DCS与现场总线课程设计.doc

课程设计说明书 名称 DCS与现场总线技术典型工程应用案例分析 DCS在锅炉系统中的应用 2012年 6月 11日 至 2012年 6月 15日共 1 周院 系 电子信息工程系 班 级 10电气2 姓 名 学 号 系主任 张红兵 教研室主任 邓建平 指导教师 目 录第一章 绪论21.1 DCS与现场总线技术21.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用21.1.2现场总线控制系统（FCS）及其应用51.2 典型工程应用案例介绍6第二章 DCS在锅炉系统中的应用案例分析82.1方案的总体设计分析82.2案例的系统结构和硬件配置分析82.2.1 系统硬件配置82.2.2 现场控制站设备配置102.3案例的可靠性设计及组态分析122.3.1 DCS系统的可靠性原理122.3.2 锅炉系统中DCS组态132.4案例的抗干扰措施132.4.1电源系统的干扰及应采取的措施142.4.2电磁干扰及应采取的措施142.4.3信号线的传送干扰及应采取的措施142.4.4防止静电干扰的措施14第三章 总结163.1对上述系统分析163.2 心得体会16参考文献17附录18第一章 绪论1.1 DCS与现场总线技术DCS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量控制、网络通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。1.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用 集散型控制系统(DCS)的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。它的出现是工业控制的一个里程碑。工业过程控制的发展逐步从单机监控、直接数字控制发展到集散控制，也必将由集散控制进展到拥有更广阔应用前景的计算机集成制造，近几年的计算机集成制造(CIMS)技术的成就足以证明这一点。1、集散控制系统集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。集散控制系统一般有以下四部分组成：一、现场控制级又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。二、过程控制级又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠它来实现。比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。三、过程管理级DCS的人机接口装置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者键盘、打印机、大容量存储器等。操作员通过操作站选择各种操作和监视生产情况。四、经营管理级又称上位机，功能强、速度快、容量大。通过专门的通信接口与高速数据通路相连，综合监视系统各单元，管理全系统的所有信息。集散控制系统的特点DCS控制系统与常规模拟仪表及集中型计算机控制系统相比，具有很显著的特点：1、系统构成灵活。从总体上看，DCS就是由各个工作站通过网络通信系统组网而成的。你可以把他现象成“因特网”。根据生产需求，你可以随时加入或者撤去工作站，系统组态很灵活。2、操作管理便捷。DCS的人机反馈都是通过CRT跟键盘、鼠标等实现的。你可以想象成在因特网冲浪一样，你可以监视生产装置乃至整个工厂的运行情况。3、控制功能丰富。