? ? ? ?DCS控制系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)通常由設(shè)計(jì)院統(tǒng)計(jì)提供,,DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)是儀表專(zhuān)業(yè)I/O點(diǎn)數(shù),、電氣專(zhuān)業(yè)I/O點(diǎn)數(shù)和DCS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的通訊點(diǎn)數(shù)總和,。準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)電氣和儀表I/O點(diǎn)數(shù)可避免電氣和儀表專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)協(xié)調(diào)不一致的問(wèn)題,,準(zhǔn)確的DCS點(diǎn)數(shù)能為使用單位決策DCS系統(tǒng)品牌和DCS系統(tǒng)造價(jià)提供依據(jù),。
? ? ? ?本文結(jié)合實(shí)例把DCS系統(tǒng)組態(tài)的步驟、方法和基本思路做科普介紹,,希望廣大工控從業(yè)人員能達(dá)到融會(huì)貫通的目的,,輕松搞定DCS系統(tǒng)組態(tài)工作。
DCS系統(tǒng)AI輸入點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
AI指進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC的模擬量輸入信號(hào),。從現(xiàn)場(chǎng)可以直接輸入DCS系統(tǒng)的AI輸入信號(hào)有熱電偶(J,、K、T,、N,、E、R,、S和B分度號(hào)熱電偶),、熱電阻信號(hào)(Cu50、Cu100,、Pt100和Pt50分度號(hào)),、標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)(4-20mA、0-20mA),、標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)(1-5V,、0-5V和0-10V)和脈沖信號(hào);其他形式的信號(hào)如需送入DCS系統(tǒng),,則要用信號(hào)隔離器,、電流變送器、電壓變送器等信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA或1-5V在送入DCS系統(tǒng),。
①熱電偶AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
單支裝配式熱電偶或者單支鎧裝熱電偶按1個(gè)AI點(diǎn)計(jì)算,;雙支裝配式熱電偶或者雙支鎧裝熱電偶需要在DCS系統(tǒng)顯示同一測(cè)點(diǎn)的兩個(gè)傳感器溫度按2個(gè)AI點(diǎn)計(jì)算,只顯示該測(cè)點(diǎn)的一個(gè)溫度按1個(gè)AI點(diǎn)計(jì)算,;單支多點(diǎn)熱電偶或多點(diǎn)熱電偶常用于監(jiān)測(cè)同一測(cè)點(diǎn)不同部位溫度,,熱電偶有幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)則計(jì)算幾個(gè)點(diǎn)熱電偶AI輸入。
②熱電阻AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
熱電阻AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)方法和熱電偶AI輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)方法相同,。
③標(biāo)準(zhǔn)電流,、電壓AI輸入點(diǎn)統(tǒng)計(jì)
每一路送入DCS系統(tǒng)的4-20mA、0-2mA、0-5V,、1-5V或0-10V信號(hào)分別計(jì)算1個(gè)AI點(diǎn),,同時(shí)統(tǒng)計(jì)該輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的量程范圍。二線制變送器(包括溫度變送器,、壓力變送器,、液位變送器、流量變送器等)因涉及DC24V供電,,最好單獨(dú)統(tǒng)計(jì)AI點(diǎn)數(shù),,方便DCS系統(tǒng)集成接線。
特別說(shuō)明:在現(xiàn)場(chǎng)顯示的壓力表,、雙金屬溫度計(jì),、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)等現(xiàn)場(chǎng)儀表不進(jìn)入DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)計(jì)算。
DCS系統(tǒng)AO輸出點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
