2017/2/25 DCS理论与QCS基础.

Presentation on theme: "2017/2/25 DCS理论与QCS基础."— Presentation transcript:

1 2017/2/25 DCS理论与QCS基础

2 什么是DCS DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控领域又称为集散控制系统。
DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制的要求。它的过程控制点分散，系统具有很高的可靠性。它通过集中的操作和监控，DCS具有方便的操作和维护性能。DCS具有标准的接口，对外连接更加方便简捷。 因此，DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制，集中管理”。

3 DCS的发展 1975 年 美国 Honeyw ell （第一台DCS系统） 分散控制系统TDC—2000 70年代
以模拟量反馈为主，开关量为次， 各大公司推出的几十种型号的系统， 采用的都是专利网络，通用性差 80年代 随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术, 80年代末许多公司推出新一代的集散系统, 其主要特征是新系统的局部网络采用MA P 协议; 引用智能变送器与现场总线结构; 在控制软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制, 使DCS 也具有PLC 的功能。 90年代 第三代DCS，网络协议引入标准化，系统具有开放性，可移植性，互操作性，应用速度及范围更大。

4 DCS与PLC的区别 PLC可以说只是DCS系统的一个控制器 PLC可以说只是DCS系统的一个控制器 DCS PLC 硬件
上位机、网络、控制器、 I/O接口、现场仪表等 单一的控制器 软件 上位机组态软件、 控制器编程软件、 通讯接口软件、 操作及设计画面人机接口软件等 控制器编程软件 运算 周期相对长 由于点数少，周期快 特点 分布式控制，全局性，控制回路大 顺序扫描机制，以时间基准的控制，用于单一控制单元小系统 PLC可以说只是DCS系统的一个控制器 PLC可以说只是DCS系统的一个控制器

5 PLC基础知识

6 PLC基础知识

7 PLC基础知识 相当于电工电路中常开点输入 相当于电工电路中输出 相当于电工电路中常闭点输入 相当于电工电路中并联一个常开点输入
相当于电工电路中并联一个常闭点输入 相当于电工电路中串联一个常开点输入 相当于电工电路中串联一个常闭点输入

8 DCS组成结构 DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、高性能的中央处理器（CPU）、网络接口组成。
过程控制站的网络接口是同上一级的操作员站和工程师站的连接通道。操作员的操作控制信息和工程师站的组态程序都是通过这一通道发送到过程控制站，过程控制站收集整理的现场数据也是通过这一通道传递到操作员站上。 过程控制站同I/O模块之间通过现场总线连接。

9 DCS组成结构 一台用于操作、监视、报警、趋势显示、记录和打印报表的PC机。操作员站通常装有操作软件以完成上述功能，并且是通过以太网同过程控制站相连。

10 DCS组成结构 一台用于组态过程控制软件，诊断、监视过程控制站运行情况，供DCS工程师开发、测试、维护DCS系统使用的计算机。

11 DCS组成结构 DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。生产控制操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。 从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。 操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。

12 华章DCS系统 信息层 控制层 设备层

13 华章DCS系统 碎解DCS 造纸DCS 制浆DCS 2K01-2K04 3K01 5K01-5K02 4K01-4K03 以太网（信息层）
ControlNET （控制层） logix5500 控制器 2K01-2K04 ControlNET （控制层） 3K01 5K01-5K02 MCC控制柜 MCC控制柜 4K01-4K03 电机 电机 现场仪表 现场仪表

14 XXX线海天测控DCS Freelance 系统结构 集成 FF 总线设备的编程 DigiVis DigiTool 以太网 MCC控制柜
ABB- AC800控制器 西门子IO模块 电机 现场仪表 Freelance 系统结构

15 各种输入输出IO模块 各种网络连接模块 CPU
华章logix5500 控制器模块种类 电源 各种输入输出IO模块 各种网络连接模块 CPU

16 华章logix5500 控制器模块种类 DeviceNet模块 ControlNET模块 ETHERNET模块 用于控制网 用于设备网
在传动上连接现场操作台PLC ControlNET模块 用于控制网 连接多台LOGIX控制器 ETHERNET模块 用于以太网 连接上位机电脑 DH+/IRO模块 用于设备网 在传动上连接1336变频器

17 华章logix5500 控制器模块种类 模拟量输出模块（AO） 1756-OF8 开关量输出模块（DO） 1756-OB32
模拟量输入模块（AI） 1756-IF16 开关量输入模块（DI） 1756-IB32

18 控制器的总线通讯 我单位大部份设备上的电机是由操作员在DCS（集散控制系统）室控制启停的，操作员通过电脑上的画面发出启停命令，电脑通过网络向PLC发出启停信号，PLC再根据采集到的各类信号（电机的状态信号、联锁信号等）加以判断是否能启停该电机，然后向配电房内的MCC柜发出启停信号，在MCC柜中的接触器相应作出通断电机电源的动作，使电机启动或停止。