原先用模拟控制回路实现的复杂运算，通过高精度的微处理器来实现。4、信息资源共享。你可以把工作站想象成因特网上的各个网站，只要你在DCS系统中，并且权限够大，你就能了解到你要的任何参数。5、安装与调试方便。相比原先的模拟控制系统，那么多的飞线头，一大堆类似头发丝的电线。DCS系统算是很方便了。 6、安全可靠性高。难道现在还有什么东西的可靠性比电脑更高吗！DCS系统的硬件结构DCS的硬件系统主要由集中操作管理装置、分散过程控制装置和通信接口设备等组成。通过通信网络将这些硬件设备连接起来，共同实现数据采集、分散控制和集中监视、操作及管理等功能。现场控制站现场控制站中的主要设备是现场控制单元。现场控制单元式DCS直接与生产过程进行信息交互的IO处理系统，它的主要任务是进行数据采集及处理，对被控对象实施闭环反馈控制、顺序控制和批量控制。用户可以根据不同的应用需求，选择配置不同的现场控制单元构成现场控制站。它可以是以面向连续生产的过程控制为主，辅以顺序逻辑控制，构成的一个可以实现多种复杂控制方案的现场控制站；也可以是以顺序控制、连锁控制功能为主的现场控制站；还可以是一个对大批量过程信号进行总体信息采集的现场控制站。现场控制站是一个可以独立运行的计算机检测控制系统。由于它是专为过程检测、控制而设计的通用型设备，所以其机柜、电源、输入输出通道和控制计算机等，与一般的计算机系统有所不同。 操作站运行在PC硬件平台、NT操作系统下的通用操作站的出现，给DCS用户带来了许多方便。由于通用操作站的适用面广，相对生产量大，成本下降，因而可以节省用户的经费，维护费用也比较少。 为了实现监视和管理等功能，操作站必须配置以下设备：1、操作台，也就是高档电脑桌；2、微处理机系统，就是高档电脑；3、外部存储设备，简单说就是大容量硬盘；4、图形显示设备，就是电脑显示器；5、操作键盘跟鼠标；6打印输出设备。2、DCS在工业过程控制中的应用集散型控制系统（DCS）作为新一代的工业自动化过程控制和管理设备，至今虽然只有二十多年的历史，但已在石化、冶金、电力等工业领域得到了广泛的应用。我国在八十年代初期开始引进集散控制设备，从此开始了集散型控制系统在我国工业控制领域的应用。石油化工行业新建的大中型石化设备均采用集散控制系统（DCS），石化企业的第一套DCS是1982年上海高桥石化公司炼油厂引进的美国Foxboro公司的Spectrum系统，用于常减压装置生产控制。在冶金行业，集散控制系统（DCS）的应用集中在宝钢这样的新建企业和首钢、鞍钢、武钢、重钢、马钢等扩建的分厂。冶金系统的第一套集散控制系统是首钢公司购进的美国Bailey公司的Network-90系统，用于其烧结厂自动控制系统。电力系统的第一套集散控制系统（DCS）是1985年辽宁朝阳电厂采用的瑞士BBC公司的ProcontrolP系统，用于改造200MW机组的顺序控制系统和燃烧器管理系统。目前集散系统（DCS）在火电厂的应用泛围主要包括：模拟量控制、数据采集和处理、锅炉炉膛安全监控、顺序控制、汽轮机数字电液控制等五方面。 与此同时，在八十年代末期至九十年代初期，国家组织了精悍的科研力量联合攻关，相继研制出我国自己的集散型控制系统。这一时期涌现出的代表产品有DJK7500（重庆自动化所），HS-DCS-1000（电子部六所）、STAR2000（阿继电器股份有限公司）、DCS-100（清华大学自动化系）、DJK2000（上海自动化所）、友力2000（石化总公司、航天部二院）等。阿继电器股份有限公司研制的STAR-2000集散控制系统，1989年自第一套应用系统（电站锅炉灭火保护MHB/B）在河南新乡电厂投运以来，相继在哈尔滨第三发电厂200MW机组的模拟调节系统、石家庄阳逻300MW机组的灭火保护系统等数十个电厂的生产过程控制中得到应用。