【正文】 選指示型；對需要經(jīng)常了解變化趨勢的重要變量，應(yīng)選記錄式；而一些對工藝過程影響較大的，又需隨時監(jiān)控的變量，應(yīng)設(shè)控制；對關(guān)系到物料衡算和動力消耗而要求計量或經(jīng)濟(jì)核算的變量，宜設(shè)積算；一些可能影廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 13 響生產(chǎn)或安全的變量，宜設(shè)報警。 ④儀表的使用和供應(yīng)情況 選用的儀表應(yīng)是較為成熟的產(chǎn)品，經(jīng)現(xiàn)場使用證明性能可靠的；同時要注意到選用的儀表應(yīng)當(dāng)是貨源供應(yīng)充沛，不會影響工程的施工進(jìn)度。但在一般情況下，為了便于互換，往往整個裝置統(tǒng)一選擇一至二擋長度。 （ 4）安裝在易燃易爆場所的就地帶電接點的溫度儀表、溫度開關(guān)、溫度檢出（測）元件和變送器等，應(yīng)選用防爆型。 （二）結(jié)合設(shè)計選現(xiàn)場儀表 壓榨工段溫度測控點只有對滲透水的溫度，其測量范圍為 0~100℃ . 根據(jù)溫度儀表選型的一般原則以及化工工藝要求，結(jié)合溫度測控點選型。 、分類： 熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時自身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來測量溫度的。銅熱電阻與鉑熱電阻相比，其優(yōu)點主要是銅電阻溫度系數(shù)大，線性好，價格便宜，但測溫范圍較小，只適用于 50~+100℃。一般情況可選用螺紋連接方式，對下列場合應(yīng)選用法蘭連接方式： ①在設(shè)備、襯里管道和有色金屬管道上安裝； ②結(jié)晶、結(jié)疤、堵塞和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)； ③易燃、易爆和劇毒介質(zhì)。/h（ 0℃， ）。 差壓式流量計 是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸以測量流量的儀表。它在管道的兩側(cè)加一個磁場，被測介質(zhì)流過管道就切割磁力線，在兩個檢測電極上產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 液位儀表的選型 一．物位測量儀表分類和特性 （一）分類 按測量方法分類，分為直接式、差壓式、浮力式、電氣式、超聲波式、雷達(dá)、放射性液位測量儀表。在石化生產(chǎn)過程中大量應(yīng)用差壓變送器測量液位，對腐蝕、粘稠介質(zhì)可采用法蘭式及帶毛細(xì)管的差壓變送器。 ?？紤]介質(zhì)、維護(hù)及經(jīng)濟(jì)方面的問題，可以選用差壓式、電氣式，則選用電氣式的電容式液位 計。電容量與液面高度呈線性關(guān)系，因此，可通過測量該電容值的變化便可知液位的高低。也就是所有設(shè)備都是獨(dú)立運(yùn)行，不聯(lián)網(wǎng)控制?？墒?，隨著生產(chǎn)規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷提高，原有的控制系統(tǒng)顯得滯后、笨重、繁冗、因為一臺儀表只有一種控制規(guī)律，要實現(xiàn)某些復(fù)雜的控制就很困難。 第三次科技革命開始后，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開始嘗試將計算機(jī)用于過程控制。 直到上世紀(jì) 70 年代開始，隨著計算機(jī)技術(shù)的日漸成熟，大規(guī)模集成電路及微處理器的誕生后，人們開始思考是否能將 “危險分散 ”。 （二）、 DCS 的原理及組成 DCS 系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)的對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)將若干臺微機(jī)分散應(yīng)用于過程控廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 19 制，全部 信息通過通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計算機(jī)監(jiān)控，實現(xiàn)最優(yōu)化控制，整個裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計算機(jī)集中控制的優(yōu)點，克服了常規(guī)儀表功能單一，人 機(jī)聯(lián)系差以及單臺微型計算機(jī)控制系統(tǒng)危險性高度集中的缺點，既實現(xiàn)了在管理、操作和顯示三方面集中，又實現(xiàn)了在功能、負(fù)荷和危險性三方面的分散。輸出裝置在有上位機(jī)的情況下，能以開關(guān)量或者模擬量信號的方式，向終端元件輸出計算機(jī)控制命令。 