DCS分散控制系统的运行与维护.ppt

华北电力大学 自动化系 3 分散控制系统的安全性 分散控制系统的基本功能 输入处理功能 输入到集散控制系统的信号可分为模拟量、数字量、脉冲量、SOE量等几类，对于模拟量，一般要进行采样、增益最佳化、A/D转换、规格化、合理性检查、零偏校正、热电偶冷端补偿、线性化处理、超限判断、工程量变换、数字滤波、温度压力校正、开放处理以及上下限报警等处理上。对于数字量进行状态报警及输出方式处理，对脉冲量需要进行瞬时值变换及累积计算，对于SOE量要打上时间标签。 数据的采样速率 按香农定理，采样不失真的条件是采样频率不低于信号中所含最高频率的两倍。据此确定的经验数据是流量、压力、液位信号的采样周期分别为1~5秒，3~10秒，5~8秒，温度信号的采样周期是15~20秒。 开方处理 对于现场二次方特性的数据进行处理。例如：节流式流量计的差压信号需进行开方处理，才能使信号与流量成线性关系。 数据平滑处理 进行数字滤波，克服干扰引入的误差，程序判断滤波，中值滤波，算术平均滤波，递推平均滤波，加权递推平均滤波、一阶惯性滤波等 输出处理功能 DCS的输出，一般分为模拟量输出和开关量输出，模拟量输出时，CPU算出的数字结果经D/A转换成4~20mA电流信号，送端子板输出。开关量输出时，需要驱动放大，再去控制现场执行机构。 控制功能 连续控制，逻辑控制，顺序控制，批量控制 通信功能 通信介质：双绞线，同轴电缆，光纤 网络结构：星型，环形，总线型 人—机接口功能 自诊断功能 冗余技术 工作冗余和后备冗余（热备用和冷备用）。通信系统一般是一备一用的配置，操作员站采用工作冗余方式，现场控制冗余方式不相同,1:1或者 n:1，达到无中断自动切换方式。供电系统冗余，除了220V交流供电，还考虑了电池供电。信息冗余技术，用于检查或者纠错 DCS可靠性的提高（DCS选型） 首先需要确定的问题是选DCS还是PLC，如果控制回路多，模拟量采集数量大，应该选用DCS，如果都是逻辑控制，应该选择PLC。也可以根据投资预算，预算充分的话，选用DCS产品，实际证明很多PLC在模拟量输入模块上的价格和DCS基本一样。 确定了选用DCS以后，还需要考虑下面几个要素： （1）目前，DCS处于新老系统交接的时期，DCS的软硬件正在走向通用，选择新型系统更加有利，价格低，备品备件也容易采购。 （2）选型时，还要考虑所应用的领域和行业。电厂DCS要求DEH和SOE功能，石化企业要求大量的逻辑控制功能。 （3）根据实际确定需要的输入输出点数，选择规模相匹配的DCS产品。 （4）考虑DCS的开放性，兼容性，选择开放性好的产品。 （5）考虑DCS产品的编程组态环境，具有先进控制策略，组态环境简单易上手 （6）售后服务问题 DCS选型 在选择DCS控制系统时要优先考虑有在类似机组上良好运行业绩的控制系统，这样的成套控制系统通过了工厂试验和实际投运，其可靠行得到了时间的检验。 控制系统的硬件一定要具有高可靠性，在电子元器件上的生产工艺各环节上采用了成熟技术,电子模件最好能热拔插。控制器的运算和存储能力要足够，IO卡件具有很强的抗干扰能力。 控制系统从结构上要充分地采用了冗余技术。对于控制系统的控制器、网络通讯等必须冗余，且各冗余设备之间必须能实现无扰切换.采用冗余结构不仅能避免控制系统的局部故障扩大事故，保证机组安全稳定运行，同时也保证设备故障的在线排除，从而消除事故隐患。 控制系统软件的可维护性要好。尤其是以下几个方面：程序及软件的稳定性好，不会出现系统或单个控制器死机等问题；系统自诊断性好：控制器及IO信号有出错报警；人机交换友好：可以在线修改程序及下装；备品备件有可靠保证：在15年内采购容易且周期短，价格低;功能是否强大。控制系统的软件的可读性好,其组态功能块的种类是否能轻易实现DCS控制系统的各种工艺功能的需要。 控制器对数不能太低，以便于控制功能分配的合理分配；I/O模块的数量要合理，以便在分配IO通道时既可以避免重要信号的过度集中，以确保各I/O模件的余量合理等。 DCS可靠性的提高（安装施工工艺和质量 ） 安装前需要进行准备工作：地基、电源、接地 准备工作完成以后，进行DCS的安装，DCS的安装工作包括机柜安装、设备安装、卡件安装、系统内部电缆安装、端子外部仪表信号线的连接、系统电源、接地安装。安装电子模件时，要特别防止静电。 施工中要注意盘柜与地的可靠绝缘和盘柜母线的可靠接地，同时对孔洞等必须做防火处理，盘柜等要有防振动措施。 敷设电缆时尤其要注意强电弱电分开，屏蔽线的可靠接地和抗干扰。在布线过程中一定要按照设计图纸（一定已交专人认真