在此基础上，其第二代产品Star3000近年来在工业领域得到了更广泛的应用，在技术上更是得到了长足发展。集散型控制系统今后的发展方向：集散型控制系统的发展方向是基本调节器向少回路或单回路方向发展；基本调节器除了PID和其他算法外，还将逐步采用更为有效的新的算法，使之具有新的功能（如增益自适应功能）；采用光导纤维代替高速数据通道，并统一通讯规程；力求灵活地运用现代控制理论，以得到更为通用的控制算法。1.1.2现场总线控制系统（FCS）及其应用1、现场总线控制系统现场总线控制系统是目前最新型的控制系统，它是一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统。现场总线技术给自动化领域带来了一场革命，代表了自动化的发展方向。数字通信是一种趋势，也是技术发发展的必然。从理论上讲，双向数字通信现场总线信号制技术必将会给火电厂安全经济运行及提高管理水平带来实实在在的效益。这是过去在电站中使用过的任何控制系统所无法与之相比拟的。作为现场总线控制系统的核心部分总线协议，已经在火电厂控制系统的通信网络中成功运行，这不仅消除了人们以前存有的许多疑团，也为现场总线控制系统在火电厂推广应用打下了良好的基础。2、FCS在工业过程控制中的应用现场总线控制系统，在以顺序控制为主，以PLC（可编程逻辑控制器）为硬件的火电厂辅助车间控制系统联网控制中，可以发挥最大效益。PLC作为一个站挂在高速总线上，充分发挥PLC在处理开关量方向的优势。现场总线在该领域的应用已经取得成功，这将是今后一段时间内火电厂辅助车间适度集中控制方针得以实现的一种优选方案。由于目前能满足火电厂控制要求的数字式智能现场装置的品种还很少，理论上的现场总线效益还不能充分发挥。因此，在大型机组上全面采用典型的现场总线控制系统的时机尚未成熟。目前，某些控制系统不失是一种向FCS过渡性的控制系统，它既保留了DCS系统中功能很强的控制器及I/O模件，同时在通信网络又遵循现场总线协议。我们将该系统称之为在通信和数据传输方向遵循现场总线协议的数字式分散控制系统，暂称该系统为FDCS。1.2 典型工程应用案例介绍DCS在锅炉系统中的应用在社会经济高速发展的今天，企业对产品的质量要求越来越高，对安全性的重视程度也越来越高。这就要求必须进一步提高自动控制系统的准确性和安全性，以便满足市场需要。锅炉系统作为经济发展的重要保障，其正常的工作运转有其重要意义。1、系统规模和要求以620t/h的小型锅炉为例，其特点是蒸发量小，大多为低压饱和蒸汽，压力为0.4106 Mpa，燃烧方式为链条炉排，往往几台锅炉共用一根母管供应水，用一根母管向外汽，或供热水取暖用。整个锅炉微机控制系统的结构可归结为“三点一线”式的结构。“三点”系指连接在网络上的三种不同的类型节点。这三种不同的类型节点是：(1)面向被控过程现场的I/O 控制站；(2)面向操作员的操作站；(3)面向监督管理人员的工程师站。“一线”系指系统的骨架计算机网络。2、控制任务锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的复杂的控制系统，调节参数与被调节参数之间，存在着许多交叉的影响，调节难度非常大。我们采用将系统控制分散成一个一个的闭环控制：给煤控制，送风控制，汽包液位控制，炉膛负压控制等。（1）给煤控制 锅炉燃烧系统自动调节的基本任务，是使燃料燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，同时还要保持经济燃烧和锅炉的安全运行。