實現(xiàn)如下的功能： 采集過程數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理； 數(shù)據(jù)的監(jiān)視和存儲； 實施連續(xù)、批量或順序控制的運(yùn)算和輸出控制作用； 數(shù)據(jù)和設(shè)備的自診斷； 數(shù)據(jù)通信。操作人員通過操作站來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程，可以通過屏幕了解到生產(chǎn)運(yùn)行情況，了解每個過程變量的數(shù)字跟狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)只有在大規(guī)模的集散控制系統(tǒng)才具有。 （ 1） 現(xiàn)場控制站 現(xiàn)場控制站中的主要設(shè)備是現(xiàn)場 控制單元。 現(xiàn)場控制站是一個可以獨(dú)立運(yùn)行的計算機(jī)檢測控制系統(tǒng)。 為了實現(xiàn)監(jiān)視和管理等功能，操作站必須配置以下設(shè)備： 操作臺，也就是高檔電腦桌； 微處理機(jī)系統(tǒng)，就是高檔電腦； 外部存儲設(shè)備，廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 21 簡單說就是大容量硬盤； 圖形顯示設(shè)備，就是電腦顯示器； 操作鍵盤跟鼠標(biāo)； 6 打印輸出設(shè)備 。你可以把他現(xiàn)象成 “因特網(wǎng) ”。 DCS 的人機(jī)反饋都是通過 CRT 跟鍵盤、鼠標(biāo)等實現(xiàn)的。難道還有什么算法 CPU 實現(xiàn)不了 的嗎？！ 信息資源共享。 DCS 系統(tǒng)算是很方便了。其中，高層網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)器為中心，可以支持各種管理功能，并且，和利時自己也開發(fā)了一些適合中小型企業(yè)的管理軟件平臺。 集成化體現(xiàn)在和利時公司與德國公司聯(lián)合開發(fā)完全符合 IEC611313 全部功能的控制組態(tài)軟件。 (2) Smartpro 系統(tǒng)是一套標(biāo)準(zhǔn)的混合控制系統(tǒng) 一方面 Smartpro 控制站本身就可以作為 PLC 使用，具有豐富、快速的邏輯處理和計數(shù)功能。例如，原來做電站控制主要集中在鍋爐控制，而現(xiàn)在提供全部控制： MCS（鍋爐控制為主）， FSSS（鍋 膛 安全監(jiān)測系統(tǒng)），輔機(jī)控制（邏輯為主），化學(xué) 水程控（邏輯），汽輪機(jī)控制， SIS（綜合管理信息系統(tǒng)），順序控制（邏輯控制）。此外， Smartpro 在現(xiàn)場級還可以支持架裝的 I/O 組件，現(xiàn)場總線系統(tǒng)，各種規(guī)格（大、小、中、微）型的 PLC。 (5) Smartpro 雖然是一個通用系統(tǒng)平臺，但是，針對不同的行業(yè)，開發(fā)了幾個專業(yè)應(yīng)用平臺 。 、系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) （ 1） 系統(tǒng)硬件主要有： 工程師站 ： 由高性能 PC 和組態(tài)工具軟件組成，用來完成系統(tǒng)的應(yīng)用組態(tài)，同時將生成好的目標(biāo)運(yùn)行參數(shù)下裝到現(xiàn)場控制站和操作員站中，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)預(yù)設(shè)的功能。 系統(tǒng)服務(wù)器 (選配 )： 使用高性能服務(wù)器，完成實時數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫的管理和存取、數(shù)據(jù)處理和通訊等功能的計算機(jī)，系統(tǒng)服務(wù)器雙冗余設(shè)置，并可以依據(jù)實際工程規(guī)模靈活配置。在主控制器和智能 I/O 模塊上，分別固化了實時操作系統(tǒng)和 I/O 模塊運(yùn)行軟件，并有完整的表征主控制器及 I/O模塊運(yùn)行狀態(tài)指示燈。主控制器選用低功耗表面貼裝 CPU，無需任何風(fēng)扇（工業(yè)場所 CPU 風(fēng)扇的壽命一般不超過 2 年），可長期安全運(yùn)行，整個主控制器的啟動功耗小于 ，正常運(yùn)行功耗小于 6W。 全分布式智能 I/O 模塊，采用 35mm 標(biāo)準(zhǔn) DIN 導(dǎo)軌安裝，底座設(shè)有防止插錯模塊的編碼銷，熱插拔、免跳線設(shè)計。在抗振性上滿足更惡劣環(huán)境的使用要求。 多重隔離保護(hù)確保硬件系統(tǒng)可靠與安全：通道與通道隔離，現(xiàn)場與系統(tǒng)隔離，機(jī)籠與機(jī)籠隔離，通訊網(wǎng)絡(luò)隔離。 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 26 、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 依據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的不同，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分為操作層和控制層兩個層次。 