DCS工程設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例

1、DCS工程設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例集散控制系統(tǒng)是具體應(yīng)用時(shí)，必須對系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性的設(shè)計(jì)和開發(fā)，這種設(shè)計(jì)和開發(fā)式與被控對象密切關(guān)系的，任何一套DCS，不論其設(shè)計(jì)如何先進(jìn)，性能如何優(yōu)越，如果沒有很好的工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)，都不可能達(dá)到理想的控制效果，甚至?xí)霈F(xiàn)這樣或那樣的問題故障。1、DCS的工程設(shè)計(jì)方案論證方案論證也就是可行性研究設(shè)計(jì)（或簡稱可研設(shè)計(jì)）的主要任務(wù)是明確具體項(xiàng)目的規(guī)模、成立條件和可行性；確定項(xiàng)目的主要工藝、主要設(shè)備和項(xiàng)目投資具體數(shù)額。對于DCS的建設(shè),可行性研究設(shè)計(jì)師必須進(jìn)行的的第一步工作，它涉及到經(jīng)濟(jì)發(fā)展、投資、效益、環(huán)境、技術(shù)路線等大的方面的問題。由于這步工作與具體技術(shù)內(nèi)容關(guān)系不大，因

2、此這里不再詳細(xì)描述。2、方案設(shè)計(jì)DCS的基本任務(wù)方案設(shè)計(jì)的開始階段，首先熬明確DCS的基本任務(wù)，包括以下幾方面：DCS的控制范圍DCS是通過對各主要設(shè)備的控制來控制工藝過程。設(shè)備的形式、作用、復(fù)雜程度、決定了該設(shè)備是否適用于用DCS去控制。有些設(shè)備，如運(yùn)料車，就不能由DCS控制，DCS只能監(jiān)視料庫的料位；而另一些設(shè)備，如送風(fēng)機(jī)，就可由DCS完全控制其啟動(dòng)、停止，改變負(fù)荷。那么在全廠的設(shè)備中，哪些由DCS控制，哪些不由DCS控制，要在總體設(shè)計(jì)中提出要求?？紤]的原則有很多方面，如資金、人員、重要性，從控制上講，以下設(shè)備宜采用DCS控制。（1）工作規(guī)律性強(qiáng)的設(shè)備（2）重復(fù)性大的設(shè)備（3）在主生產(chǎn)線上

3、的設(shè)備（4）屬于機(jī)組工藝系統(tǒng)中的設(shè)備，包括公用系統(tǒng)。DCS通過對這些設(shè)備的控制實(shí)現(xiàn)對工藝過程的總體控制。除此以外，工藝線上的很多獨(dú)立的閥門、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備也往往是DCS的控制對象DCS控制深度幾乎任何一臺(tái)主要設(shè)備是部分地由DCS控制。DCS有時(shí)可以控制這些設(shè)備的起停和運(yùn)行過程中的調(diào)節(jié)，但不能控制一些間歇性的輔助操作，如有些刮板門等。而對有的設(shè)備，DCS只能監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)，不能控制這些就是DCS的控制深度問題。DCS的控制深度越深，就要求設(shè)備的機(jī)械與電氣化程度越高，從而設(shè)備的造價(jià)越高。在總體設(shè)計(jì)中，要決定DCS控制與監(jiān)視的深度，使后續(xù)設(shè)計(jì)是可以實(shí)現(xiàn)的。DCS的設(shè)計(jì)方案硬件設(shè)計(jì)硬件初步設(shè)計(jì)的結(jié)果應(yīng)可

4、以基本確定工程隊(duì)DCS硬件的要求及DCS對相關(guān)接口的要求，主要是對現(xiàn)場接口和通信接口的要求。確定系統(tǒng)I/O點(diǎn)。根據(jù)控制范圍及控制對象決定I/O點(diǎn)哦數(shù)量、類型和分布。確定DCS硬件。這里的硬件主要是指DCS對外部接口的硬件，根據(jù)I/O點(diǎn)的要求決定DCS的I/O卡；根據(jù)控制任務(wù)確定DCS控制器的數(shù)量與等級；根據(jù)工藝過程的分布確定DCS控制柜的數(shù)量與分布，同事確定DCS的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；根據(jù)運(yùn)行方式的要求，確定人機(jī)接口設(shè)備、工程師站及輔助設(shè)備；根據(jù)與其他設(shè)備的接口要求，確定DCS于其他設(shè)備的通信接口的數(shù)量與形式。軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果使工程師將來可以在此基礎(chǔ)上編寫用戶控制程序，需要做以下工作。根據(jù)順序控制