目前，中小型煤粉炉控制系统效果不佳主要体现在送风和给煤控制上。送风控制系统应与给煤控制相协调，控制在一定的风煤比，维持燃烧处在最佳经济状态。（2）送风控制 送风调节是通过负荷规则调节器实现“加负荷时，先加风后加煤；减负荷时，先减煤后减风的控制规则。（3）炉膛负压控制 炉膛负压反映了送风量与引风量之间的平衡关系，目标就是要保证锅炉在运行过程中，始终保持在微负压的稳定状态，以保证其安全有效运行。（4）汽包液位控制 锅炉给水自动调节的任务是使给水量跟踪锅炉的蒸发量,并使汽包液位保持在工艺允许的范围内。液位控制是有以下三种：单冲量控制，即以水位为唯一调节信号的单参数、单回路控制系统；双冲量控制，即以蒸汽流量作为补充信号的双参数控制系统；三冲量控制，即以给水流量、主蒸汽流量作为补充信号的三参数控制系统。其中三冲量调节系统还可分为三冲量单级调节和三冲量串级调节。第二章 DCS在锅炉系统中的应用案例分析2.1方案的总体设计分析以620t/h的小型锅炉为例，其特点是蒸发量小，大多为低压饱和蒸汽，压力为0.4106 Mpa，燃烧方式为链条炉排，往往几台锅炉共用一根母管供应水，用一根母管向外汽，或供热水取暖用。锅炉结构主要由以下几部分构成：1、汽锅：由上下锅桶和沸水管组成。水在管内受外部烟气加热管内发生自然的循环流动，并逐渐汽化，产生饱和的蒸汽聚集在锅筒里面；下锅筒起着连接沸水管的作用，同时储水和水垢。2、炉膛：是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。燃料由燃烧火嘴进入炉内燃烧。所需的空气由鼓风机送入。3、过热器：是将锅炉所产生的饱和的蒸汽继续加热为过热蒸汽的换热器。整个锅炉微机控制系统的结构可归结为“三点一线”式的结构。“三点”系指连接在网络上的三种不同的类型节点。这三种不同的类型节点是：(1)面向被控过程现场的I/O 控制站；(2)面向操作员的操作站；(3)面向监督管理人员的工程师站。“一线”系指系统的骨架计算机网络。锅炉控制系统是基于DCS系统结构的微机控制系统，它必须遵循DCS系统设置过程中可靠性原理和抗干扰措施。作为工业生产过程自动化工具的计算机控制装置，可靠性是最重要的指标，DCS所固有的分散体系设置，就使DCS的可靠性比集中DDC控制方式前进了一大步,而锅炉计算机控制系统是基于DCS系统结构的基础上开发的控制系统 ，也必须认真考虑系统的可靠性和抗干扰措施。2.2案例的系统结构和硬件配置分析2.2.1 系统硬件配置锅炉DCS系统是一个专用于锅炉自动化控制的分布式集散控制系统。锅炉DCS系统以锅炉监控自动化为目标，节能增效，保护环境，改善工作条件，提高劳动效率。锅炉DCS系统包括调度室管理层、工业Ethernet层、现场监控上位机、锅炉控制终端设备。实际系统结构可根据具体情况灵活配置。1、锅炉控制终端设备针对各种工业、民用、燃煤、燃气、燃油、水暖、蒸汽锅炉，山东三木自动化公司开发了一系列锅炉终端设备，以适应不同类型锅炉的具体控制要求。 （图2-1 DCS在锅炉系统中的系统配置图）锅炉控制终端设备完成实时燃烧控制、风量调节、汽包水位调节、水管压力控制、补水控制、水电煤耗累计、故障报警等。分布式系统结构:一台锅炉配置一套锅炉控制终端设备，真正实现了分布式控制。集成度高:集成了数字显示、报警、手/自动控制等传统仪表的功能，可简化仪表配置和布线。功能强大，性能可靠:采用高性能的主控制器和I/O模块，能适应恶劣的工作环境。强有力的编程工具:可以利用梯形图组态完成逻辑和顺序控制、数据运算、PID调节等，也可利用高级语言编程完成特殊的控制要求和复杂的数据计算。