC输出，专用于两线制仪表的隔离配电型。性能特点：  隔离功能/分配功能/变送功能过流保护/过压保护/反相电压保护  

24、60;            稳定性强          免调试产品技术参数：              负载能力：750       消耗功率：2W工作精度：0.1%    &#

25、160;  隔离耐压：1500VDC/分钟       绝缘电阻：>100M       响应时间：200µS       环境温度：-10 45       环境湿度：<90% 无结露       工作电源：24VDC或220VAC   

26、;    安装方式:35mm导轨安装信号参数         A：直流电流信号：010mA,020mA,4 20mA         V：直流电压信号：075mV,0 5V,010V,15V            交流电压信号： 05V,010V,0100V    &#

27、160;     R: 热电阻：CU50(-20100),CU100(0100),PT100(0150)，PT100(0200),PT1000(0400)         T:热电偶：K/S/B型。温度范围：0 400，0600，0800，0 1000，01200，01400，0 1600。产品名称：光电隔离器信号类型：电压、电流、热电阻温度、热电偶温度等产品功能：SOC系列信号隔离器采用光电隔离技术,可以有效避免工业现场信号因为对地电势不同而产生的”串流”干扰;屏蔽电磁场信

28、号的干扰;屏蔽变频器产生的谐波干扰等各种干扰信号。输入、输出、电源完全隔离。产品集成度高,工作稳定可靠,安装方便,有多种规格可供选择,广泛应用于各种信号传输场合。应用场合：现场信号隔离后，进入DCS、PLC等监控系统，提高系统的安全性。同时，隔离器有带配电24VDC输出，专用于两线制仪表的隔离配电型。性能特点：  隔离功能/分配功能/变送功能过流保护/过压保护/反相电压保护              稳定性强    

29、      免调试产品技术参数：              负载能力：750       消耗功率：2W工作精度：0.1%隔离耐压：1500VDC/分钟       绝缘电阻：>100M       响应时间：200µS &

30、#160;     环境温度：-10 45       环境湿度：<90% 无结露       工作电源：24VDC或220VAC       安装方式:35mm导轨安装信号参数         A：直流电流信号：010mA,020mA,4 20mA   

31、0;     V：直流电压信号：075mV,0 5V,010V,15V            交流电压信号： 05V,010V,0100V          R: 热电阻：CU50(-20100),CU100(0100),PT100(0150)，PT100(0200),PT1000(0400)       &

32、#160; T:热电偶：K/S/B型。温度范围：0 400，0600，0800，0 1000，01200，01400，0 1600。产品名称：DCS输入信号隔离器信号类型：电压、电流、热电阻温度、热电偶温度等产品功能：SOC系列信号隔离器采用光电隔离技术,可以有效避免工业现场信号因为对地电势不同而产生的”串流”干扰;屏蔽电磁场信号的干扰;屏蔽变频器产生的谐波干扰等各种干扰信号。输入、输出、电源完全隔离。产品集成度高,工作稳定可靠,安装方便,有多种规格可供选择,广泛应用于各种信号传输场合。应用场合：现场信号隔离后，进入DCS、PLC等监控系统，提高系统的安全性。同时，隔离器有带配电24

33、VDC输出，专用于两线制仪表的隔离配电型。性能特点：  隔离功能/分配功能/变送功能过流保护/过压保护/反相电压保护               稳定性强          免调试产品技术参数：              负载能力：750&

34、#160;      消耗功率：2W工作精度：0.1%       隔离耐压：1500VDC/分钟       绝缘电阻：>100M       响应时间：200µS       环境温度：-10 45       环境湿度：<

35、90% 无结露       工作电源：24VDC或220VAC       安装方式:35mm导轨安装信号参数         A：直流电流信号：010mA,020mA,4 20mA         V：直流电压信号：075mV,0 5V,010V,15V     &#

36、160;      交流电压信号： 05V,010V,0100V          R: 热电阻：CU50(-20100),CU100(0100),PT100(0150)，PT100(0200),PT1000(0400)         T:热电偶：K/S/B型。温度范围：0 400，0600，0800，0 1000，01200，01400，0 1600。产品名称：PLC输入信号隔离器信

