DCS选型和应用指南

个人总结仅供参考DCS选型和应用指南DCS的选型工艺流程确定后，控制系统被控对象也就确定。选用哪种控制系统成为重要问题，这主要根据项目规模和投资预算来考虑。DCS的选型和应用要比模拟仪表复杂,可以通过DCS制造厂的网站对其技术性能有所了解，除控制硬件外，还应涉及监控软件、实时数据库、与工厂关系数据库的连接等性能。目前正是新老系统交替时期，DCS软硬件正由专用走向开放通用。

应选较新型系统，价格合理，备品备件和维护费用低。与其他系统互连容易，且费用低。复杂的工艺,自控要高,应选工程服务力量强的公司。具有知识产权的工艺,应选用国产DCS,利于保密与服务.要了解DCS性能特点。石化行业闭环控制回路较多,宜选用模拟量控制功能强的DCS.如HoneywellTPS和PKS系统，横河CS3000.因其模拟量和开关量控制完全分开，在开关量控制方面不如其他DCS方便。电力系统希望模拟量和开关量结合方面较好的DCS.如在Bailey公司N90、INFI90，西屋WDPFI、WDPFII、应根据工艺过程的特点，也可以考虑采用DCS和PLC混合使用.如电厂锅炉控制采用DCS，输煤程控和水处理、除灰等逻辑控制采用PLC。厂家会不断更新产品，新旧产品兼容性要好经济性和预计效益角度考虑。

同档次中，进口DCS控制功能强一些，有一些先进控制算法，如Smith预估等，因销售时间较长，软件保证体系更完善。国产DCS价格低很多，也能满足基本技术要求，因开发较晚，某些技术比国外还先进，如以太网的应用、导轨式嵌入式PC为基础的控制器和现场总线接口等。从结构上看，我国DCS比某些进口DCS还要合理。改造项目最好用国内的DCS,因服务能跟上.操作站

PC机操作系统用NT，稳定性虽没UNIX好，但作为操作站足够使用。国产PC机更便宜，采用PC机操作站，可采用最新机型和监控软件,便于现场技术人员熟悉软件的安装、调试、联网和开发。监控软件分专用和通用，通用监控软件开放性能好，能在以太网中用DDE或OPC方式交换数据。专用监控软件脚本不丰富，不能与第三方设备连接，所以目前即将退出市场，但病毒、黑客难以侵入；致命的缺点是开放性能差。按实际工艺操作岗位划分,来考虑操作站的数量.组态后应按工艺操作岗位调整画面的编排,体现本岗位特色,利于操作.控制站和I/O(输入/输出)卡1控制系统规模主要由生产过程的I/O点数确定。计算各种类型I/O的卡件数，称为硬件配置(或硬件组态)决定采用本地I/O或远程I/O,从安装布线费用，远程I/O体系有优势。选定I/O模块型号。计算每种型号I/O模块数及备用卡件。用好几台控制器，各控制器硬件组态时，相互间负荷要平衡，I/O点数要相当。一台DCS控制器能连接I/O卡数，在实际连接时应适当留有,如果都是开关量，块数可适当多一些；模拟量块数要少一些。以上工作可与DCS供应商共同进行,影响报价.控制站和I/O(输入/输出)卡2控制站配置最好与工艺过程相匹配.各控制器硬件组态时，相互间负荷要平衡，

I/O点数要相当。3.一台控制器能连接I/O卡和PID回路数，在实际连接时应适当留有余地.注:如能连接64块I/O卡，在实际连接时连接20多块才合适的,如果都是开关量，块数可适当多一些；模拟量块数要少一些。每块卡分别是8路或16路。适当留空1~2路备用.选型后，还必须确定点数裕量。根据经验，假设实际有100个I/O点，应选用能识别300～400点I/O的控制器。假设一台DCS控制器如果一台DCS控制器能完成120个PID控制回路任务，在组态时最好作40多个回路，再加上部分开关量和模拟量采集，控制器才能正常运转。一定不要太满，否则不仅影响控制器运行，还影响DCS通信网络工作。各控制器要组态的PID回路数要适当，只要I/O点数大约是最大能力的30～40%左右。如两台控制器I/O点数都没超出，但数量差太远，如一台是1000多点，而另一台只有100多点，这时通信网络的工作不太正常。控制站和I/O(输入/输出)卡3正确理解说明书中控制器的读取I/O能力越大，留的余量就应越大。如宣布一台控制器有12000点的I/O能力，或有5000点的I/O能力，实际I/O点不能超过1/3，甚至还要少。合理使用每块卡件的通道:如8通道输入卡，还要留出1～2个通道；16路输入卡，要留出2～3个通道，以便调试时更换通道用。尤其是热电阻或热电偶卡，一定要留有备用通道，小信号的模拟量通道更易损坏，调试时更要小心。厂家会给出一台控制器推荐的I/O点数，用户根据这个点数留余量.应用软件组态