2、锅炉监控上位机一个供热车间的多个锅炉控制终端设备可以通过总线网络或工业以太网络，与现场监控上位机及热备机通信。操作人员在上位机监视各个锅炉的运行状态、报警显示、曲线报表等，以及进行参数设定。对锅炉运行的重要参数，如压力、温度、压差、流量等进行统计处理和保存，进行曲线显示、历史数据查询、报表打印等等。上位机采用高性能工控机或工作站，可使用双机热备份。3、工业Ethernet层现场监控上位机加装网卡后，可以连接成工业Ethernet网络。在Ethernet网络层可以设置多锅炉监控站、维护站，以及网络打印机等。根据对系统可靠性、安全性的要求，可选用不同程度的网络、服务器冗余设计。4、调度室管理层锅炉DCS系统提供MODEM专线、拨号网络或无线方式，使中央调度室的管理人员能够和几公里或十几公里之外分散的多个锅炉房通信，了解各个锅炉房的运行情况、仪表完好情况、锅炉炉况等。拨号网络方式可充分利用原有的电话线路，通过公用电话网将中央调度室和各个锅炉房连接起来，节省建设费用和周期，很适于对各个锅炉房每天的例行巡检。2.2.2 现场控制站设备配置1、监控中心的监视、管理功能（1） 实时检测锅炉的运行参数 为全面掌握整个系统的运行工况，监控系统将实时监测并采集锅炉有关的工艺参数、电气参数、以及设备的运行状态等。系统具有丰富的图形库，通过组态可将锅炉的设备图形连同相关的运行参数显示在画面上；除此之外，还能将参数以列表或分组等形式显示出来。（2）综合分析及发出控制指令 监控系统根据监测到的锅炉运行数据，按照设定好的控制策略，发出控制指令，调节锅炉系统设备的运行，从而保证锅炉高效、可靠运行。（3）诊断故障与报警管理主控中心可以显示、管理、传送锅炉运行的各种报警信号，从而使锅炉的安全防爆、安全运行等级大大的提高。为保证锅炉系统安全、可靠地运行，监控系统将根据所监测的参数进行故障诊断，一旦发生故障，监控系统将及时在操作员屏幕上显示报警点。报警相关的显示功能使用户定义的显示画面与每个点联系起来，这样，当报警发生时，操作员可立即访问该报警点的详细信息和按照所推荐采取的应急措施进行处理。所有报警和回路状态都记录在报警、事件日报中，以便于日后检索。各个测点的测量值偏离正常值到一定的程度都应视为异常，系统将发出报警。（图2-2 DC锅炉系统中监控系统）（4）历史记录运行参数监控系统的实时数据库将维护锅炉运行参数的历史记录，另外监控系统还设有专门的报警事件日志，用以记录报警事件信息和操作员的变化等。历史记录的数据根据操作人员的要求，系统可以显示为瞬时值，也可以为某一段时间内的平均值。历史记录的数据可有多种显示方式，例如曲线、特定图形、报表等显示方式；此外历史记录的数据还可以由以网络为基础的多种应用软件所应用。历史数据可归档保存或在光盘和磁盘中保存，归档后的历史数据可以由监控系统的软件很方便地调入。（5）计算运行参数锅炉运行的某些运行参数不能够直接测量，如年运行负荷量、蒸汽耗量、补水量、冷凝水返回量、设备的累积运行时间等。监控系统提供了丰富的标准处理算法，根据所测得的运行参数，将这些导出量计算出来2、数据、流程图显示画面 流程图主要包括：汽水系统画面、燃烧烟气系统画面、点火系统、除氧公用系统、MFT保护系统。根据工艺要求将系统的工艺流程在DCS系统操作员站屏幕上形象逼真地反映出来，将所有能动的设备在运行时，让其产生动态，使操作人员易于识别哪些设备运行，哪些设备停止，如引风机运行时，风机由绿色变成红色，并运用隐藏显示功能，便可转动。给煤机运行时皮带显示会转动，且炉膛火焰上下跳动，所有调节阀随阀门开度变化而产生阀位的变化，液位亦随实际液位实时变化。DCS对采集到的数据进行实时保存，操作人员可在趋势一览里查询需要的参数。