1、.DCS系统的实践应用与工作经验 一、 系统功能需求的确定 选用DCS之前首先要明确应用的目标，提出对DCS功能的要求，确定系统的规模。一般都需要仪表自动化、工艺负责人及计算机的负责人、设计院项目负责人几方面讨论确定，以达到最大限度地满足生产和操作的要求。 1、 应用DCS的目标 （1）提高装置生产及管理水平 提高生产效率（提高收效），降低生产成本，节能，降耗，提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性及适应性，提高装置的管理水平，提高故障分析的科学性和生产管理标准化，有利于劳动竞赛，挖掘生产潜力。 （2）提高装置的控制水平 实现装置稳定化控制及操作优化，实现先进控制，实现顺序逻辑控制，实现设备故
2、障诊断和联锁保护，实现局部或全装置的最优化控制，生产及管理水平的提高，控制水平的提高，将为实现装置“安、稳、长、满、优”生产发挥重要作用，具有显著的经济效益和社会效益。 这些目标可以分阶段考虑，逐步应用、开发，系统亦将逐步扩展以实现最终目标。 2、 系统功能要求 （1）数据采集和存储功能：模拟输入信号的扫描时间，数字信号的扫描时间，历史数据存储（包括调整趋势、历史趋势）的种类、点数和周期，输入信号的处理功能。 （2）控制功能：具备完整的监测、调节和顺序控制功能及设备运行监视、联锁保护等功能，反馈控制功能的最大能力（输入输出的种类、数量、逻辑运算能力、顺序步骤，执行周期），过程控制语言能力（如S
3、T、FORTRAN，BASIC，C或其他的控制语言），先进控制软件的要求。 （3）显示功能：CRT尺寸、颜色，画面刷新时间，画面种类与数量。显示画面包括总貌画面、流程图画面、控制分组画面、调整画面、趋势画面、过程报警画面、系统报警画面、系统状态画面、操作日志画面、历史查询画面等，并具有窗口（多个、拉伸、重叠）显示功能，汉字功能以及触屏功能。 （4）报警功能：模拟输入/输出信号报警（绝对报警、变化率报警），数字输入/输出信号报警，仪表停用（校验、停扫描）报警，系统部件（卡件、网络）故障报警，相邻报警时间分辨率，报警管理功能（如历史查询过滤、报警组设置、报警点组的优先级、报警抑制功能等）。 （5）
4、报表和屏幕拷贝功能：即时报表功能，定时报表功能（包括时报、班报、日报、月报、年报），报警汇总记录，操作记录报表，操作或参数修改打印，打印机屏幕拷贝功能。 （6）操作安全：操作权限口令询问功能，工程师、操作员钥匙键功能，MAN/AUT/CAS切换无扰动功能，冗余措施。 （7）系统的灵活性：系统可靠性指标，冗余冗错，系统扩展方便，新老产品的兼容性，与上位机通信接口及软件的实用性，与其它机种的通信（开放性）。系统功能要求是根据系统目标结合具体内容确定的，特别突出具体项目的特点： a、快速扫描的速度及顺序控制、联锁的执行周期，必须根据工艺指标提出具体要求。例如：某用户的一个装置引进DCS时因承包商对专
5、利商在顺序控制方面的需要不清楚，到组态设计时，发现这种DCS的速度和容量均不能满足工艺的要求，只好又购买了一套PLC，增加了投资。 b、目标在开发先进控制软件，则在控制功能上以及软件开发工具方面要侧重说明。 二、DCS的选型 1、机种选择原则 选择DCS机种是一项重要工作，由于DCS技术进步速度很快，集中更新换代周期很短，过去由几个主要国外DCS厂家垄断的时代已经过去，民族品牌的DCS厂家迅速发展成熟起来，目前已经占据了中国DCS市场的半壁江山，其性能、可靠性和稳定性及优越的性价比得到了广大用户的认可，这是民族产业的骄傲。现在国内外主要DCS制造商有十几家，DCS采购一般采取招标方式，通常由用
6、户（或招标公司）选择3-5家进行询价、招标，经过专家、领导及技术负责人综合评价和评比，最后确定一个机种。DCS机种选择的因素很多，不能只从一次性投资多寡考虑。总结DCS机种选择的原则为：选择工程实力较强的知名公司，选择符合有经验的专家推荐的主流机型，首先考虑DCS系统的可靠性、稳定性和操作方便性，其次考虑DCS功能应满足“功能需要”的要求，具有国际先进水平(但不一定是最先进的)，系统应具有开放式结构，有灵活的系统可扩性。考察是否又在同行业使用的实例，效果是否令人满意，制造厂家的后备支持系统是否完备，调查厂家工程经验和实施能力、专业化解决方案的能力和设计能力，服务是否良好，性能/价格比是否最好，