应用软件的设计与组态是决定自控水平,特殊要求应尽量早提出,按目前的水平一般都能实现.只是个工作量多少.利用DCS提供标准仪表回路,完成回路测量和调节.信号联锁设计和编制.控制程序设计和编制.是否需要冗余

应从工艺生产过程安全出发,决定控制器,输入/输出卡件的冗余量,切勿盲目追求,会直接增加成本.重要的测控I/O点配制时尽量适当分散,不要只从检修方便集中排列.DCS关键部位,如通信网络,电源等制造商为保证控制系可靠都会统一的按冗余考虑.DCS供应商工程服务工程承包方的技术力量,对DCS投运和以后经济效益有密切关系.改造项目要选择工程力量较强的单位参预总体方案的设计，用户参预组态和编程对DCS的运行和维护十分重要.采用仪表和DCS外包检维修用户,更应注意.

关心DSC的品牌计算机技术发展很快，而DCS发展相对稳定，DCS系统新技术的应用要注意：有些国外厂家为抢占市场，会把不太成熟的产品推到第三世界。国产DCS使用时间还不够长，对一些软件的测试条件不够完善，在一些极特殊情况下，是否会产生问题没有足够证据，所以有时发生故障会有解释不清的情况。选用性能稳定的DSC对中小企业用户更重要.DCS制造商的售后服务

国外厂商通常备品、备件供应价格高，且不能及时提供。用户应选择厂商实力雄厚、信誉好、技术力量强.国内DCS厂家备品、备件供应较及时，售后服务较好，许多第三方厂家也开发了许多价廉物美的产品，用户都可选用.技术支持好的厂家,对中小型企业顺则投运很重要。。操作画面制作根据带控制点工艺流程图,参考工艺物料平衡图,绘制操作画面.操作画面的分剖,应符合工艺操作岗位需要.操作画面上设备外形应尽量参照实物按比例绘制.画面上显示所有工艺参数,并能进行调节回路的操作.具有程序运行与操作的功能.能进行联锁投入/解除,联锁状态显示.能迅速调出相关的其它操作画面.操作画面实例之一仪表回路的组态回路组态后位号不宜随意增减充分利用回路输入处理功能尽量利用DCS提供的标准模块特殊需要可与DCS制造厂商协助下,制作非标准模块.仪表回路的分组正确选择仪表回路分组的名称.按工艺流程对各类参数进行分组.按工艺设备进行分组.按测量参数类型分组.按相关参数进行分组.相关调节回路分组.编制与程序控制相关参数进行分组.目的能迅速简便地调出所需的回路趋势记录的分组相关参数分在一组,便于比较.重要调节回路的PV,SV和MV放在一组内.建立间歇生产过程的批量控制趋势记录,观察每批操作的重复性,对产品质量分析很有用.合理选择每组扫描时间,单纯保存与操作分析使用的参数要分开.报表制作按工艺车间管理需要,制作日月报表.按能源计量统计制表.间歇生产过程需制作批报.程序框图的设汁与工艺操作人员接合,有利于程序运行和完善.熟悉工艺操作规程,合理设计每步动作指令.要有丰富信息,显示程序运行状态;运行故障信息;操作指导信息等.安全联锁的设计安全联锁设计条件应与工艺明确.不宜过多.分成联锁报警,操作信息发布,联锁保护动作.操作画面上具备联锁投入/解除键,并能显示联锁状态.利用安全检查程序,及时发布安全操作指导信息.正确考虑选择SIS仪表安全系统.批量控制程序编制方式主程序方式:适合固定生产牌号.主程序+子程序方式:适合多牌号生产的需要.I/O输入/输出测试I/O输入/输出应逐点测试和记录.同一位号应同时测试记录:如回路分组,趋势分组,各幅操作画面.要有完整的记录,在与现场联调时可供参考.仿真调试利用DCS提供的仿真功能进行如人工设定测量值,或将DI开关量置”1”,来测试回路,联锁或程序的动作是否符合组态要求.DCS系统调试在DCS制造厂出厂前到工厂测试现场安装完毕后,和DCS制造厂技术人员一起进行系统通电调试.水运油运期间调试新系统投运期间DCS制造厂技术人员应在现场提供技术支持服务.油运或水运前对操作画面工艺流程作全面检查和修改.通过油运或水运核实操作画面工艺流程画面显示参数.检查测量回路报警值,小信号切除等的设定.初步进行调节回路调试:P,I,D参数整定,输出限幅值的设定等.操作画面和组态的完善DCS系统投运后,尽量与工艺操作工一起及时对操作画面和组态的完善,有利今后的统一操作.同时进行组态备份工作.仪表~DCS类比帮助理解DCS功能I/O卡和内部仪表回路组态温度测量仪表电阻体,热电偶等动圈式显示仪自动平衡显示仪表多针指示仪数字式显示仪PLC或DCS系统显示回路组态热电阻卡热电偶卡模拟量输入卡AI控制器输入/输出卡机笼CRT显示数字棒状仪表面板任意形填充%开关量输入卡DI压力测量仪表压力指示仪压力变送器+显示仪表PLC或DCS系统显示回路组态模拟量输入卡AI控制器输入/输出卡机笼CRT显示数字棒状仪表面板任意形填充%开关量输入卡DI流量测量仪表孔板+差压变送器流量指示仪流量累积器开方器差压变送器涡街流量计PLC或DCS系统模拟量输入卡AI显示回路模块累积模块组态脉冲卡输入卡控制器输入/输出卡机笼CRT显示开关量输入卡DI数字棒状仪表面板任意形填充%流量累积液位测量仪表色带指示仪电容式液位仪浮筒式液位仪液位信号计PLC或DCS系统显示回路组态模拟量输入卡控制器输入/输出卡机笼CRT显示数字棒状仪表面板任意形填充%开关量输入卡DIPID自动调节仪表单回路调节仪多回路调节仪电动调节器PLC或DCS系统PID回路组态模拟量卡输入卡AI控制器输入/输出卡机笼CRT显示模拟量卡输出卡AO数字棒状仪表面板任意形填充%由操作画面或程序来进行回路操作信号报警仪表指示报警仪闪光信号报警器多点信号报警器PLC或DCS系统显示报警回路组态热电阻卡热电偶卡模拟量输入卡控制器输入/输出卡机笼CRT显示逻辑报警操作指导信息窗口数字变色棒状变色灯光闪烁语音提示安全联锁开关量输入卡DI设备外形变色变形安全联锁仪表继电器+梯形图PLC或DCS系统LD等语言编程开关量输入卡DI开关量输出卡DO模拟量输入卡AI控制器输入/输出卡机笼CRT显示联锁投入/解除联锁信号安全程序运行状况联锁设备变色联锁处理指导信息程序给定自动调节仪表温度程序给定仪程序给定单元定值器PLC或DCS系统程序设定回路组态热电阻卡热电偶卡模拟量输入/输出卡AI/AO控制器输入/输出卡机笼CRT显示开关量输入卡DI数字棒状仪表面板设定变化时间显示给定阶段顺序控制仪表顺序控制仪机械式控制仪PLC或DCS系统多种编程语言编程热电阻卡热电偶卡模拟量输入/输出卡AI/AO控制器输入/输出卡机笼CRT显示FBD：功能块图LD：梯形图ST：结构化文本SFC：顺序控制运行退出暂停声音提示恢复再开勿略故障信息程序进程运行时间程序操作指导信息开关量输入/输出卡DI/DO科学运算仪表单元组合仪表加减器乘法器比值设定器PLC或DCS系统运算回路组态或输入处理热电阻卡Pt热电偶卡模拟量输入卡AI/AO控制器输入/输出卡机笼CRT显示选高值选低值求平均值求变化率值运行时间累计构建软测量值显示报警单位换算参数记录仪表纪录仪多点纪录仪PLC或DCS系统无纸记示仪参数趋势仪表回路操作程序操作自控伐操作批量操作报表制作热电阻卡pt热电偶卡模拟量输入卡AI控制器输入/输出卡机笼趋势记录组态CRT显示开关量输入/输出卡DI/DO记录座标放大等按需临时建组各类I/O输入输出卡件(各制造厂略有不同)AI卡万能模拟信号输入卡电流信号输入卡电压信号输入卡热电阻信号输入卡AO卡模拟量输出卡DI/DO卡开关量输入/输出卡继电器输出卡