AO指DCS系統(tǒng)或PLC發(fā)出的控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備的模擬量輸出信號(hào),。AO輸出一般有4-20mA,、0-20mA、0-5V,、1-5V和0-10V五種類(lèi)型,,4-20mA為最常用DCS系統(tǒng)AO輸出,AO輸出通常接入電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),、變頻器、電力調(diào)整器和工業(yè)控制模塊等設(shè)備,,通常每一個(gè)被控對(duì)象對(duì)應(yīng)一路AO輸出,,AO輸出點(diǎn)數(shù)與被控設(shè)備數(shù)量相同。
DCS系統(tǒng)DI輸入點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
DI指進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào),,DI輸入必須是無(wú)源觸點(diǎn),、TTL或CMOS電平信號(hào),DI進(jìn)入DCS系統(tǒng)或PLC后常會(huì)接通DC24V或者DC48V查詢電壓,。
儀表專(zhuān)業(yè)DI輸入通常來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)電接點(diǎn)壓力表,、電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)、電接點(diǎn)水位計(jì),、液位開(kāi)關(guān),、流量開(kāi)關(guān)、火焰檢測(cè),、電接點(diǎn)水位計(jì)等儀表的報(bào)警觸點(diǎn),,每一個(gè)報(bào)警觸點(diǎn)接入DCS系統(tǒng)時(shí)計(jì)算為一個(gè)點(diǎn)DI輸入。電氣專(zhuān)業(yè)DI點(diǎn)數(shù)計(jì)算較為復(fù)雜,,文章后面專(zhuān)門(mén)介紹,。
DCS系統(tǒng)DO輸出點(diǎn)數(shù)如何計(jì)算
DO指DCS系統(tǒng)或PLC發(fā)出的控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào),,通常通過(guò)中間繼電器再接入其他不同電壓等級(jí)的用電設(shè)備。儀表專(zhuān)業(yè)DO輸出常用于控制外部指示燈,、電磁閥、聲光報(bào)警器,、電氣控制和多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),、接觸器等設(shè)備。DCS系統(tǒng)控制不同設(shè)備其所需要的DO輸出點(diǎn)數(shù)不同,,以下是常見(jiàn)被控對(duì)象I/O點(diǎn)數(shù):
①開(kāi)關(guān)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋4-20mA計(jì)算AI輸入1點(diǎn),,閥門(mén)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計(jì)算DO輸出2個(gè)點(diǎn),閥門(mén)開(kāi)到位/閥門(mén)關(guān)到位信號(hào)計(jì)算DI輸入2個(gè)點(diǎn) ,,閥門(mén)開(kāi)過(guò)力矩/關(guān)過(guò)力矩故障信號(hào)計(jì)算DI輸入2點(diǎn),。
②開(kāi)關(guān)型多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(AC380V電源):每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋4-20mA計(jì)算AI輸入1點(diǎn)(如無(wú)反饋信號(hào)則不計(jì)算該AI點(diǎn)數(shù)),閥門(mén)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)控制計(jì)算DO輸出2個(gè)點(diǎn),,閥門(mén)開(kāi)到位/閥門(mén)關(guān)到位(限位開(kāi)關(guān))計(jì)算DI輸入2個(gè)點(diǎn),,執(zhí)行器開(kāi)過(guò)力矩/關(guān)過(guò)力矩故障信號(hào)計(jì)算DI輸入2點(diǎn)。
③調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋計(jì)算AI輸入1點(diǎn),,閥門(mén)控制信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn),,執(zhí)行器故障報(bào)警信號(hào)計(jì)算AI輸入1個(gè)點(diǎn)(故障報(bào)警常見(jiàn)于智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),如無(wú)故障報(bào)警信號(hào)則不計(jì)算AI點(diǎn)數(shù)),。