19 一、符号含义 PIC含义 TIC含义 P – 压力 T – 温度 I – 指示 I – 指示 C – 控制 C – 控制 FIC含义
CRC含义 F – 流量 C – 浓度 I – 指示 R – 记录 C – 控制 C – 控制

20 一、符号含义（继） LIA含义 PI含义 L – 液位 P – 压力 I – 指示 I – 指示 A – 报警 PID含义 HS含义

21 二、参数设定 高级用户点这里 出现PID设置窗口 操作员点击这里， 出现基本参数设置

22 三、设备控制 数据通过以太网送入控制器 液位、流量、阀位 4-20mA送入AI模块 1756IF16 控制器送出 4-20mA信号到
数据通过以太网送入上位机 MCC送入控制器开关量信号： 准备、运行、故障 模拟量信号：电流、频率反馈 控制器送给MCC开关量信号： 启停信号 模拟量：频率给定 液位、流量、阀位 4-20mA送入AI模块 1756IF16 控制器送出 4-20mA信号到 现场调节阀 1756OF8

23 四、DCS故障识别与处理 开关阀DCS画面出现闪烁 表示开关阀到位信号未收到 检查阀门是否卡死， DCS柜保险丝是否断等 阀门闪烁
同时我们可以查看开关阀控制窗口 阀门异常时“阀门状态”与“阀门命令”将出现不一致，在报警状态栏中也会出现故障提示

24 DCS故障识别与处理（继） 调节阀故障： 阀位已打开很大， 但流量、压力显示不正常 数据没有或数值固定不动 调节阀控制窗口中
实际阀位与回路输出显示值偏差太大 处理： 检查阀门、流量计、压力变送器等现场仪表 检查DCS柜各连接点、保险丝、电源及输入、输出4-20mA信号是否正常 数据没有或数值不动表示网络传输可能有问题，检查网络线及电脑

25 DCS故障识别与处理（继） 在流量计录窗口出现流量波动 处理： 检查现场仪表 检查工艺设定 检查PID参数 电脑断电引起 波型图无记录段

26 DCS组态介绍 组态(configuration) 它是指通过专用的软件来定义系统的过程。定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态；定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策略组态；定义操作员站监控程序的过程叫操作员站组态；定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。 I/O 组态 XXXX机DCS用的是 Rockwell RSLogix 5000组态软件 人机接口画面用RSView32软件实现监控

27 RSLogix 5000介绍 OSF One Shot Falling Storage Bit Store_bit1 Output Bit
Out_bit1 (OB) (SB) OSR One Shot Rising Storage Bit Store_bit1 Output Bit Out_bit1 (OB) (SB)

28 RSView32软件介绍

29 QCS简介 QCS是 质量控制系统的简称， ABB QCS主要由三大部件构成： 1、扫描架 2、AC450控制器 3、上位机

30 AC450过程控制器

31 ABB扫 描 架 水分传感器是基于红外线吸收原理而设计，是当物体被红外光照射时，任何物质仅吸收一定波长的辐射光，允许其它波长的辐射光通过 ，纸张水分测量选用对水不吸收的1.81微米近红外光作为参比波长和处于吸收峰中心的1.94微米近红外光作为测量波长,利用两种波长的单色光轮流交替地透过纸张，取其辐射强度的比值来测定紙张水分 扫描停止 扫描工作 自动纸边停止 自动纸边工作 水份传感器 水份灯 本地 远程 手动向后 手动向前 设定右限位 设定左限位 放射源是采用带有放射物质Kr85的β射线束测验量纸页的定量，其原理是利用纸页对β射线的吸收敏感性。当放射源发出的射线穿透纸页后，纸页会吸收一部分射线，由于纸页吸收的射线量与纸页的定量成线性关系，利用电子电路将穿过纸页的射线转换成电信号，并将电信号与纸页的定量数据进行标定，就可根据射线转变成的电信号测出纸页的定量 标准样板检测 抽样检测 定量传感器 由放射性元素 - +  标准化 保养测试

32 QCS常见故障处理 - 不能扫描 扫描架传感器清洁： 扫描架运行： 将扫描架操作侧传感器电源由“I”转为“O”。 打开操作侧电箱。
将传动皮带轮的固定螺丝松开，并将皮带轮向下滑动至限位开关。 移开上下扫描头，并用酒精清洁传感器。 完成后以相反的步骤将上面各步复位。 扫描架运行： 确认维护工作的各内容无故障。 在上位机上确认无故障显示。 在扫描架上按  键，与上位机联接。 打开操作侧电箱门 将传动皮带轮的固定螺丝松开，并将皮带轮向下滑动至限位开关 按 键，做标定。标定时扫描架有红色  亮，完成后转为绿色 亮。 按 键，开始扫描。 移开上下扫描头 电源开关由“I”转为“O”

33 完