【正文】 機型，首先考慮DCS系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和操作方便性，其次考慮DCS功能應(yīng)滿足“功能需要”的要求，具有國際先進水平(但不一定是最先進的)，系統(tǒng)應(yīng)具有開放式結(jié)構(gòu)，有靈活的系統(tǒng)可擴性?？疾焓欠裼衷谕袠I(yè)使用的實例，效果是否令人滿意，制造廠家的后備支持系統(tǒng)是否完備，調(diào)查廠家工程經(jīng)驗和實施能力、專業(yè)化解決方案的能力和設(shè)計能力，服務(wù)是否良好，性能／價格比是否最好，價格是否可以接受，備件供應(yīng)和響應(yīng)是否及時。機種的主要評價內(nèi)容：1．系統(tǒng)硬件構(gòu)成比較，主要項目如下：操作站、工程師站、打印機、上位機接口、輔助存儲器、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部通信、現(xiàn)場控制器、現(xiàn)場監(jiān)視站、輔助臺柜(安全柵柜、端子柜、繼電器柜、輔助操作臺等)、應(yīng)用模塊及電源配備。2．I／O卡能力比較(點數(shù)／卡、卡數(shù)、總點數(shù))3．系統(tǒng)通信功能比較：通信規(guī)程的標準化、開放型及功能，通信網(wǎng)絡(luò)(總線)、通信速度、傳遞距離、網(wǎng)絡(luò)(總線)允許加載設(shè)備總臺數(shù)，是否雙重化。4．與上位機通信功能比較5．系統(tǒng)軟件功能比較6．售后技術(shù)服務(wù)比較7．應(yīng)用軟件工具比較8．發(fā)展性、先進性(好、較好、一般、較差)9．價格分為以下幾項列出：硬件、軟件、備件、服務(wù)(包括培訓(xùn)、資料、現(xiàn)場服務(wù)、技術(shù)咨詢等)、上位機的硬軟件、稅費及總價。當(dāng)選擇機種時，根據(jù)自己的實際情況來決定，專利商和設(shè)計院(工程公司)的意見作為參考。應(yīng)當(dāng)防止僅僅根據(jù)一次投資決定取舍的做法。尤其是DCS雖工藝設(shè)備成套時，專利商和設(shè)計院(工程公司)會選擇對他們最有利的機型，很可能是落后的、質(zhì)次價高的，而且他們不考慮用戶在備件、維護、聯(lián)網(wǎng)等方面的需要，如果自己選擇，就可以避免這種現(xiàn)象。在此介紹的3*17．5MW鍋爐系統(tǒng)裝置獨立性較強，控制點數(shù)(I／0點數(shù))在100個點之內(nèi)，系統(tǒng)對擴展能力(I／O點數(shù))要求不高，適宜選用小型的DCS控制系統(tǒng)。浙大中自集成控制股份有限公司以浙江大學(xué)多個自動化研究中心為技術(shù)依托，長期從事集散控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化工、生化、制藥、造紙、電力、冶金、食品等行業(yè)，已經(jīng)為諸多企業(yè)帶了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。公司針對中小企業(yè)設(shè)計開發(fā)的小型集散控制系統(tǒng)SunyPCC800 DCS，獲國家科委鑒定。受到眾多企業(yè)的廣泛好評。5．2 SunyPCC800小型集散控制系統(tǒng)簡介隨著微型計算機、數(shù)字化儀表和在線分析儀表的迅速發(fā)展應(yīng)用和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程越來越復(fù)雜的控制要求，產(chǎn)生了基于4C的集散控制系統(tǒng)(DCS)。它采用危險分散、控制分散，而操作和管理集中的基本設(shè)計思想，多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式，以適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)的生產(chǎn)和管理要求。SunyPCC800系統(tǒng)特點：1．精確性I／O模塊單獨配置A／D或D／A轉(zhuǎn)換器，保證轉(zhuǎn)換精度。在線門校幣技術(shù)有效地抑制了環(huán)境溫度帶來的“零漂”問題。2．穩(wěn)定性WDT電路設(shè)計保證系統(tǒng)內(nèi)部各智能節(jié)點正常運行。I／0、通訊、控制模板及電源、控制網(wǎng)絡(luò)均可實現(xiàn)冗余配置。 最優(yōu)化的通訊協(xié)議及檢錯技術(shù)使系統(tǒng)的容錯能力更強。分布式實時數(shù)據(jù)庫，信息分散，重要信息冗余化。3．可靠性靈巧SmartBus做到“服務(wù)始于端子”，維護更方便。全隔離及智能調(diào)理技術(shù)，將外部干擾拒之門外。信號回讀功能保證輸出無誤。