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④調(diào)節(jié)型多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu):每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥位反饋計(jì)算AI輸入1點(diǎn),,執(zhí)行器4-20mA控制信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn),ESD緊急控制信號(hào)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn)(ESD緊急控制信號(hào)常見(jiàn)于智能型多回轉(zhuǎn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),,如無(wú)此功能則不計(jì)算該DO點(diǎn)數(shù)),開(kāi)過(guò)力矩/關(guān)過(guò)力矩報(bào)警信號(hào)計(jì)算DI輸入點(diǎn)數(shù)2點(diǎn),。
⑤變頻器:每臺(tái)變頻器頻率反饋計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)1點(diǎn),頻率給定信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn),,運(yùn)行/停止給定指令計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn),,變頻器故障報(bào)警計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),故障復(fù)位計(jì)算1個(gè)DO輸出1個(gè)點(diǎn),,變頻器運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),。
如果變頻器與通訊方式與DCS系統(tǒng)連接,則只需要計(jì)算1個(gè)通訊點(diǎn),,不需要計(jì)算其他點(diǎn)數(shù),。
⑥如DCS系統(tǒng)外接電磁閥、指示燈,、接觸器等設(shè)備,,每個(gè)設(shè)備計(jì)算DO輸出1點(diǎn)(如多個(gè)設(shè)備共用一個(gè)控制信號(hào),通常通過(guò)增加中間繼電器觸點(diǎn)方式完成,,只需要計(jì)算1個(gè)DO輸出),。
電氣專(zhuān)業(yè)如何計(jì)算DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
①常規(guī)電氣控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
最簡(jiǎn)單的電機(jī)控制回路需要2個(gè)點(diǎn)DI輸入,1個(gè)點(diǎn)DO輸出。每個(gè)回路運(yùn)行狀態(tài)(來(lái)自于接觸器輔助觸點(diǎn))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),,啟動(dòng)/停止控制信號(hào)(接接觸器線圈)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn),,故障信號(hào)(來(lái)自熱繼電器或者電機(jī)保護(hù)器過(guò)載信號(hào))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn)。
電機(jī)回路如需要電流顯示和就地/遠(yuǎn)傳控制,,除計(jì)算2個(gè)DI,、1個(gè)DO外,電流信號(hào)(來(lái)自電流變送器)計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)0-3個(gè)點(diǎn)(小功率電機(jī)通常不用監(jiān)測(cè)電流,,則不計(jì)算該AI輸入點(diǎn)數(shù),;大功率三相電機(jī)有幾相電流需要送入DCS顯示就計(jì)算幾個(gè)AI輸入點(diǎn),必須將每一路0-5A電流信號(hào)經(jīng)電流變送器轉(zhuǎn)換為4-20mA信號(hào)送DCS,,最多3個(gè)點(diǎn)),;如電機(jī)需多地控制,則控制地點(diǎn)選擇開(kāi)關(guān)計(jì)算1個(gè)DI輸入,。
下圖是余熱發(fā)電項(xiàng)目GGD電氣柜,、現(xiàn)場(chǎng)操作箱和DCS系統(tǒng)三地控制的電氣二次控制原理圖舉例?
電機(jī)控制二次回路功能說(shuō)明:電氣柜、現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的停止按鈕能在任何狀態(tài)下讓電機(jī)停止運(yùn)行,;控制地點(diǎn)選擇開(kāi)關(guān)可以選擇“本柜控制”,、“現(xiàn)場(chǎng)控制”和“DCS控制”,選擇開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)位置的啟動(dòng)按鈕能啟動(dòng)電機(jī),;選擇開(kāi)關(guān)在“DCS控制”時(shí),,在DCS系統(tǒng)上才能進(jìn)行電機(jī)啟動(dòng)/停止操作。