37、号类型：电压、电流、热电阻温度、热电偶温度等产品功能：SOC系列信号隔离器采用光电隔离技术,可以有效避免工业现场信号因为对地电势不同而产生的”串流”干扰;屏蔽电磁场信号的干扰;屏蔽变频器产生的谐波干扰等各种干扰信号。输入、输出、电源完全隔离。产品集成度高,工作稳定可靠,安装方便,有多种规格可供选择,广泛应用于各种信号传输场合。应用场合：现场信号隔离后，进入DCS、PLC等监控系统，提高系统的安全性。同时，隔离器有带配电24VDC输出，专用于两线制仪表的隔离配电型。性能特点：     隔离功能/分配功能/变送功能   过流保护/过压保护/反相电压

38、保护稳定性强             免调试产品技术参数：              负载能力：750       消耗功率：2W 工作精度：0.1% 隔离耐压：1500VDC/分钟       绝缘电阻：>100M

39、0;      响应时间：200µS       环境温度：-10 45       环境湿度：<90% 无结露       工作电源：24VDC或220VAC       安装方式:35mm导轨安装1、 请问进口DCS配AMS软件、智能卡件、智能隔离栅，在操作站上读取现场表数据。这样做有多大

40、必要？目前这样用的多吗？听说很慢的。回答：首先 AMS 软件是 Emerson的概念，其他厂家不叫这个名称。一般翻译为资产管理系统，智能现场设备管理系统。恒河好像就叫RPM。智能卡件？智能隔离栅？举个例子吧。在Emerson DeltaV 系统中，化工环境。现场为 本安型仪表，支持 hart,   AI线路先 进隔离栅柜，过隔离栅（隔离栅必须是支持hart 的智能型），然后从 隔离栅去 AI卡件，AI卡件也必须支持 hart .然后可以在“工程师站”上通过AMS 软件诊断，维修这个 现场仪表。操作员站 只是监视这个仪表的过程值-PV。而工程师站 可以校准，调零点漂移。更改量

41、程。甚至查看序列号，查看维修记录等。另外，假如说这个是 3051S 的压变，但是是高温型的。我们主要看 压力值，但是可能要 偶尔关心下 压变的温度。他是高温型的没错，但是炉子温度太高了，会导致 压变的 膜盒温度过高，还是会坏的。这个时候，这个压变的 “膜盒温度” 这个参数也是可以查看，监视的。这样做的很多，速度也不算慢。Hart 老版本 只有1200.新版本 有9600的速度。还算可以的。又不是指望着 这个来监视。真正要时时刻刻监视的是 4-20mA上来的过程值。Hart协议包含的哪些诊断信息，可能是 需要的时候看一下。同时，很少上 OS站，一般是 上ES站。-不知道我说的，是否你所要表达的意

42、思。2、DCS模拟卡件有组隔离、通道隔离、每通道单独转换器三个级别。在用隔离式安全栅的情况下对DCS而言，控制用卡件每个通道单独的AD或DA转换器，有多大必要？我觉得只是转换快些而已，点点隔离就够了。关键是都是哪家的卡件可以做到这点？Foxbro的8点卡好象能，霍尼和横河的16点卡可以吗？感觉点数越多越不能做。这个是老话题了。其实所谓每通道单独转换器，我就没理解。是 A/D ,D/A 转换器么？目前 DCS的AI，AO卡件一般都是 通道分组隔离。例如ABB S800-AI810的 8个一组。 西门子 SM331-7KF02 的2个一组，共4组。恒河的 有8个一组，共2组的，也有，AI 8个点，

43、点点隔离的。点点隔离，也称单通道隔离，也有很多厂家在做。这样的卡件，理论上只要卡件没有整体坏，或者 电源没坏，击穿 任意一个通道，不影响其他的通道。所以，每个点是独立的， 假如你加 外部的信号隔离期是为了 实现点点隔离的话，那么可以不用加信号隔离器的了。对于分组隔离的 AI，Ao卡件，如果为了防止 单点击穿 或者短路影响到其他的点。一般推荐加 信号隔离器。至于单通道 转换器，现在的 模拟量卡件 几乎都是 内部独立的 A/D 转换芯片的。这个不值钱的哦。所以我没理解你所说的 单通道 A/D 转换是什么意思。一般来说，横河有单点隔离卡，也有分组隔离卡。Foxboro的 8AI是单点隔离卡。Hone

44、ywell的 PM 系列的 16AI 是分组隔离卡，但是加 FTA一样可以实现单点隔离的效果。ABB S800的也是分组隔离卡。西门子的 ET200m 种类很全，也有单点隔离的，也有分组隔离的。单点隔离的卡 都比 分组隔离的卡 贵好多。3、现在设计隔离栅用底板式，接线方便些，但听说底板一旦损坏可能整个板子的隔离栅都无法正常使用。近来大家用底板式还是导轨式？说说底板式隔离栅的应用情况？安全栅 底板一体化的也行， 单体的也行，都有用的。底板一体化的是 每8个 或者16个 隔离上插在一个板子上，就像外边常卖的 继电器板子一样，隔离栅是插拔式，然后底板 统一供电，一般是供2路 DC24V。 然后底板

