讲师培训—顾朝全汇编

1、HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统培训材料系统培训材料 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构DCSDCS系统概述系统概述 DCS是继1969年PLC问世后，由HONEYWELL公司在1975年首先推出的系统，即：TDC2000，它只有模拟量控制。随后，相继有几十家美国仪表公司也推出自己的系统。 DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它的主要基础是4C技术，即计算机Computer、控制 Control、通信Communication和CRT显示技术。 DCS系统通过某种通信网络将

2、分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。 DCS系统经过三十年多年的发展，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增强。如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。目前在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这样的行业。 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构DCSDCS系统概述系统概述 下图以一个水位信号调节的例子简单地说明DCS系统在实际生产中的应用过程：HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组

3、成结构把上述过程引申如下：DCSDCS系统概述系统概述HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构DCSDCS系统在火力发电机组实现的控制功能系统在火力发电机组实现的控制功能数据采集系统数据采集系统(DAS)(DAS)：显示、制表记录及打印、历史数据存储和检索、性能计算模拟量控制系统（模拟量控制系统（MCSMCS）机组协调控制系统（机组协调控制系统（CCSCCS）：）：机炉协调、机跟炉、炉跟机、负荷闭锁升、负荷闭锁降、负荷迫升、负荷迫降、快速甩负荷、定压-滑压辅机顺序控制系统辅机顺序控制系统(SCS)(SCS)锅炉炉膛安全监控系统（锅炉炉膛安全监控系统（FSSSFS

4、SS）：）： FSSS包括：燃烧器控制系统BCS（锅炉点火准备、油枪点火、煤燃烧）和燃料安全系统FSS（炉膛吹扫、油燃料系统泄漏试验、燃料跳闸MFT/OFT）汽轮机数字电液控制系统汽轮机数字电液控制系统(DEH)(DEH)发发- -变组和厂用电源控制系统（变组和厂用电源控制系统（ECSECS）：）：单元机组电气和公用电气两部分HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构DCSDCS系统在火力发电机组实现的控制功能系统在火力发电机组实现的控制功能汽轮机数字电液控制构成汽轮机数字电液控制构成主控主控I/O模块I/O模块FM146伺服模块处理通用标准信号AI、DI、AO、

5、DO、PI等等操作员站HUB控制柜专用模块与液压转换装置和执行部件构成伺服油动机油动机LVDT反馈电液转换器（DDV阀）HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构DCSDCS系统发展趋势系统发展趋势目前，一套满意的DCS系统应该具备以下特点：系统具备开放的体系结构，可以提供多层的开放数据接口；系统应具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力；系统应支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要；系统应高可靠、维修方便、工艺先进、价格合理HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLi

6、ASHOLLiASMACSVMACSV系统的组成结构系统的组成结构HOLLiASMACSV系统是由以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操作员站、现场控制站、通讯控制站、数据服务器组成的综合自动化系统，完成大型、中型分布式控制系统（DCS）、大型数据采集监控系统（SCADA）功能。HOLLiASMACSV系统硬件由工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单元设备）、通讯控制站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等组成。HOLLiASMACSV系统软件包括：工程师站组态软件；操作员站在线软件； 现场控制器运行软件；服务器软件等。HOLLiASHOLLiASMAC

7、SVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构MACSV系统“多域结构”：优势：各域可以单独组态下装，互不影响；在操作员站上，可以通过切换域，查看和操作不同域的数据。 弊端：每个域需要独立的服务器，成本高。注意：多域结构时，必须分成三层网，而且128、129网段必须域间分开。 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构MACSV系统“单域结构”：交换机4个、服务器4块网卡、工程师站4块网卡HOLLiASHOLLiA

8、SMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构MACSV系统“单域结构”：交换机2个、服务器2块网卡、工程师站2块网卡目前在一台机器上，如果已经运行MACSV服务器软件则不能用Conmaker软件登陆控制器，也就是说，服务器不能兼工程师站。 HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬

9、件体系结构系统硬件体系结构MACSV系统中“站”的概念：是系统结构中的一个组成环节是物理上的一套独立设备是网络中的一个通信节点在系统功能中完成某一类特定的处理任务MACSV系统中“站”包括：工程师站操作员站服务器现场控制站通讯站HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构MACSV系统中“站”的功能：工程师站：组态（硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表）和下装（服务器、操作员站、现场控制站）操作员站：数据操作和监视功能、画面显示切换、参数修改、控制调节服务器：实时数据和历史数据管理现场

10、控制站：信号采集和输出、数据转换、控制运算通讯站：与其它设备通讯HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构MACSV系统中“网络”包括：监控网络MNET系统网络SNET控制网络CNETHOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构监控网络MNET冗余高速以太网链路采用TCP/IP通讯协议使用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上节点有工程师站、操作员站、服务站HOLL