電氣元件說(shuō)明:二次原理圖中1SS為電氣柜上的停止按鈕,,1SS1為現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的停止按鈕,;1SB為電氣柜上的啟動(dòng)按鈕,1SB1為現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的啟動(dòng)按鈕,;DO為DCS系統(tǒng)啟動(dòng)/停止控制輸出觸點(diǎn),;1HR5為電源指示燈;1HR為電氣柜上的運(yùn)行指示燈,,1HR1為現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的運(yùn)行指示燈,;1HG為電氣柜上的停止指示燈,1HR1為現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的停止指示燈,;1KK為操作地切換開(kāi)關(guān),;1KH為熱繼電器;1KM為接觸器,;1KA為中間繼電器,;1FU為二次回路保險(xiǎn)。
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②降壓?jiǎn)?dòng)電氣控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
每個(gè)降壓?jiǎn)?dòng)回路電機(jī)全壓運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)(來(lái)自于主接觸器1KM1輔助觸點(diǎn))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),,DCS啟動(dòng)/停止控制信號(hào)(接接觸器線圈)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn),,電氣故障信號(hào)(來(lái)自熱繼電器或者電機(jī)保護(hù)器過(guò)載信號(hào))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),,電機(jī)電流信號(hào)(來(lái)自三相電流變送器)計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)3個(gè)點(diǎn)(電機(jī)A、B,、C相電流變送器),;如電機(jī)需多地控制,則控制地點(diǎn)選擇開(kāi)關(guān)狀態(tài)(選擇DCS系統(tǒng)控制時(shí))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),。
下圖是余熱發(fā)電項(xiàng)目GGD電氣柜,、現(xiàn)場(chǎng)操作箱和DCS系統(tǒng)三地控制的降壓?jiǎn)?dòng)二次回路控制原理圖
③變頻器控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
每個(gè)變頻器運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)(來(lái)自于中間繼電器觸點(diǎn))計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),DCS系統(tǒng)啟動(dòng)/停止控制信號(hào)(接中間繼電器線圈)計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn),, 變頻故障信號(hào)(來(lái)自變頻器)計(jì)算DI輸入1個(gè)點(diǎn),故障復(fù)位計(jì)算DO輸出1個(gè)點(diǎn),,變頻頻率反饋信號(hào)計(jì)算AI輸入點(diǎn)數(shù)1個(gè)點(diǎn),;變頻頻率給定信號(hào)計(jì)算AO輸出1個(gè)點(diǎn)。
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④電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)
電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)/反轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)(來(lái)自接觸器輔助觸點(diǎn))計(jì)算D1輸入2個(gè)點(diǎn),,正轉(zhuǎn)故障/反轉(zhuǎn)故障信號(hào)(來(lái)自熱繼電器)計(jì)算DI輸入2個(gè)點(diǎn),,正轉(zhuǎn)控制/反轉(zhuǎn)控制(接接觸器線圈)計(jì)算DO輸 出2點(diǎn),電機(jī)電流反饋信號(hào)最多計(jì)算AI輸入3個(gè)點(diǎn)(無(wú)電流反饋不計(jì)算該點(diǎn)),。