分布式全隔離供電，避免了多根電源線產(chǎn)生的電源干攏。節(jié)點故障迅速隔離與自恢復(fù)，并支持防掉電保護。大容量FLASH的應(yīng)用省卻了后備電池，即使系統(tǒng)掉電，數(shù)據(jù)至少十年內(nèi)不會丟失。4．開放性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)兼顧了開放性、先進性、可靠性及安全性。標準的用戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)，保證了數(shù)據(jù)的一致性、安全性和大容量的需求?，F(xiàn)場總線將控制模板、I／O模板及其它智能設(shè)備連接起來，實時性更強且允許無中繼遠程分布。開放、可靠、流行的windoWS2000N/T操作系統(tǒng)，全面支持DDE、ODBC、OPC、ActiveX和TCP／IP。5．先進性近二百種控制算法，幾乎覆蓋所有控制方案。復(fù)雜控制算法滿足用戶先進控制的要求。PC技術(shù)的深層次挖掘，操作站／現(xiàn)場控制站采用最新主流配置。萬能輸入模塊減少備品備件類型，最大限度地降低庫存成本。低功耗電路設(shè)計，降低運行成本，是名符其實的“綠色”控制系統(tǒng)。6．方便性全節(jié)點自診斷幫助用戶了解系統(tǒng)運行狀態(tài)。模塊化結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的擴展更加方便、靈活。符合IEC61 131—3標準的組態(tài)工具和豐富的控制算法，大大縮減工程周期。所有物理模件：均可帶電插拔，在線修復(fù)。全漢化Windows風(fēng)格操作界面，提供詳細在線指導(dǎo)，操作簡便不需專門培訓(xùn)。5．3硬件體系設(shè)計5．3．1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)SunyPCC800系統(tǒng)是一套新型、實用的分級遞階式多處理器智能化控制系統(tǒng)，由管理網(wǎng)MNet、系統(tǒng)網(wǎng)SNet和控制網(wǎng)CNet三層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，如圖5．1所示。由于I／O模塊實現(xiàn)了智能化，因此在I／O凋理模板內(nèi)部還有一層到端子的網(wǎng)絡(luò)——靈巧總線SmartBus。SunyPCC800系統(tǒng)還可以成為一體化工作站形式，即控制站、操作站／工程師集成在一起，可就地安裝。如圖5．2所示?，F(xiàn)場控制站構(gòu)成現(xiàn)場控制級，進行數(shù)據(jù)采集和分散控制，其中I／0模塊、控制網(wǎng)CNet利控制模板、電源組件均可實現(xiàn)冗余配置。操作站／工程師站通過冗余化系統(tǒng)網(wǎng)SNet與現(xiàn)場控制站相連，完成工業(yè)過程的集中監(jiān)測管理、操作。操作站／工程師還可以經(jīng)管理網(wǎng)連接到管理站，構(gòu)成一個集生產(chǎn)、管理、經(jīng)營于一體的全廠生產(chǎn)綜合自動化系統(tǒng)。5．3．2現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站是SunyPCC800系統(tǒng)的核心，主要由機柜、機籠、各類板卡、散熱單元以及機柜附件組成，一切過程數(shù)據(jù)的采集、運算和控制均由安裝在現(xiàn)場控制站中的I／O模板與控制模板來完成?，F(xiàn)場控制站直接與現(xiàn)場設(shè)備，是一個大規(guī)模的I／O處理系統(tǒng)。它吸取了國外多家DCS在現(xiàn)場控制站的技術(shù)特點，具有可靠性高、可冗余配置的技術(shù)特色。5．3．3操作站／工程師站操作站／工程師站為高可靠性工業(yè)控制計算機，運行基于Windows2000／NT操作系統(tǒng)的SunyTech6。工業(yè)控制應(yīng)用軟件平臺，可以提供一個靈活、方便、強大的工程工具，以實現(xiàn)各種控制策略。操作站用于對生產(chǎn)過程的監(jiān)視、管理，工程師站用于對應(yīng)用系統(tǒng)進行功能組態(tài)、組態(tài)數(shù)據(jù)下載，也能代替操作員站發(fā)揮監(jiān)視、管理的作用。5．3．4采用一體化SunyTDCS800系統(tǒng)一體化SunyTDCS800系統(tǒng)除了在物理結(jié)構(gòu)上不同于分體式系統(tǒng)外(集中安裝在一個機柜中)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與分體式系統(tǒng)完全一樣。5．