可以准确地反映当时的工况，趋势保存时间与操作站电脑硬盘的容量有关。较以前的二次表显示体现出很大的优势。3、操作画面 系统组态提供了风机启停/风阀调节、给水阀、减温水阀、给煤机启停/频率调节、电动阀开关等操作画面，每一幅画面均将该回路调节所需参数完整提供。风机启停、电动阀开关画面采用窗口形式，窗口类似于正常电机控制使用的控制箱，它显示出远程/就地、故障、运行状态。调节画面采用PID窗口形式，有自动、手动转换功能，可随意修改设定值，由PID自动输出给现场执行机构，完成自动调节的功能。2.3案例的可靠性设计及组态分析2.3.1 DCS系统的可靠性原理DCS是松耦合的多处理机系统，它区别于共享内存方式的紧耦合多处理系统，每个子系统都应具有较强的独立处理能力。一个子系统故障，对系统其它部分不应该有影响。DCS的分散方式具有以下显著的特点：1、组织上的分散：这是阶层式的分散结构，管理计算机等位于阶层的上层，对实时性要求较低，控制功能和现场I/O 接口等位于阶层的下层。2、功能和地域的分散：这是水平分散，从适应性，经济性考虑，控制功能和现场I/O接口分散配置。3、负荷分散：主要是使危险分散，使用单回路调节管或单回路的控制技术，使危险分散到单个回路。对于顺序控制，简单的按回路分散，导致相互时间上耦合变紧，反而不能使危险分散，这时要采用与装置对应的功能分散。4、数据库的分散：DCS采用分散性的数据库，以保证危险分散。它有分割型和复制型两种方式。对于重复性方式是指数据库中相当一部分重复设置。为使两个数据库的内容经常保持一致，必须相互交换信息主机的冗余。控制系统中电子元气件随时都有发生故障的可能，但是可以设法使系统中的元件即便故障也不会影响系统的运行，这就是冗余机构的目的，目前已成为产品设计的标准。一般说来，主机冗余实现的原理是(以双机为例)，通过硬件电路，软件判断使双机保持同步运行，无论何时两机均处于统一环境，其中一台为主机，另一台为从机。这种方法牵涉到复杂硬件电路，仲裁机构同步运行的问题，投资十分庞大中小型用户难以承担。在锅炉设计中，可以摆脱硬件的复杂控制，通过软件对网络控制系统的判断即可实现网络中采样主机一旦故障就退出网络，其它主机中一台马上替换它采样的功能。系统在运行时程序定期检测输入信号，一旦发现超过一定次数的信号不变，及断定主机故障，这时程序自动把另一台的从机升级为主机，替代系统采样，并发出主机故障报警。2.3.2 锅炉系统中DCS组态 1、设备启停的组态 现场设备的启停主要是通过图形编程来实现DCS对设备的启停，组态时需考虑现场设备的电气控制原理和设备的功率。根据电气设计资料，在其接触器控制电路加入中间继电器(其中间继电器受控于DCS系统I/O站开出端子板上的继电器)，以满足开出信号端子板上继电器所能承受的电流，此类设计一般考虑为大功率电机启动时使用。当电机功率不大时，可直接用I/O端子板上的续电器进行直接控制。 2、调节回路的组态 现场执行机构多为角行程调节执行机构，在组态中运用BSCX模块进行控制。将测量值，设定值、连接至相应的引脚，输出控制连接至执行机构。并可构成一个简单的调节回路。在操作画面上可调节PID参数，正反作用。每个调节回路都有独立的PID参数。2.4案例的抗干扰措施系统生产过程中，各种设备复杂，各种等级的电缆较多。常常会出现干扰现象，产生干扰的原因主要有电磁感应、静电感应、雷击等 。接地电位的不同，感应负载也不同，由此给电源、信号线、接地线、I/0设备以及计算机带来干扰，如果DCS系统抗干扰问题解决不好，系统就无法正常运行。