45、到 AI，AO卡件是专用的连接排线过去，直接往上一插就OK。这样的看起来整齐，更换单个隔离栅也很方便。单体的是 每个隔离栅要单独供电，单独接线去每个 IO 点。理论上讲。单体的 风险小，没有 底板坏了 ，整个全废了这种担忧。但是实际上，差异并不像我们想想的那么大。事实证明，底板式的也很稳定。 每个底板上的 安全栅不要太多就行了。单体式的安全山，目前可以安装在一个供电导轨上，这样，配2个供电模块，对导轨整体供电，然后插在导轨上的所有安全栅 都有电了。但是到 Io点的接线 还是要 单独接的。同样的道理，每个导轨上 不要插太多的安全栅。否则导轨出问题，影响也太大。供电模块一定要2个，或者2个以上，千

46、万不敢一个，呵呵。 智能卡件指的是支持Hart的IO卡。智能隔离栅指的是支持HART传输的隔离式安全栅。看过一些电路图，我的理解是：    分组隔离是一组IO点共用IO卡内的DC电源和AD或DA转换器。    点点隔离是卡件内每个通道单独的DC电源，而AD或DA转换器是卡件内共用的，在各通道间以切换的方式工作的。这样点点隔离也是相对的，一般通道烧坏影响不到转换器，如果影响到了，那整块卡就报废了。    每通道单独转换器指每个通道独立设置卡内DC电源和AD或DA转换器的IO卡。这样每通道独享转换器的卡件转换速度肯定快，也更可靠。

47、0;   点点隔离比分组隔离贵，每个通道独享AD或DA转换器的卡件就更贵了，而且一个卡件点数也不会多。有人告诉我，8点卡每点独享转换器是可能的，16点卡就玄了。    有的厂家手册中明确表示，更多厂家有意回避这件事，因此想搞明白他们的卡件到底是哪一种。比如中控的明确表示：JX-300 AI卡中型号不带I的是分组隔离，带I的是点点隔离;ECS-100的所有模拟量卡是点点隔离的。1,现场仪表4-20mA信号经过安全栅进DCS卡件,这时候DCS卡件控制器为接受信号.2,现场仪表开关量过安全栅后接24V继电器,然后继电器电源由DCS卡件控制! 这时候的现场仪表为开关量,例

48、如电磁阀,计算机要翻转(开变为关,关变为开)这个电磁阀,就是将电磁阀24V电源翻转,首先翻转继电器的供电,继电器翻转,电磁阀供电改变,动作.3,如果是压力开关,液位开关之类的开关量,这类仪表开的状态一组信号间阻抗为无限大或者是零,电源对系统供电,计算机卡件接收到的电压信号不同判断这个开关是什么状态,一般(有些设计不同,但是一般不带)情况并不带继电器!DCS于仪表间的连接 用什么型号的电缆现在的仪表大多采用RS485/422接口。 性阻抗为120的双绞屏蔽电缆广泛用于RS485/422、CANBUS等总线，该 系列电缆规格很多，请提供电缆的敷设环境、通信速率、最大无中继传输距离等参数，我们将依照

49、具体情况推荐最适当的产品。一般推荐如下： 普通双绞屏蔽型电缆 STP-120（for RS485 & CAN） one pair 20 AWG ，电缆外径7.7mm左右。适用于室内、管道及一般工业环境。使用时，屏蔽层一端接地！ 普通双绞屏蔽型电缆 STP-120（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，电缆外径8.2mm左右。适用于室内、管道及一般工业环境。使用时，屏蔽层一端接地！铠装双绞屏蔽型电缆 ASTP-120（for RS485 & CAN） one pair 18 AWG ，电缆外径12.3mm左右。可用于干扰严重、鼠害频繁以及有防

