分布式控制系统（DCS）系列：Emerson DeltaV_（5）.DeltaV系统的设计与配置.docx

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DeltaV系统的设计与配置

1.DeltaV系统概述

DeltaV系统是由Emerson公司开发的分布式控制系统（DCS），广泛应用于各种工业领域，特别是过程控制行业。DeltaV系统的核心特点是模块化设计、开放式架构和高度集成的控制功能。这些特点使得DeltaV系统能够灵活地适应不同的工艺需求，提高系统的可靠性和可维护性。

1.1DeltaV系统的组成

DeltaV系统主要由以下几个部分组成：

控制器（Controller）：负责执行控制逻辑，管理输入输出（I/O）模块，进行数据处理和通信。

I/O模块（Input/OutputModules）：用于连接现场设备，如传感器、执行器等，实现数据的采集和控制命令的下发。

操作站（OperatorStation）：提供人机交互界面，操作人员可以通过操作站监控和控制工艺过程。

工程师站（EngineerStation）：用于系统配置、编程和调试，是系统设计和维护的主要工具。

通信网络（CommunicationNetwork）：连接各个组件，实现数据的高速传输和系统集成。

1.2DeltaV系统的优势

模块化设计：系统组件可以独立更换和升级，减少了维护成本。

开放式架构：支持多种通信协议和标准，便于与其他系统集成。

高度集成：集成了控制、监视、报警和记录等多种功能，简化了系统管理。

可靠性高：采用冗余设计，提高了系统的稳定性和可用性。

灵活性强：支持多种控制策略和工艺需求，适应性强。

2.DeltaV系统设计基础

2.1系统设计流程

DeltaV系统的设计流程通常包括以下几个步骤：

需求分析：确定工艺过程的具体需求，包括控制变量、数据采集、报警等。

系统架构设计：根据需求选择合适的控制器、I/O模块、操作站和通信网络。

硬件选型：选择符合工艺需求的硬件设备，如控制器、I/O模块等。

软件配置：使用DeltaVConfigurationStudio进行系统配置，编写控制程序。

系统测试：进行系统测试，确保所有组件正常工作，控制逻辑正确。

系统调试：在现场进行系统调试，优化控制参数，确保系统稳定运行。

2.2系统架构设计

在设计DeltaV系统架构时，需要考虑以下几个方面：

控制器选择：根据工艺复杂度和控制需求选择合适的控制器型号。例如，DeltaV1000系列控制器适用于中小型项目，而2000系列控制器适用于大型项目。

I/O模块配置：选择合适的I/O模块，满足数据采集和控制命令的传输需求。常见的I/O模块包括模拟输入模块、模拟输出模块、数字输入模块和数字输出模块。

通信网络设计：选择合适的通信网络，如HART、Modbus、Ethernet等，确保数据的高速传输和系统集成。

操作站和工程师站配置：根据操作人员和工程师的需求配置操作站和工程师站，提供友好的用户界面和强大的配置工具。

2.3硬件选型

硬件选型是DeltaV系统设计的重要环节，需要根据工艺需求选择合适的硬件设备。以下是一些常见的硬件选型考虑因素：

控制器：选择支持所需控制功能和通信协议的控制器。

I/O模块：选择支持所需信号类型和数量的I/O模块。

通信模块：选择支持所需通信协议的通信模块。

电源和机柜：选择符合现场环境的电源和机柜设备。

2.4软件配置

DeltaV系统的软件配置主要通过DeltaVConfigurationStudio进行。以下是一些常见的软件配置任务：

创建控制策略：使用DeltaVConfigurationStudio创建控制策略，定义控制回路和逻辑。

配置I/O模块：配置I/O模块的地址、信号类型和量程。

创建报警和事件：定义系统的报警和事件，确保在异常情况下及时通知操作人员。

配置操作站：配置操作站的用户界面，包括报警页面、趋势图和操作面板。

2.5系统测试与调试

系统测试与调试是确保DeltaV系统正常运行的关键步骤。以下是一些常见的测试与调试任务：

单元测试：对每个组件进行单独测试，确保其功能正常。

集成测试：对整个系统进行集成测试，确保各组件之间的通信和协调。

现场调试：在现场进行系统调试，优化控制参数，确保系统稳定运行。

性能测试：测试系统的响应时间和处理能力，确保满足工艺需求。

3.DeltaV系统配置详解

3.1创建控制策略

3.1.1控制回路的创建

控制回路是DeltaV系统中的基本控制单元。创建控制回路的步骤如下：

打开DeltaVConfigurationStudio。

选择控制器：在项目树中选择要配置的控制器。

创建控制模块：右键点击“Modules”文件夹，选择“NewModule”，在弹出