2.4.1电源系统的干扰及应采取的措施在供电回路中采用隔离变压器使DCS系统接地与动力强电系统独立开来，由于强电接地点与DCS系统接地点所处的电位不一定相等，易产生共模电源干扰，所以从抗共模干扰角度来看DCS接地系统应为独立接地系统采用电源低通滤波器系统能有效地消除电网一L 存在地高次谐波，采用UPS电源可作为DCS系统的备用电源，以免计算机系统数据丢失或控制系统失灵引起的事故发生，而且还可以防止生产现场的纹波和尖峰干扰，以及断电影响 。DCS供电系统一般接在负荷变化较小的电网上，以避免供电负荷的波动。采用上述措施后，可以抵抗来自电源系统的各种干扰，保证控制系统稳定可靠的工作。2.4.2电磁干扰及应采取的措施电磁感应产生的电磁场干扰，会造成变速器不能正常工作，也会造成显示器画面摆动，色斑颜色纯度变化，甚至破坏计算机内存存储的内容，造成DCS系统瘫痪不能运行。解决电磁干扰的措施是：DCS系统设备应远离产生磁场的设备，要与磁场相隔离。一般DCS系统的输入输出转换组件、通讯组件、控制站微处理器组件等要安装在带通风装置的铁皮柜内，铁皮柜的屏蔽作用增强了控制系统的抗干扰能力。2.4.3信号线的传送干扰及应采取的措施DCS控制系统的控制对象是工业生产中的温度、压力、流量等参数，这些参数的检测都是通过热电阻、热电偶、变速器等转换后进入DCS系统的，为了防止在线路传输过程中产生干扰，一般用屏蔽电缆并应远离大功率变压器等感性负载。2.4.4防止静电干扰的措施DCS系统接地是消除静电、电子噪音等干扰最有效的措施。对于不同的设备应采用不同的接地方式：微机接地的电线必须单独接地，接地电阻应小于4欧姆，微机接地点应离开电器线5M以上，接地点一般应采用角钢埋在深23M的地下，角钢周围加降阻剂。微机柜，主机箱、通道箱、报警盒的外壳都应与机柜及计算机地线进 行可靠连接，连接电阻不应大于0.1欧姆。信号转接板上的地线须用1.5mm以上的导线并联统一接到计算机地上。各变送器、执行器、热电阻等仪表和检测单元的信号均采用屏蔽线。屏蔽线的屏蔽金属网在仪表或检测单元一端不可与它们的外壳等相连而接地，只允许在微机柜内用一根裸露的铜线将所有的屏蔽层金属网统一焊好接计算机地；热电偶，热电阻输出信号端不可按地；传感器部分也不可按地。只允许微机控制柜一端的屏蔽线金属网接计算机地，不可两端都接地。电缆桥架与电器的地线相接，但不可与计算机相接。更不允许与电器地相接，又与计算机相接。第三章 总结3.1对上述系统分析DCS锅炉系统中，分散型控制系统的选用有效地保障了整个工程的设计、施工、调试、运行等阶段的顺利完成，并最大限度地缩短了整个控制系统的调试时间，确保了工程的按时投产运行。试运过程中，热工系统给水自动、汽温自动投入运行，调节控制系统投入稳定，调节品质优良，得到了肯定与好评。为了进一步增强国家的实力和与发达国家竞争，我们还必须进一步加强自动化技术的基础研究和深化应用程度。锅炉控制系统是基于DCS系统结构的微机控制系统，它必须遵循DCS系统设置过程中可靠性原理和抗干扰措施。作为工业生产过程自动化工具的计算机控制装置，可靠性是最重要的指标，DCS所固有的分散体系设置，就使DCS的可靠性比集中DDC控制方式前进了一大步,而锅炉计算机控制系统是基于DCS系统结构的基础上开发的控制系统 ，也必须认真考虑系统的可靠性和抗干扰措施。3.2 心得体会在这为期一周的课程设计当中，我学到了很多关于DCS与现场总线的知识，积累了许多宝贵的经验，锻炼了自己的独立思考能力和实践动手能力。进一步加深了解了DCS在实践当中的应用。完成了整个系统的构思，基本上达到了预期的设计要求，在整个设计过程中，要考虑到硬件和软件的分配，锅炉处理系统中，主要的硬件问题包括机械结构、硬件选型。