50、雷、防爆要求的场所。使用时，建议铠装层两端接地，最内层屏蔽一端接地！高压聚乙烯装置DCS改造总体方案及特殊问题考虑姚明霞摘要：介绍了燕山高压聚乙烯装置DCS改造的总体方案，并针对该装置的工艺特殊性：超高压，反应速度快,提出了方案设计中遇到的一些具体问题的解决办法。关键词：DCSESD超高压控制反应速度我公司高压低密度聚乙烯装置历经16年的运行，于1996年成功地进行了DCS改造，由于本装置的工艺较为特殊(超高压聚合，反应速度快)，因而改造时必须对其方案进行慎重、特别的考虑，尤其是与其方案相关的一系列问题。1工艺简述及自控现状高压低密度聚乙烯装置(HLDPE)系70年代引进于日本住友化学，3条生

51、产线，每条线的生产能力为60kt聚乙烯，共计180kt。其主要过程为：从乙烯装置来的3.3MPa乙烯经一次压缩，二次压缩后，升压至130250MPa，送至相互串联的超高压反应器A，B中进行聚合。反应温度为160270，两个反应釜均为750L，总转化率最高可达24%。反应后的熔融状聚乙烯经高压分离器，低压分离器分离，气体部分进行再循环，底部聚乙烯送至挤压机，进行水下切粒，脱水，干燥，并经混合后，由空气输送系统送至料仓。除超高压应变仪，超高压气动调节阀，电容料面计等一些特殊仪表采用其他公司的外，其自控仪表大部分采用的是日本北辰公司的本质安全防爆型电动仪表，即ESL系列。一般回路均采用常规调节；连锁

52、系统、造粒后的混合计量槽程序控制等主要由继电器形成；空气输送系统中的控制程序已于1986年由继电器改为由日本FUJI电机的PLC实现；特殊控制主要有反应器压力控制，反应器温度控制，高、低压分离器液位控制以及压缩机负荷控制等。由于仪表的陈旧老化，故障率逐年增加。备品备件消耗量明显加大，同时，更为重要的是装置的正常生产受到了严重影响。为此提出对仪表系统进行全面改造。2DCS改造总体方案除连锁系统采用美国ICS的ESD，空气输送系统仍延用日本FUJI电机的PLC外，所有回路的控制采用的是美国HONEYWELL的TDC-3000系统。原有的仪表盘取消(空气输送操作部分暂且保留)，盘后架装表取消。仪表盘

53、后改成中间端子柜，现场信号电缆由此过渡到改造后新建的DCS机房。现场仪表除变送器、可燃气体报警器外基本不作变动，可燃气体报警器选用日本理岩的SD703，其信号进DCS。防爆方式仍延用改造前的本质安全防爆方式，DCS供电系统由新上的UPS解决，新做了接地极以规范本安地，屏蔽地，逻辑地。2.1调节显示系统实行DCS控制DCS的硬件设置和软件组态充分考虑了工艺生产上3条生产线相互独立这一重要特征(对防止误操作很有必要)。在一条LCN网上给每条线各分配了两个操作站(随后，根据需要又各增加了1个)。另有两台则用于公用工程并混合计量程序操作。在UCN总线上为每条线分配了1个APM，由于公用工程数据独立性不

54、强，为节省投资而分布于3个APM中。对每条线的3台US操作站来说，根据工艺的特殊性，在操作使用上，一台专用于压力监控；一台专用于温度监控，这两台一般要尽可能少的翻动画面。另一台则用于监控生产线中的其余数据点，从APM内部卡件来看，模拟输出卡均为冗余配置，模拟输入卡除用于低电平及少量的高电平数据外，大部分也都实行冗余配置，在应用软件实施上，一条线为一个独立的AREA，硬件布置见图1。图1高压聚乙烯装置DCS硬件布置图工艺生产上的回路，包括特殊回路均由这套系统实行显示、控制，其具体数据见表1，实际合同中，DCS硬件均在此基础上增加了20%备用量。表1DCS显示及控制数据1线2线3线总计高电平模拟输

55、入(HLAI)冗余808091251高电平模拟输入(HLAI)非冗余009191低电平模拟输入(LLMUX)134134134402模拟输出(AO)404038118数字输入(DI)290290158738数字输出(DO)120120113353根据工艺防爆要求，除特殊几个回路外，所有回路均设有安全栅，以符合本质安全防爆要求；为给连锁系统提供接点数据，现场模拟信号进入DCS中的FTA卡板时，并出一路送给报警设定器，其具体数据流向见图2。 图2DCS数据基本流向2.2连锁保护系统实行ESD控制由于工艺生产是在超高压状态下进行的，且反应极快(连锁反应)，因而与其相应的连锁系统必须相当可靠，ESD的