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⑤DCS系統(tǒng)兼容PLC功能,,復(fù)雜的邏輯控制按照實(shí)際工程要求來(lái)計(jì)算DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)(計(jì)算方法與計(jì)算PLC點(diǎn)數(shù)方法相同),在此不一一羅列說(shuō)明,。?
通過(guò)以上DCS系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)計(jì)算方法可以迅速統(tǒng)計(jì)出實(shí)際需要的DCS系統(tǒng)硬件點(diǎn)數(shù),,DCS系統(tǒng)實(shí)際配置還需要考慮DCS系統(tǒng)冗余,通常按照用戶實(shí)際需要的DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)增加20%冗余(教科書(shū)書(shū)上都是這樣說(shuō)的),。
通訊點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
DCS系統(tǒng)還有可能與其他系統(tǒng)或帶通訊的儀表或裝置通訊,,那么在前期工作中必須詳細(xì)統(tǒng)計(jì)相關(guān)設(shè)備的通訊協(xié)議類(lèi)型的數(shù)量,這與DCS系統(tǒng)的硬件成本沒(méi)有多大關(guān)系,,但與DCS系統(tǒng)組態(tài)的工作量及與通訊相關(guān)的外圍設(shè)備配置有關(guān),。假如您的DCS系統(tǒng)屬于施工方交鑰匙工程,你完全不用在此方面費(fèi)精力,;如果你是工程承建方,,DCS系統(tǒng)組態(tài)自己完成,這個(gè)工作就是必需要做的,,因?yàn)檫@跟你的施工成本有關(guān),。
某小型熱電廠包含三臺(tái)75t循環(huán)流化床鍋爐,兩臺(tái)12MW汽輪機(jī)組,。整個(gè)熱控項(xiàng)目大概含有1000個(gè)I/O點(diǎn),。
DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)
拿到數(shù)據(jù)庫(kù)之后,我們先進(jìn)行DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì),,按AI,、AO,、DI、DO分成四個(gè)部分,,AI分為4-20mA,、RTD和熱電偶三種,分別做上標(biāo)記,,一般這個(gè)工作都在Excel中完成,,可以方便統(tǒng)計(jì)、查詢,,最好使用不同的背景顏色來(lái)區(qū)分,。模擬量部分要注意是否有相應(yīng)的量程、單位等信息,。
整理數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí),,我們應(yīng)該注意瀏覽一下,看看都包含哪些設(shè)備,,哪些采集點(diǎn),。剛接觸數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候可能認(rèn)為上千個(gè)點(diǎn)是很龐大的,隨著我們對(duì)生產(chǎn)工藝的了解和熟悉,,慢慢就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)沒(méi)那么多,,因?yàn)榇蟛糠侄际墙?jīng)常用的。如果發(fā)現(xiàn)有不了解的,,應(yīng)該及時(shí)與設(shè)計(jì)院或者甲方溝通,,弄清楚,防止以后帶來(lái)問(wèn)題,。
還可以有一個(gè)方法幫助我們盡快熟悉系統(tǒng)和設(shè)備,,那就是對(duì)照熱控系統(tǒng)圖紙,這個(gè)圖紙按照工藝分成若干份,,比如鍋爐汽水系統(tǒng),、鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)、鍋爐給水系統(tǒng),、除氧系統(tǒng),、鍋爐連排系統(tǒng)等,數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)點(diǎn)都應(yīng)該清楚地標(biāo)記在圖紙上,,比如汽包水位一般采用三個(gè)測(cè)量點(diǎn),,都標(biāo)記在汽水系統(tǒng)的圖紙上,給水系統(tǒng)中也會(huì)標(biāo)記,。先熟悉工藝流程,,再熟悉設(shè)備,通過(guò)設(shè)備就能知道數(shù)據(jù)采集點(diǎn)了,,這樣是不是就沒(méi)那么困難了,?
DCS系統(tǒng)硬件配置
下面我們來(lái)把數(shù)據(jù)庫(kù)的點(diǎn)整理到具體的DCS系統(tǒng)I/O通道,,就是分配測(cè)點(diǎn),前面章節(jié)已經(jīng)說(shuō)過(guò)了,,計(jì)算機(jī)就是根據(jù)你分配的點(diǎn)的位置和類(lèi)型,,來(lái)采集數(shù)據(jù),然后進(jìn)行方案運(yùn)算的,,所有接下來(lái)的工作非常重要,,不能有任何差錯(cuò)。
(1)分配測(cè)點(diǎn)