4軟件體系設(shè)計SunyPCC800系統(tǒng)運行基于Windows2000／NT操作系統(tǒng)的控制軟件工程管理器，由實時數(shù)據(jù)庫編輯器SuLyRdbEditot、硬件配置軟件：SunyCfg、算法編輯器SunyIEC和實時運行軟件SunyRTM四個部分組成。通過工程管理器ProjectMan(如圖2．4)完成對系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫建立、硬件配置、控制組態(tài)和運行，允許在線組態(tài)、在線安裝。 5．4．1實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫是DCS系統(tǒng)的核心，SunyPCC800實時數(shù)據(jù)庫編輯器SunyRdbEditor用于建立SunyPCC800系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫。5．4．2硬件配置軟件SunyCfg硬件配置軟件SunyCfg完成對各模板運行狀態(tài)的檢查和分析。并設(shè)定智能入輸出模塊的類型量程以及異常處理的沒定等等功能。5．4．3算法編輯器SunyIEC 算法編輯器SunylEC以實時數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用IEC611313標準的FBD或IL文本編程方式，根據(jù)不同的過程完成控制方案(如PID調(diào)節(jié)順控等)，并允許在線組態(tài)、在線下裝?？刂栖浖运惴K為基本單位，以連線的方式將不同的算法模塊搭接起來，組成一個完整的控制方案。每個控制系統(tǒng)(工程)最多可以分為32個任務(wù)組，每個任務(wù)組最多可建立1024個任務(wù)，每個任務(wù)最多可容納4096個算法模塊。仿真功能可以幫助組念人員在安裝軟件之前檢查軟件的正確性。直觀的畫面、強大的管理，可有效地幫助組態(tài)人員提高組態(tài)效率。豐富的算法模塊、靈活方便的組態(tài)方法給了組態(tài)人員最大的發(fā)揮空間，能夠自主開發(fā)復(fù)雜算法模塊。完成后的用戶軟件經(jīng)編譯安裝到主控模板并運行于嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，從而完成對生產(chǎn)過程的監(jiān)測利控制。方便的工程管理功能，使不同的工程、不同的方案、不同的任務(wù)一日了然，用戶可以象操作Windows資源管理器一樣管理自己的程序文件。5．4．4實時運行軟件SunyRTM實時運行軟件SunyRTM是用戶組態(tài)結(jié)果的運行平臺，其運行結(jié)果經(jīng)人機界面軟件TraceMode體現(xiàn)出來。5．4．5人機界面設(shè)計人機界面軟件TraceMode是運行于WindowsNT／2000環(huán)境的一種組態(tài)軟件。使用人機界面軟件TraceMode的網(wǎng)絡(luò)功能可使企業(yè)的基層和其它部門建立起聯(lián)系，現(xiàn)場操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場，就可以獲得實時和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場作業(yè)，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。如圖2．5所示，所有工業(yè)過程對系統(tǒng)維護。TraceMode采用操作組(由不同數(shù)量的操作員組成)的方式對操作員權(quán)限進行生產(chǎn)操作都有不同的安全要求設(shè)定。不同的操作員可以任意設(shè)置操作權(quán)限，使系統(tǒng)的安全設(shè)置更為靈活。另外，人機界面軟件TraceMode還提供了極為符合中國國情的報表軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)定時報表和事件驅(qū)動報表，如班報、日報、月報等。5．4．6顯示功能設(shè)計1)顯示方式：CRT或液晶顯示屏2)顯示內(nèi)容：5．4．7報警功能設(shè)計1)報警方式具備標準的報警匯總顯示、事件匯總顯示，報警功能及時提醒操作員報警時間、報警原因、報警等級(大于3個等級)；事件記錄操作員的操作情況及相關(guān)停止報告，并進行存儲。2)系統(tǒng)報警系統(tǒng)具有門診斷功能，系統(tǒng)硬件或某些應(yīng)用軟件故障，則在CRT上的報警顯示窗及相關(guān)報警畫面上顯示。3)過程報警過程變量的報警包括：測量值超限或偏離超限設(shè)定點超限；輸出值超限，輸入／輸出值變化率超限開／停報警儀表(包括熱偶)丌路或短路報警5．4．