56、选用就是基于这样一种背景，整个连锁部分的硬件主要包括：美国ICS的REGENT系统，辅助操作台，声光信号报警器等。除REGENT系统为3条线共用1套外，其余的辅助操作台，声光报警器等均各为1套，且相互独立，声光报警器均以全高层的方式置于操作站CRT上方。本REGENT系统电源，CPU，I/O均为三重冗余，同时配有CRT及打印机。当现场某一连锁条件具备时，ESD根据逻辑关系，内部电路三取二表决，产生输出，一方面去现场或去电气产生实际动作；另一方面去报警系统给操作员以声光提示。ESD的数字输入来自报警设定器，现场开关以及室内转换开关、按钮等；输出去现场电磁阀，变配电室，信号器。其中前两项输出，中间

57、均以继电器相隔离，其具体数据见表2。高压聚乙烯反应器中的物料反应速度很快，偶发事故停车时，有时盘前报警灯同时闪亮，由于ESD能够对事故顺序进行毫秒级记录，极大地方便了偶发事故的原因分析。表2REGENT系统输入输出数据表数字输入点(DI)总计：474点数字输出点(DO)总计：276点来自报警设定器93去室内信号器、灯102来自现场开关138去现场电磁阀153来自室内按钮开关243去变配电室213几个相关问题的考虑在设计中，考虑高压聚乙烯装置DCS改造方案时，特别地针对超高压，反应速度快这一固有特点采取了一系列具体措施。3.1隔离栅用于DCS对现场端接地型热电偶信号的采集本装置每条线各有两个反应

58、器A，B相互串联。每个反应器上有7个双支热电偶，其中6个参与调节(双支热电偶的一支用于调节；另一支则用于记录)，这种参与调节的信号经DCS内的PID运算后，输出去控制催化剂泵，从而控制着反应器内所需要的催化剂量。为适应反应器内物料的快速化学反应，必须尽可能的克服、缩短其中的温度测量时间。出于这一点，本装置反应器中的热电偶均为现场侧接地，即热电偶无套管而是直接与设备相连。为保证进入DCS的信号准确、正常，我们在安全栅的选取上，采用了隔离栅(P&F公司产品)，通过变压器隔离这种方式，免去了DCS不能正常采集现场接地型热电偶的温度信号。3.2快速变送反应器温度进入DCS用于反应器温度调节的热

59、电偶信号，必须尽可能的快，要想将该热电偶信号送入TDC-3000的高电平输入卡(接收420mA DC或15VDC)，中间需经过温度变送部分，所以对这一信号除热电偶采用现场接地型以外，中间过程各个环节的响应时间还需要尽可能的短。对此，本方案在设计时，采用了安全栅与温变集成产品，即P&F公司的温变型隔离安全栅，其响应时间200ms(10%90)，型号为KFD2-UTEX1.P。这种变送器还有一个突出特点：自带微处理器，温度范围以及热电偶种类等可随时通过编程器修改，使用起来较为方便。由于DCS的高电平输入卡数据处理时间为250ms，所以从现场热电偶信号到DCS内调节模块的时间仅为450ms，

60、比DCS改造前的时间短。3.3实时记录反应器温度如前所述，反应器的双支热电偶信号一路去调节，一路去记录。改造前，其记录仪是日本CHINO公司的一种盘装大型记录仪，带报警输出，各条生产线均相互独立(各为两台)，视觉很好。本次DCS改造，为适应工艺的特殊性，也特设了外部趋势记录仪。记录仪选型为英国Penny+Giles仪表公司的智能记录仪Multitrend，这种表为液晶显示，软盘存储，且有报警输出与提示，记录间隔最短为250ms。现场反应器中的双支热电偶信号，其中一路经温变型隔离栅转变成420mA DC后，直接进入该趋势记录仪，使用DCS外部记录仪进行实时记录，较DCS内部的实时趋势记录速度快。本次改造，记录仪设置为每条线两台，每台8通道，主要用于记录反应器温度和反应器压力。3.4现场变送器必须适应DCS输入卡的阻抗匹配要求高压聚乙烯装置原先采用的是日本北辰公司的ESLF10B系列压力及差压变送器。这种变送器的供电电压为24V±2.4V。TDC-3000的高电平模拟输入FTA卡内部阻抗为395，满量程(20mA)时，即使不计安全栅和线路压降，DCS供给现场变送器的电压也只有16V左右，小于24V±2.4V。现场变送器因而无法正常工作，必须更换，若考虑安全栅(如齐纳型安全栅)压降，则DCS给现场变送器的供电电压实际上还要低，本次改造用于变送器的安全栅选为P&a