控制層網(wǎng)絡(luò) 控制層的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)稱為控制網(wǎng)絡(luò)（ CNET）。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)以太網(wǎng) 隨著 DCS 技術(shù)逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化和開放性，各自動化廠商 90 年代中后期開發(fā)的 DCS 系統(tǒng)，在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上紛紛采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和 TCP/IP 協(xié)議，該技術(shù)方案雖然能很好 地解決網(wǎng)絡(luò)通訊上的開放性和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化問題，降低用戶網(wǎng)絡(luò)方面的綜合成本，但由于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)和 TCP/IP 協(xié)議在設(shè)計之初，并非面向有實時性、確定性和高可靠性要求的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和 TCP/IP 協(xié)議應(yīng)用于 DCS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，也帶來了以下兩個問題： 1 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) CSMA/CD 總線訪問機(jī)制，無法解決網(wǎng)絡(luò)碰撞引起的確定廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 27 性實時問題； 2TCP/IP 協(xié)議的廣泛應(yīng)用，無可避免會帶來病毒防范問題，基于標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳播的病毒對 DCS 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來額外壓力。 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) HOLLiAS MACS 系統(tǒng)軟件提供了動態(tài)豐富、操控直觀方便的人機(jī)交互界面；易于學(xué)習(xí)掌握、功能強(qiáng)大的一體化的組態(tài)編程與調(diào)試軟件，實現(xiàn)對全系統(tǒng)所有功能的組態(tài)；強(qiáng)大的數(shù)據(jù)儲存與處理能力可以記錄所有重要的歷史數(shù)據(jù)并提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析報表。并可以向用 戶提供不依靠于特定開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境的可以任意組合使用的過程控制軟件組件產(chǎn)品。 （一）、監(jiān)控軟件： 控制系統(tǒng)監(jiān)控的所有測點都可以在畫面上顯示，顯示的信息包括位號、點說明 、當(dāng) 前值、量綱、量程上下限等信息 ； 支持多層顯示結(jié)構(gòu)，顯示的層數(shù)可根據(jù)工藝生產(chǎn)流程和運(yùn)行要求來設(shè)計實現(xiàn)，使運(yùn)行人員方便地獲得操作所必需的監(jiān)視信息和對特定的工況進(jìn)行監(jiān)控 ； 可提供多種窗口調(diào)出方式，包括：菜單調(diào)出方式；活動窗口畫面顯示；自動畫面顯示；熱點調(diào)用；鍵盤調(diào)用。它可以把進(jìn)入報表的工藝測點按用戶自定義的頁面格式輸出。日志的顯示方式有兩種：跟蹤方式與歷史方式。 歷史趨勢： HOLLiAS MACS 系統(tǒng)采用全歷史庫方式記錄所有數(shù)據(jù)庫測點信息，以數(shù)據(jù)或曲線方式同時出現(xiàn)模擬量和開關(guān)量，具有時間軸及參數(shù)軸量程可靈活變化修改等特點。開關(guān)趨勢完成系統(tǒng)內(nèi)開關(guān)量的趨勢信息，具有變位查詢功能。綜合趨勢顯示有曲線和數(shù)字兩種方式，開關(guān)趨勢和 XY 趨勢顯示只有曲線方式。 （二）、組態(tài)軟件 HOLLiAS MACS 系統(tǒng)提供了易于學(xué)習(xí)掌握、功能強(qiáng)大的一體化的組態(tài)編程與調(diào)試軟件，實現(xiàn)對全系統(tǒng)所有功能的組態(tài)，對整個 HOLLiAS MACS廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 30 系統(tǒng)的工程實施進(jìn)行集中控制和管理。