8報表打印功能隨機打印：報警打印機應(yīng)能實時打印所有操作狀態(tài)的變化，如控制方式改變、報警限值、PID參數(shù)的修改、報警確認和其它狀態(tài)改變等，要求隨機打印能接受所有操作站發(fā)山的打印命令，并打印所需內(nèi)容。報表打印：主要包括班報、日報、月報、年報。報表打印能通過任何一個操作站進行控制，并自動進行實時打印。報表格式由用戶根據(jù)本單位使用習(xí)慣自行確定。報警和報表信息可以分頁或在同一頁面上打印。系統(tǒng)可以在線組態(tài)報表，采用Excel標準的報表，并可通過ODBC支持MSAccess查詢報表功能。5．4．9系統(tǒng)生成及數(shù)據(jù)通信1)系統(tǒng)生成，包括控制同路和顯示畫面的組念，可在操作站的，工程師鍵盤或工程師工作站完成。2)系統(tǒng)各站可在線完成下列功能：網(wǎng)路的增加和取消(位號、用途和工程單位等)每個同路數(shù)據(jù)庫的生成和修改在班組顯示上的回路編排在趨勢顯示上：趨勢點的編排、采樣周期和范圍的選擇流程畫面的生成和修改鎖定門的鎖定門診斷和操作條件顯示3)數(shù)據(jù)通信：本系統(tǒng)可以與監(jiān)控計算機或其他的DCS系統(tǒng)進行數(shù)掘通信4)通訊傳輸速率：系統(tǒng)操作網(wǎng)絡(luò)級(SNET)10Mbps控制站控制網(wǎng)(CNET)1Mbps5．5系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格設(shè)計5．5．1系統(tǒng)構(gòu)成SunyTDCS9200采用當(dāng)前最新的最先進的微機硬件技術(shù)和最新版本成熟可靠的軟件系統(tǒng)，具有完整的過程控制功能，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視功能，操作功能，包括各類算法和輔助設(shè)備。根據(jù)試驗鍋爐系統(tǒng)的控制要求，DCS設(shè)備包括：CRT操作站，包括外圍設(shè)備打印機；現(xiàn)場控制站；通信控制裝置：過程輸入／輸出接口；系統(tǒng)內(nèi)部電源；系統(tǒng)內(nèi)部電纜；工程師站(可與操作站兼用)；落地式操作臺或桌面式操作臺；除CRT操作站、打印機外，所有DCS組件都安裝在自立式機柜內(nèi)。所有設(shè)備均安裝在操作室或機房內(nèi)。通信母線及其控制裝置可采用雙重化。串接在通信母線上的任何設(shè)備，可以斷開其連接而不對母線有所影響。能與上位機通訊(留有通訊接口)并與其他DCS系統(tǒng)通訊。SunyTech6．0系統(tǒng)軟件：包括回路組態(tài)、各種顯示畫面、報警和流程畫面，以及趨勢和其他歷史數(shù)據(jù)等。留有用戶可以方便地從上位機對DCS數(shù)據(jù)進行存取的接IS]。5．5. 2系統(tǒng)供電電源規(guī)格使用UPS電源電壓：220V：177。二10％AC頻率：50Hz士lHZDCS供電根據(jù)需要可為與DCS連接的現(xiàn)場變送器等提供電源。 (3)系統(tǒng)電量需求每套控制站750W每套操作站500W5．5．3可靠性和冗余措施5．5．3．1冗余措施1)系統(tǒng)設(shè)備有自動診斷功能2)主控模板CPU冗余3)主控制器模板可整體冗余配置4)操作站互為后備5)外部設(shè)備可根據(jù)需要配置后備6)通信控制器利電纜可雙重化配置7)系統(tǒng)電源模板可雙重化配置8)軟件及通訊廣泛采用容錯技術(shù)9)系統(tǒng)中的冗余部分能夠?qū)崿F(xiàn)自動轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程不能影響系統(tǒng)的正常工作。10)調(diào)節(jié)回路I／O卡件具備l：1冗余功能5．5．3．2系統(tǒng)可靠性估算SUNYTDCS9200系統(tǒng)的平均無故障時間MTBF為100000小時；平均修理時間MTTR為5分鐘。5．5．3．3系統(tǒng)擴充考慮DCS的“0卡件的備用量，機柜內(nèi)部留有卡件安裝空間，并裝有備用接線端子，系統(tǒng)在將來需要增加新的控制點進行擴充時，不中斷工藝操作。本系統(tǒng)的配置靈活、可方便地進行擴充。5．5．3．4修理修理部件或設(shè)備更換，不影響DCS的下常運行第六章DCS系統(tǒng)可靠性設(shè)計6．1 DCS系統(tǒng)的抗干擾問題DCS控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。要提高DCS控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求DCS生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設(shè)計、安裝施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。6．1．