先把特殊的要求或設(shè)備分檢出來(lái),,處理完之后再進(jìn)行一般設(shè)備的配置,,這樣會(huì)提高效率,也防止遺漏,,因?yàn)樵谂渲靡话阍O(shè)備的時(shí)候,,我們又做了一遍檢查,如果有遺漏就可以及時(shí)增補(bǔ),,反過(guò)來(lái)做呢,?也許更好吧,,總之,,找到一種最適合自己的工作方法是最終的目的。好了,,下面說(shuō)一般DCS系統(tǒng)設(shè)備的配置,,這里有幾個(gè)原則:
①相同的測(cè)點(diǎn)盡量分配在不同的DCS系統(tǒng)卡件上。這樣做是為了分散風(fēng)險(xiǎn),,假如某個(gè)模塊更換或者有故障,,另外的模塊還可以監(jiān)視相同的測(cè)點(diǎn)。
②相同的設(shè)備盡量分配在同一個(gè)DCS控制站中,。這樣的分配是為了盡量減少站與站之間的數(shù)據(jù)鏈接,,降低復(fù)雜程度和故障點(diǎn)。
③DCS系統(tǒng)的站與站之間如果有變量的交換,,最好使用硬接線的方式,,這樣的做法也是為了增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,但是缺點(diǎn)也是明顯的,,因?yàn)檫@樣做至少占用兩個(gè)DCS系統(tǒng)卡件通道,,一個(gè)AI輸入,一個(gè)AO輸出,,因此可以根據(jù)情況考慮,,如果需要交換的變量很多,那只能采用網(wǎng)絡(luò)變量的方式,,通過(guò)上位機(jī)軟件的功能來(lái)完成數(shù)據(jù)交換,。
④每個(gè)DCS卡件模塊應(yīng)留有2-4個(gè)備用通道,。不多說(shuō)了,這里為了適應(yīng)系統(tǒng)的更改,,因?yàn)橛脩羧绻黾恿藴y(cè)點(diǎn),,找不到通道的時(shí)候,會(huì)給我們的工作帶來(lái)很多麻煩,,因此這是必需的,,一般招標(biāo)書(shū)里面也會(huì)有提及。
⑤每個(gè)控制站的每種類(lèi)型卡件應(yīng)該留有1個(gè)備用,,這是為檢修方便考慮:假如卡件出現(xiàn)故障,,第一時(shí)間以熱撥插方式更換一塊全新的就可以解決問(wèn)題。
⑥在數(shù)據(jù)庫(kù)增加三個(gè)字段,,站號(hào),,模塊號(hào)和通道號(hào),這樣就把每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)都分配到具體的模塊的不同通道里,,不能有重復(fù),。
根據(jù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn),每個(gè)控制站會(huì)有一定的負(fù)載能力,,也就是說(shuō)能接入的模塊數(shù)量是有限的,,因此,必須考慮分成幾個(gè)控制單元和機(jī)柜,。本系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)比較少,,每臺(tái)鍋爐3個(gè)主控單元即可滿足控制要求。
完成以上工作后,,整個(gè)系統(tǒng)的配置基本上就已經(jīng)搭建好了,,在提交最終配置結(jié)果之前,一定要仔細(xì)把上面的工作“過(guò)一遍”,,對(duì)毎一個(gè)步驟都需要重新驗(yàn)證一下,,數(shù)據(jù)庫(kù)整理的時(shí)候是否由于誤操作把某些數(shù)據(jù)隱藏了?或者不小心刪除了,?在排序的時(shí)候是否把數(shù)據(jù)弄亂了,?對(duì)于一個(gè)剛剛開(kāi)始工作的工程師來(lái)講,這樣的低級(jí)錯(cuò)誤是肯定要犯的,,沒(méi)關(guān)系,,不要?dú)怵H,借用一句話:錯(cuò)了就改,,改了再犯,,犯完再改,千錘百煉嘛,。然后再對(duì)照系統(tǒng)圖,,找到數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)點(diǎn)的位置,,看看有沒(méi)有特殊的點(diǎn)或者設(shè)備,需要怎樣處理,?最后根據(jù)分配原則重新計(jì)算一下配置是否合理,,是否滿足要求。
當(dāng)你對(duì)上面的工作確信無(wú)誤的時(shí)候,,就可以進(jìn)行下面的工作了,,配置硬件,也就是給系統(tǒng)配備采集卡件,、主控單元,、機(jī)柜、操作員站等設(shè)備,。
(2)根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)完成DCS系統(tǒng)硬件配置不同品牌的DCS系統(tǒng)硬件配置不一定相同,,但配置思路和方法是相同的:DCS系統(tǒng)硬件都是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確需求和DCS系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)來(lái)確定的。DCS系統(tǒng)硬件配置需要完成以下內(nèi)容:?
①硬件冗余配置?
對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行冗余配置是提高DCS可靠性的一個(gè)重要手段,,DCS系統(tǒng)冗余通常包括電源冗余,、控制器冗余、通信冗余,、操作站冗余和DCS系統(tǒng)I/O板卡冗余,,具體冗余要求最好和DCS系統(tǒng)廠家仔細(xì)溝通,做好冗余配置及相關(guān)設(shè)備數(shù)量統(tǒng)計(jì),。?