5、要求設(shè)計(jì)邏輯框圖或?qū)懗隹刂普f明，這些要求用于組態(tài)的指導(dǎo)。根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖，它描述的是控制回路的調(diào)節(jié)量、被調(diào)量、擾動(dòng)量、連鎖原則等信息。根據(jù)工藝要求提出連鎖保護(hù)的要求。針對應(yīng)控制的設(shè)備，提出控制要求，如啟、停、開、關(guān)的條件與注意事項(xiàng)。做出典型的組態(tài)用于說明通用功能的實(shí)現(xiàn)方式，如單回路調(diào)節(jié)、多選一的選擇邏輯、設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制、順序控制等，這些邏輯與方案規(guī)定了今后詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本模式。規(guī)定報(bào)警、歸檔等方面的原則。人機(jī)接口的設(shè)計(jì)人機(jī)接口的初步設(shè)計(jì)規(guī)定了今后設(shè)計(jì)的風(fēng)格，這一點(diǎn)在人機(jī)接口設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)得非常明顯，如顏色的約定、字體的形式、報(bào)警的原則等。良好的初步設(shè)計(jì)能保持今后詳細(xì)設(shè)計(jì)的一致性，這對

6、于系統(tǒng)今后的使用非常重要，人機(jī)接口的初步設(shè)計(jì)內(nèi)容與DCS的人機(jī)接口形式有關(guān)，這里所指出的只是一些最基本的內(nèi)容。畫面的類型與結(jié)構(gòu)，這些畫面包括工藝流程畫面、過程控制畫面（如趨勢圖、面板圖等）、系統(tǒng)監(jiān)視畫面等，結(jié)構(gòu)是指他們的范圍和它們之間的調(diào)用關(guān)系，確定針對每個(gè)功能需要有多少幅畫面，要用什么類型的畫面完成控制與監(jiān)視任務(wù)畫面形式的約定，約定畫面的顏色、字體、布局等方面的內(nèi)容。報(bào)警、記錄、歸檔等功能的設(shè)計(jì)原則，定義典型的設(shè)計(jì)方法人機(jī)接口其他功能的初步設(shè)計(jì)。4、工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)完成后，有關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本原則隨之確定。但針對DCS還需要進(jìn)行工程化設(shè)計(jì)（或稱DCS的詳細(xì)設(shè)計(jì)），才能使DCS與被控過程

7、融為一體，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。DCS工程化設(shè)計(jì)過程，實(shí)際上就是落實(shí)方案設(shè)計(jì)的過程。如果說在方案設(shè)計(jì)階段以及之前的各個(gè)設(shè)計(jì)階段，其主要執(zhí)行者是設(shè)計(jì)院的話，那么DCS工程化設(shè)計(jì)的主要執(zhí)行者將是DCS工程承包商和用戶。用戶在DCS的工程化設(shè)計(jì)中將扮演著重要的角色。控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和DCS的工程化設(shè)計(jì)這兩部分的工作是緊密結(jié)合在一起的，而設(shè)計(jì)院和DCS工程承包商、用戶之間也將在這個(gè)階段產(chǎn)生密切的工作聯(lián)系和接口。因此，這個(gè)階段是控制系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，必須給予高度的重視。DCS工程化設(shè)計(jì)與實(shí)施步驟一個(gè)DCS項(xiàng)目從開始到結(jié)束可以分成：招標(biāo)前準(zhǔn)備、選型與合同、系統(tǒng)工程化設(shè)計(jì)與生成、現(xiàn)場安裝與調(diào)試、運(yùn)行與維

8、護(hù)五個(gè)階段，為了對DCS的工程化設(shè)計(jì)和實(shí)施過程有一個(gè)清晰認(rèn)識，先給出一個(gè)DCS項(xiàng)目實(shí)施步驟及每一步所完成文件的清單，列出沒一階段要完成的工作。1、招標(biāo)前的準(zhǔn)備階段要完成的工作(用戶設(shè)計(jì)院)確定項(xiàng)目人員。確定系統(tǒng)所用的設(shè)計(jì)方法制定技術(shù)規(guī)格書編制招標(biāo)書。招標(biāo)2、選型與合同階段要完成的工作(用戶/設(shè)計(jì)院)。應(yīng)用評標(biāo)原則分析各廠家的投標(biāo)書。廠家書面澄清疑點(diǎn)。確定中標(biāo)廠家與廠家進(jìn)行商務(wù)及技術(shù)談判。簽訂合同書及技術(shù)協(xié)議。3、系統(tǒng)工程化設(shè)計(jì)與生成階段要完成的工作。進(jìn)行聯(lián)絡(luò)會(huì)議，確定項(xiàng)目進(jìn)度及交換技術(shù)資料，提供設(shè)計(jì)依據(jù)和要求，形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)出廠測試與驗(yàn)收大綱、用戶培訓(xùn)計(jì)劃。用戶培訓(xùn)系統(tǒng)硬件裝配和應(yīng)用軟件組態(tài)。軟件下裝、聯(lián)調(diào)與考機(jī)。出廠測