多功能智能卡件1(特殊卡)事故顺序记录卡（SOE）分辨率为1毫秒，单卡可储存3000条SOE事件的数据库位置调整卡（PAT）4路PAT卡，用于电动阀控制,代替伺服放大器电量信号处理卡采集4路电流、电压，省去电量变送器的昂贵投资运算电流、电压有效值、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、频率应变信号卡用于实时处理两路称重应变信号脉冲量卡多功能智能卡件2(特殊卡)HART信号处理卡件对符合HART协议的智能仪表进行数据采集、组态、网络设备管理多协议通讯卡支持ModBus、HostLink和多种自定义协议

ProFiBusDP协议通讯卡对采用ProFiBusDP协议的设备可以方便的从控制层无缝接入，实现信息共享各种仪表回路组态各DCS制造厂商会提供标准仪表回路:供用户组态使用:如PID回路控制;串级控制;比率控制;程序设定;累计等.用户可可要求编制一些非标准仪表回路:供自己使用.如双泵操作回路;二位或三位控制伐操作回路等高水平硬件设计恶劣环境下工作能力故障隔离热插拔技术自诊断技术容错设计冗余技术设计询价供货仪表与制造厂询价签约PLC或DCS系统●控制系统和变送器分别与制造厂询价签约●成套供应●目前新建的大型炼化企业采用MIV主仪表制厂方式另外还有