②插件的配置
根據(jù)系統(tǒng)的要求和控制規(guī)模配置主機(jī)插件(CPU插件),、電源插件,、I/O插件,、通信插件等硬件設(shè)備;
③確認(rèn)DCS系統(tǒng)機(jī)籠和機(jī)柜數(shù)量
DCS系統(tǒng)機(jī)籠用于安插DCS卡件模塊,,不同廠家的DCS系統(tǒng)機(jī)籠配置要求各不相同,,但基本都是按照卡件數(shù)量配置相應(yīng)的機(jī)籠,卡件數(shù)量固化下來(lái)后就可統(tǒng)計(jì)出機(jī)籠數(shù)量,。
DCS機(jī)柜用于安置各種插件,、機(jī)籠和中間繼電器等,DCS機(jī)柜常見(jiàn)尺寸為2100*800*600mm,,機(jī)柜數(shù)量是根據(jù)安裝的插件,、機(jī)籠和中間繼電器等設(shè)備的尺寸和數(shù)量來(lái)決定。
④硬件安裝
不同的DCS,,對(duì)于各種插件在插件箱中的安裝,,會(huì)在邏輯順序或物理順序上有相應(yīng)的規(guī)定。另外,,現(xiàn)場(chǎng)控制單元通常分為基本型和擴(kuò)展型兩種,,所謂基本型就是各種插件安裝在一個(gè)插件箱中,,但更多的時(shí)候時(shí)需要可擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)形式,即一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制單元還包括若干數(shù)字輸入/輸出擴(kuò)展單元,,相互間采用總線連成一體,。
(3)分配操作員站
一般來(lái)說(shuō),每臺(tái)主要生產(chǎn)設(shè)備配一臺(tái)操作員站,,因此本應(yīng)用配5臺(tái)操作員站,,再加一臺(tái)工程師站,有的系統(tǒng)需要配置冗余服務(wù)器,,那就應(yīng)該選用配置高一些的計(jì)算機(jī)來(lái)?yè)?dān)任,,如果有需要還應(yīng)該配備打印機(jī)。當(dāng)需要與其他系統(tǒng)通信時(shí),,就應(yīng)該配備相應(yīng)的通信設(shè)備,,比如串口卡等,為了防止其他設(shè)備對(duì)主控系統(tǒng)的干擾及損壞,,大都采用通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,,也就是說(shuō)其他系統(tǒng)不能接到底層的機(jī)柜或者主控單元中,要通過(guò)操作員站或者工程師站來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,。
筆者曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)項(xiàng)目,,在控制系統(tǒng)之外,還有水冷壁振打系統(tǒng),,它是在鍋爐停運(yùn)以后,,利用超聲波方式,來(lái)清除水冷壁上面結(jié)垢的設(shè)備,,由于不是主控系統(tǒng)廠家的設(shè)備,,因此把它單獨(dú)接到一臺(tái)通信機(jī)上,通過(guò)外接軟件來(lái)完成監(jiān)視功能,。一般還會(huì)有與DEH系統(tǒng)的通信,,因?yàn)镈EH系統(tǒng)往往是單獨(dú)的,可以通過(guò)串口通信的方式把一些重要數(shù)據(jù)比如轉(zhuǎn)速,、閥門(mén)開(kāi)度,、目標(biāo)轉(zhuǎn)速、升速率等接入控制系統(tǒng),。還有一些通信必須使用硬接線的方式接入控制系統(tǒng),,也就是直接接入控制機(jī)柜的卡件中,參與系統(tǒng)控制,,比如電氣系統(tǒng)的停機(jī)跳司信號(hào)等,。
(4)繪制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖
好了,假如你自信前面的工作已經(jīng)完成了,就開(kāi)始進(jìn)行下一步工作,,畫(huà)配電系統(tǒng)圖和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖,。配電系統(tǒng)圖的內(nèi)容包括整個(gè)控制系統(tǒng)的電源及接地系統(tǒng)的詳細(xì)內(nèi)容,包括進(jìn)入系統(tǒng)的電源,、系統(tǒng)內(nèi)的電源接線原理,、還有系統(tǒng)接地原理。這是很重要的內(nèi)容,,因?yàn)樵O(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)以后,,電源的接入是由施工方實(shí)施的,電源是否穩(wěn)定直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,。
同樣的,,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖表示的是系統(tǒng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接,一般系統(tǒng)都是兩層網(wǎng)絡(luò)連接,,這里要具體描述每臺(tái)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)位置和IP地址等信息,,如有其他連接方式應(yīng)明確指出。如圖1所示,。
圖1 ?網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖里也可以包含每個(gè)控制單元的模塊分布圖,,用來(lái)表示前端采集數(shù)據(jù)的每個(gè)I/O卡件的具體位置以及總線連接方式,如圖2所示,。
(5)端子接線圖
還有一個(gè)重要的圖紙千萬(wàn)別忘了,,那就是I/O端子接線圖。這部分圖紙是描述每個(gè)I/O卡件中的每個(gè)通道接入的信號(hào)內(nèi)容,,還包括是如何接線的,。施工人員根據(jù)測(cè)點(diǎn)的分配位置來(lái)決定電纜的走向、長(zhǎng)度,,還可以把相鄰位置的信號(hào)量合并在一根電纜中,,因此我們可以看出,合理的設(shè)計(jì)不僅能保證系統(tǒng)功能的完整,,還可以節(jié)省很多材料和工時(shí),,這就是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累,。
到這里,,我們基本上完成了設(shè)計(jì)的前半個(gè)階段,這個(gè)階段的特點(diǎn)就是繁瑣,,需要注意力集中,,一旦馬虎就會(huì)給后面的工作造成麻煩,而且還不容易發(fā)現(xiàn),,最終導(dǎo)致致命錯(cuò)誤,。因此,筆者建議在設(shè)計(jì)之初先把整個(gè)項(xiàng)目瀏覽一下,做到心中有數(shù),,有點(diǎn)像讀一本書(shū)一樣,,先看看目錄,再看看簡(jiǎn)介,,然后逐個(gè)章節(jié)瀏覽一下,,重點(diǎn)部分深入一些。然后再逐個(gè)步驟細(xì)致完成,,每個(gè)步驟最好一氣呵成,,不要停停走走,那樣會(huì)非常容易遺漏,。?