7、价格是否可以接受，备件供应和响应是否及时。一个工厂企业DCS机种最好选择同一种，便于维护和管理。 2、 机种的评价内容 （1）系统硬件构成比较：将参加询价的3-5家机种做硬件配置和功能比较，主要项目如下：操作站、工程师站、打印机、上位机接口、辅助存储器、网络和内部通信、现场控制器、现场监视站、辅助台柜（安全栅柜、端子柜、继电器柜、辅助操作台等）、应用模块及电源配备。 （2） I/O卡能力比较（每项列出：点数/卡、卡数、总点数）： 监视输入420mA 脉冲 T/C RTD 控制输入420mA 脉冲 /C RTD 控制输出420mA D/I 按钮、开关状态 D/O 开关、继电器输出 （3）系统通信
8、功能比较：通信规程的标准化、开放型及功能，通信网络（总线）、通信速度、传递距离、网络（总线）允许加载设备总台数，是否双重化。 （4）与上位机通信功能比较 （5） 系统软件功能比较 （6） 售后技术服务比较 （7） 应用软件工具比较 （8）发展性、先进性（好、较好、一般、较差） （9）价格分为以下几项列出：硬件、软件、备件、服务（包括培训、资料、现场服务、技术咨询等）、上位机的硬软件、税费及总价。 3、 经验 当选择机种时，最好是由最终用户根据自己的实际情况来决定，专利商和设计院（工程公司）的意见作为参考。尤其是DCS虽工艺设备成套时，专利商和设计院（工程公司）往往选择对他们最有力的机型，很可能
9、是落后的、质次价高的，而且他们不考虑用户在备件、维护、联网等方面的需要，如果自己选择，就可以避免这种现象。某装置DCS招标时采纳了最终用户的意见，不但节省了1/3以上投资，而且选用了性能更好的系统。此外应当防止仅仅根据一次投资决定取舍的做法。某装置仅为便宜6%的价格，买了一套已属落后的国外DCS产品，今后的备件、维修费用会远远超出6%。因为DCS更新很快，虽然制造厂签订合同时能许诺若干年内设备不涨价，但很难兑现。作为工程公司来说，每个厂家的DCS系统都有自己的优势和缺陷，基本上都能完成工业中要求的各种控制功能，在节约成本追求性价比的情况下，采用最新版本的硬件和软件，多考虑客户的各种需求，把工作
10、做的更细致，更周全，才会赢得客户的满意度和高度评价。在硬件选型初期，要首先根据I/O信号数量选择合适的控制器，并计算处理器的带负载能力，以及逻辑处理能力，确保系统安全稳定运行 ，如果合同中包含电源柜，还要将电源柜的供电范围做一个严格的界定，并将容量做一个仔细的计算，并预留供电保险端子或空开，应对设计变更增加供电仪表。此外，除系统FTA电缆及电源线外，尽量减少柜间线的敷设，将I/O卡件及现场接线端子设计在同一柜内，减少工程师或接线人员在现场的类似工作。 三、DCS系统配置 1、系统配置的工作内容 DCS的发展使系统配置的适应性越来越强，而且也囊括了PLC控制功能，从几个、十几个回路的小系统到几百
11、个、几千个回路的大系统都可以实现。系统配置的原则应是在满足装置生产和控制要求的前提下尽量减少硬件的数量，以求经济合理，并留有恰当的余量。系统配置工作主要包括以下几个方面。 （1）系统I/O点统计：一般包括10-15%的备用量。要分别考虑热备用和冷备用的情况。AI的要考虑是否需要向现场供电，是24VDC还是220VAC，是否要通过安全栅隔离，RTD/TC信号的线制问题，安全栅的选型，还需对安全栅进行相应的组态工作，有时可能还存在现场仪表带HART协议，这样会改变安全栅的接线方式。DI/DO信号需要考虑是否为干接点信号，是否需要继电器/安全栅隔离，以及常开常闭触点问题。这些问题的前期确认会提高现场调试的效率，同时还可以提高客户对现场工程师的信任度。 （2）控制柜： I/O卡件种类和数量按I/O点统计表的数量确定。机柜具有10%的备用空间。主控单元冗余配置、
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