11、iASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构监控网络上各个节点用固定分配的IP地址进行标识。为实现监控网络的冗余，网中每个节点的主机都配有两块以太网卡，一般在工程上将两块以太网卡分别连接到130网段和131网段的交换机上。监控网络的前两位IP地址分别为130.0和131.0，后两位则可以自行定义。对于工程师站和操作员站的计算机，我们把它看作同一类计算机，进行统一编号。工程上编号的惯例为：操作员站50操作员站51操作员站n服务站A机服务站B机130网段130.0.0.50130.0.0.51130

12、.0.0.n130.0.0.1130.0.0.2131网段131.0.0.50131.0.0.51131.0.0.n131.0.0.1131.0.0.2HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构系统网络SNET冗余高速工业以太网采用HSIE通讯协议使用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通讯节点连接到中心交换机上节点有服务站、现场控制站HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构工业以太网

13、：实时性：确定性实时以太网通讯协议令牌调度算法保证了通讯的确定性实时。开放性：兼容TCP/IP协议（走非实时通道）。安全性：防止冲击波等网络病毒对现场控制站的影响。稳定性：单网网络风暴不影响通信，双网网络风暴不影响现场控制站控制。易维护性：使用标准以太网硬件，降低维护人员培训成本、备品备件成本。HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构控制网络CNET位于现场控制站内部Profibus-DP现场总线采用带屏蔽的双绞铜线连接节点主要有DP主站（主控单元中的FB121模件）和DP从站(智能

14、I/O单元)完成实时输入/输出数据和从站设备诊断信息的传送站地址为0-125HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构Profibus-DP现场总线介绍： Profibus可使分散式数字化控制器从现场底层到车间级网络化，该系统分为主站和从站，主站决定总线的数据通讯，当主站得到总线控制权，没有外界请求也可以主动发送信息。从站没有总线控制权，仅对接收到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息。 Profibus根据应用特点分为ProfiBus-DP、ProfiBus-FMS、Profi

15、Bus-PA 三种协议。ProfiBus-DP是经过优化的高速通信连接，专为自动控制系统和设备级分散I/O之间通信设计。中央控制器周期地读取从设备的输入信息并周期地向从设备发送信息。 ProfiBus-DP的基本功能：传输技术：RS-485 双绞线电缆或光缆；波特率9.6Kbps12Mbps。总线存取：各主站间令牌传送主站与从站间数据传送；支持单主和多主系统；主-从设备总线上最多站点数126。通信：点对点用户数据发送或广播控制指令；循环主-从用户数据传送和非循环主-主数据传送。HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构 工程师站下装数据时通过此连接实现。 工程师站

16、下装现场控制站是通过TCP/IP协议进行，因此现场控制站需要设置IP地址。一般我们将一个现场控制站里相互冗余的两个主控单元分别称为A机、B机。它们的IP地址设置是通过一对拨码开关来实现的。工程师站下装现场控制站时需要在组态软件设置此地址。HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统硬件体系结构系统硬件体系结构通过下表总结一下各站网卡数量以及网卡地址。 工程师站50(/n)操作员站n服务站A机服务站B机现场控制站10现场控制站nA机B机A

17、机B机监控网A网130.0.0.50130.0.0.n130.0.0.1130.0.0.2监控网B网131.0.0.50131.0.0.n131.0.0.1131.0.0.2系统网A网HSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE Protocol系统网B网HSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE ProtocolHSIE Protocol下装A128.0.0.50128.0.0.10128.0.0.138128.0.0.n 128

18、.0.0.（128+n）下装B129.0.0.50129.0.0.10129.0.0.138129.0.0.n 129.0.0.（128+n）网卡数量42442222说明：每个操作员站2块网卡（每卡1个IP地址），工程师站4块网卡（每卡1个IP地址），每个服务器4块网卡（监控网每卡1个IP地址，系统网网卡HSIE Protocol，没有IP地址），每个现场控制站中有4块以太网卡（A主控有2块，B主控有2块，系统网网卡HSIE Protocol，没有IP地址，但由于接收工程师站下装每卡1个IP地址 ）HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统组成结构系统组成结构HOLLiASHOLLi

19、ASMACSVMACSV系统软件体系结构系统软件体系结构HOLLiASHOLLiASMACSVMACSV系统的软件分为：系统的软件分为：工程师站离线组态软件工程师站离线组态软件操作员站在线运行软件操作员站在线运行软件服务器运行软件服务器运行软件现场控制站运行软件现场控制站运行软件DCSDCS系统联锁控制说明系统联锁控制说明1#1#、2#2#锅炉大联锁锅炉大联锁1、单机控制说明：引风机变频器故障，DCS自动停引风机，引风机状态为黄色(闪烁)，需在DCS操作面板上复位，状态变为绿色； 此时DCS操作面板上启动按钮为灰色（无法启动），需等变频器故障消除后，启动按钮才能恢复正常。 一次风机、二次风机、