圖2 ?DCS系統(tǒng)模塊分布圖
編制控制方案
接下來(lái),,做控制方案,這是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,,需要你對(duì)工藝的了解,,對(duì)設(shè)備的了解,還有理解設(shè)計(jì)院的控制要求,,對(duì)于小型鍋爐,,主要包含以下一些重要控制回路。
?
(1)鍋爐MCS控制方案
①引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)-保障爐膛負(fù)壓(見(jiàn)圖3),。
圖3 ?爐膛壓力調(diào)節(jié)?
②主汽壓力調(diào)節(jié)回路-調(diào)節(jié)給煤流量,,保障主蒸汽壓力在一定范圍內(nèi)。
③一次風(fēng)調(diào)節(jié)回路-保障床溫在正常范圍,,防止結(jié)焦,。
④二次風(fēng)調(diào)節(jié)回路-根據(jù)煙道中的含氧量來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)大小,保障爐膛內(nèi)燃燒充分,。
⑤主汽溫度調(diào)節(jié)-根據(jù)減溫器出口溫度的高低,,通過(guò)調(diào)節(jié)減溫流量閥門(mén)來(lái)保障主蒸汽的溫度滿足生產(chǎn)需要。
⑥給水調(diào)節(jié)-根據(jù)汽包水位,、給水流量,、蒸汽流量信號(hào)采用三沖量調(diào)節(jié)控制汽包水位。
圖4 ?汽包水位三沖量調(diào)節(jié)
(2)鍋爐順序控制方案
①引風(fēng)機(jī)及出口門(mén)回路,。
②一次風(fēng)機(jī)啟?;芈贰?/span>
③二次風(fēng)機(jī)啟?;芈?。
④反料風(fēng)機(jī)控制回路。
⑤給煤機(jī)及出口門(mén)控制回路,。
⑥汽包緊急放水門(mén)控制邏輯,。
⑦緊急停爐連鎖邏輯,。
(3)汽輪機(jī)連鎖邏輯
①凝結(jié)水泵啟停聯(lián)鎖邏輯。
②射水泵聯(lián)鎖邏輯,。
③給水泵聯(lián)鎖邏輯,。
④疏水泵聯(lián)鎖邏輯。
⑤主汽門(mén)控制
⑥交,、直流潤(rùn)滑油泵聯(lián)鎖控制
?圖5 ?交流油泵連鎖控制?
?圖6 ?直流油泵連鎖控制
(4)公用系統(tǒng)部分控制邏輯
①除氧器水位控制調(diào)節(jié),。
②減溫減壓器溫度、壓力調(diào)節(jié),。
③凝汽器水位調(diào)節(jié),。
以上內(nèi)容不是全部,也不是必需,,一切都要以實(shí)際系統(tǒng)配置和設(shè)備功能來(lái)定制,。控制方案設(shè)計(jì)好了之后就是在組態(tài)軟件中把它實(shí)現(xiàn)出來(lái),,然后下裝到控制器中運(yùn)行,。一定要保證所有方案都能調(diào)整暢通,是否正確可以留到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)候與專(zhuān)工商榷,。
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