通过在图书馆、网上查找资料，我们也了解到很多关于这方面的信息，加深了对它们的认识。参考文献1常晓玲.电气控制系统与可编程控制器 2孙振强，王晖，孙玉峰.可编程控制原理及应用教程 3刘国海等.集散控制与现场总线4周明.现场总线控制5王常力.集散型控制系统选型与应用6王晓明.现场总线控制系统在燃气热电厂中的应用附录案例原文：DCS在锅炉系统中的应用文 刘 伟 (华北石油第八综合服务处四矿站供暖队)摘要 ：随着信息技术和控制技术的飞速发展，集散控制系统(DCS)已走向成熟，并广泛应用于能源、交通、环境 等各个领域。关键词：主机冗余；抗干扰；电磁干扰一 引言 在社会经济高速发展的今天，企业对产品的质量要求越来越高，对安全性的重视程度也越来越高。这就要求必须进一步提高自动控制系统的准确性和安全性，以便满足市场需要。锅炉系统作为经济发展的重要保障，其正常的工作运转有其重要意义。二，锅炉设备的工艺流程及DCS控制系统的基本结构( 一)以620 t /h的小型锅炉为例，其特点是蒸发量小，大多为低压饱和蒸汽，压力为0.4106 Mpa，燃烧方式为链条炉排 ，往往几台锅炉共用一根母管供应水，用一根母管向外汽，或供热水取暖用。锅炉结构主要由以下几部分构成：1、汽锅：由上下锅桶和沸水管组成。水在管内受外部烟气加热管内发生自然的循环流动，并逐渐汽化，产生饱和的蒸汽聚集在锅筒里面；下锅筒起着连接沸水管的作用，同时储水和水垢。2、炉膛：是使燃料充分燃烧并放出热能的设备。燃料由燃烧火嘴进入炉内燃烧。所需的空气由鼓风机送入。3、过热器：是将锅炉所产生的饱和的蒸汽继续加热为过热蒸汽的换热器。( 二 )整个锅炉微机控制系统的结构可归结为“三点一线”式的结构。“三点”系指连接在网络上的三种不同的类型节点。这三种不同的类型节点是：(1)面向被控过程现场的I/O 控制站；(2)面向操作员的操作站；(3)面向监督管理人员的工程师站。“一线”系指系统的骨架计算机网络。 锅炉控制系统是基于DCS系统结构的微机控制系统，它必须遵循DCS系统设置过程中可靠性原理和抗干扰措施。作为工业生产过程自动化工具的计算机控制装置，可靠性是最重要的指标，DCS所固有的分散体系设置，就使DCS的可靠性比集中DDC控制方式前进了一大步,而锅炉计算机控制系统是基于DCS系统结构的基础上开发的控制系统 ，也必须认真考虑系统的可靠性和抗干扰措施。三、DCS的可靠性设计DCS系统的可靠性原理：DCS是松耦合的多处理机系统，它区别于共享内存方式的紧耦合多处理系统，每个子系统都应具有较强的独立处理能力。一个子系统故障，对系统其它部分不应该有影响。DCS的分散方式具有以下显著的特点：1、组织上的分散：这是阶层式的分散结构，管理计算机等位于阶层的上层，对实时性要求较低，控制功能和现场I/O 接口等位于阶层的下层。2、功能和地域的分散：这是水平分散，从适应性，经济性考虑，控制功能和现场I/O接口分散配置。3、负荷分散：主要是使危险分散，使用单回路调节管或单回路的控制技术，使危险分散到单个回路。对于顺序控制，简单的按回路分散，导致相互时间上耦合变紧，反而不能使危险分散，这时要采用与装置对应的功能分散。4、数据库的分散：DCS采用分散性的数据库，以保证危险分散。它有分割型和复制型两种方式。对于重复性方式是指数据库中相当一部分重复设置。为使两个数据库的内容经常保持一致，必须相互交换信息主机的冗余。控制系统中电子元气件随时都有发生故障的可能，但是可以设法使系统中的元件即便故障也不会影响系统的运行，这就是冗余机构的目的，目前已成为产品设计的标准。一般说来，主机冗余实现的原理是(以双机为例)，通过硬件电路，软件判断使双机保持同步运行，无论何时两机均处于统一环境，其中一台为主机，另一台