20、给煤机控制逻辑同引风机。2、锅炉大联锁说明：锅炉大联锁开关投入，引风机未启动，则一次风机、二次风机、增压风机、给煤机均无法启动。锅炉大联锁开关投入，一次风机未启动，除引风机可以启动外，二次风机、增压风机、给煤机均无法启动。锅炉大联锁开关投入，运行中引风机停止或变频器故障，则DCS自动停一次风机（延时10S）、二次风机、增压风机、给煤机。锅炉大联锁开关投入，运行中一次风机停止或变频器故障，则引风机仍运行，DCS自动停二次风机、增压风机、给煤机。DCSDCS系统联锁控制说明系统联锁控制说明3#3#、4#4#锅炉大联锁锅炉大联锁1、单机控制说明：引风机变频器故障，DCS自动停引风机，引风机状态为黄色

21、(闪烁)，需在DCS操作面板上复位，状态变为绿色； 此时DCS操作面板上启动按钮为灰色（无法启动），需等变频器故障消除后且在远操位，启动按钮才能恢复正常。 给煤机控制逻辑同引风机。2、锅炉大联锁说明：锅炉大联锁开关投入，引风机未启动，则一次风机、二次风机、增压风机、给煤机均无法启动。锅炉大联锁开关投入，一次风机未启动，除引风机可以启动外，二次风机、增压风机、给煤机均无法启动。锅炉大联锁开关投入，运行中引风机停止或变频器故障，则DCS自动停一次风机（延时10S）、二次风机、增压风机、给煤机。锅炉大联锁开关投入，运行中一次风机停止，则引风机仍运行，DCS自动停二次风机、增压风机、给煤机。DCSDC

22、S系统联锁控制说明系统联锁控制说明给水泵联锁给水泵联锁“跳闸信号”名词解释：跳闸信号由停止信号和状态偏差开到关组成，即不是由DCS系统发出命令而停止的信号。1#、2#、3#给水泵互相联锁，4#、5#、6#给水泵互相联锁， 1#、2#、3#和4#、5#、6#之间不联锁，因为不是同一个控制器所控制。一般运行的设备不投联锁开关，备用设备才投联锁开关。1、 1#、2#、3#给水泵联锁说明： 备用给水泵联锁开关投入，当一期给水母管压力低于4.7MPa或运行的给水泵跳闸时，DCS自启备用给水泵（投入联锁开关的）。2、 4#、5#、6#给水泵联锁说明： 备用给水泵联锁开关投入，当二期给水母管压力低于4.7M

23、Pa或运行的给水泵跳闸时，DCS自启备用给水泵（投入联锁开关的）。DCSDCS系统联锁控制说明系统联锁控制说明循环水泵联锁循环水泵联锁1#、2#循环水泵互相联锁，3#、4#循环水泵互相联锁， 1#、2#和3#、4#之间不联锁，因为不是同一个控制器所控制。1、1#、2#循环水泵联锁说明： 2#循环水泵变频器故障，DCS自动停2#循环水泵， 2#循环水泵状态为黄色(闪烁)，需在DCS操作面板上复位，状态变为绿色； 此时DCS操作面板上启动按钮为灰色（无法启动），需等变频器故障消除后，启动按钮才能恢复正常。1#循环水泵：1#循环水泵联锁开关投入，当循环水母管压力低于0.05MPa或2#循环水泵停止或

24、变频器故障，DCS自启1#循环水泵。2#循环水泵：2#循环水泵联锁开关投入，当循环水母管压力低于0.05MPa或1#循环水泵停止，DCS自启2#循环水泵。2、3#、4#循环水泵联锁说明： 备用循环水泵联锁开关投入，当循环水母管压力低于0.05MPa或运行的循环水泵停止时，DCS自启备用循环水泵。DCSDCS系统联锁控制说明系统联锁控制说明凝结水泵、疏水泵联锁凝结水泵、疏水泵联锁1#、2#凝结（疏）水泵互相联锁，3#、4#凝结（疏）水泵互相联锁， 1#、2#和3#、4#之间不联锁，因为不是同一个控制器所控制。1、凝结水泵联锁说明： 备用凝结水泵联锁开关投入，当运行的凝结水泵停止时，DCS自启备用

25、凝结水泵。2、疏水泵联锁说明：备用疏水泵联锁开关投入，当运行的疏水泵停止时，DCS自启备用疏水泵。DCSDCS系统联锁控制说明系统联锁控制说明1#1#机油系统联锁机油系统联锁 油系统联锁开关投入:当主油泵出口压力低于0.65MPa时，DCS系统自启交流润滑油泵。当润滑油压力低于0.08MPa或交流润滑油泵达到自启条件但在2.5S内未启起来时，DCS系统自启直流润滑油泵。当主油泵出口压力高于0.9MPa时，DCS系统自停交流润滑油泵。当润滑油压力高于0.65MPa时， DCS系统自停直流润滑油泵。当润滑油压力低于0.02MPa时， DCS系统自停盘车电机。 2#2#机油系统联锁机油系统联锁交流润滑油泵：交流润滑油泵联锁开关投入，当润滑油