數(shù)據(jù)庫組態(tài)就是定義和。 構(gòu)建一體化數(shù)據(jù)庫 ： HOLLiAS MACS 系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)環(huán)境是數(shù)據(jù)庫。曲線顯示時顯示的量程范圍隨屏幕上顯示的曲線的波動幅度實時修正，以利于分辨曲線的變化。 比照趨勢完成通過系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的工藝參數(shù)曲線和實際生產(chǎn)時工藝參數(shù)的比照，反映當(dāng)前工藝生產(chǎn)過程同計劃間的差別，多用于壓線運(yùn)行操作的監(jiān)控。 標(biāo)準(zhǔn)趨勢顯示共分綜合趨勢、開關(guān)趨勢、 XY 趨勢和比照趨勢四種。歷史方式是操作員通過滾動鍵顯示過去發(fā)生的事件信息。 3 日志 功能 ： 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 29 HOLLiAS MACS 系統(tǒng)中的日志功能是按時間順序自動記錄、存儲和查詢運(yùn)行過程中發(fā)生的各種隨機(jī)突發(fā)事件，為生產(chǎn)管理人員提供事故分析的詳細(xì)依 據(jù)。報警分列有工藝報警、設(shè)備報警、 SOE 信號報警。通過 HOLLiAS MACS 系統(tǒng)操作員站，操作員能夠快速獲得整個工藝生產(chǎn)過程信息；方便地交叉瀏覽工藝流程畫面；快速地識別出各種事件；簡單、快速地完成所要求的控制參數(shù)輸入，從而保證設(shè)備的安全運(yùn)行，清晰地參與和優(yōu)化生產(chǎn)過程。 HOLLiAS MACS 操作層的軟件體系，采用先進(jìn)的 Client/Server 結(jié)構(gòu)，用于保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性和安全性，并且在結(jié)構(gòu)上具有良好的靈活性和擴(kuò)展性。 ● DRTE 協(xié)議技術(shù)特性 ： DRTE 協(xié)議可以運(yùn)行在多種平臺下，如： Windows20 Windows20WindowsXP、 LINUX、無操作系統(tǒng) ； 內(nèi)嵌支持雙網(wǎng)冗余切換，切換時間 1s； 網(wǎng)絡(luò)最大節(jié)點數(shù)： 255； 零拷貝技術(shù) ； 提供類似 UDP 協(xié)議的基于節(jié)點號加端口的報文收發(fā)接口 ； 適應(yīng)不同廠家的 10/1000/1000M 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡 。 ProfibusDP 采用主、從站間輪詢的通訊方式，最大通訊速率 12Mbps。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)工程師站、操作員站和系統(tǒng)服務(wù)器與現(xiàn)場控制站之間數(shù)據(jù)、資源的互連、共享及打印等。 將端子接線統(tǒng)一到機(jī)柜后部，而功能模塊統(tǒng)一安裝到機(jī)柜正面：這樣不僅使得系統(tǒng)硬件布置整齊劃一，而且提高了系統(tǒng)維護(hù)時的方便性和安全性。 DP 總 線雙網(wǎng)冗余： SM 機(jī)籠之間可直接遠(yuǎn)程分布，無需重復(fù)器和冗余控制器。 I/O 模塊可直接從底座出線，也可通過端子板 出線；模塊可集中、可分散，也可遠(yuǎn)程分布； DP 總線，可通過重復(fù)器擴(kuò)展總線長度；也可使用總線控制器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)冗余。 在此基礎(chǔ)上， FM、 SM 系列模塊在結(jié)構(gòu)、安裝特性等方面具有不同的使用特點，以適應(yīng)要求多變的工業(yè)應(yīng)用場合?，F(xiàn)場控制站 的硬件包括 FM系列和 SM 系列，作為 HOLLiASMACS 系統(tǒng)的基石。它具有信號采集、回路調(diào)節(jié)、順序控制、邏輯 連鎖 等功能，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和過程控制的基本單元。 現(xiàn)場控制站 ： 由主控制器、 I/O 模塊、電源模塊、端子模塊和控制機(jī)柜等組成。 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 DCS 的糖廠提汁工段的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 蔣云橋 23 （ 6） 采用了工業(yè)以太網(wǎng)核心技術(shù)，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，確保了通信的實時性、增強(qiáng)了確定性、提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性； MACSSmartpro