儀表控制系統(tǒng)日常維護管理知識(內部培訓)課件

1、儀表控制系統(tǒng)日常維護管理知識講義中控制室儀表機柜間2022/7/192DCS、PLC工程師站2022/7/193控制室溫度、濕度計溫度控制范圍： 一般應在1825之間濕度控制范圍： 一般應在濕度應在3070%之間 2022/7/194電纜進控制室2022/7/195儀表控制系統(tǒng)DCS系統(tǒng)DCS含義：Distributed Control System的縮寫，又稱集中分散控制系統(tǒng)（簡稱集散系統(tǒng)），也叫分布式控制系統(tǒng)。它是利用計算機技術、控制技術、通信技術、圖形顯示技術實現(xiàn)過程控制和過程管理的控制系統(tǒng)，它以多臺微處理機分散應用于過程控制，通過通信總線、CRT顯示器、鍵盤、打印機等又能高度集中操作、

2、顯示和報警。兼有常規(guī)模擬儀表和計算機系統(tǒng)的優(yōu)點?！胺稚ⅰ?的意思體現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)是利用微型計算機技術對生產過程進行分散控制； “集中”的意思就是要集中操作，集中監(jiān)視和集中管理整個生產過程。2022/7/197DCS系統(tǒng)的特點功能豐富：單、復雜控制，各種運算，順序、邏輯控制，監(jiān)控、顯示、打印、報警、歷史數(shù)據(jù)貯存等操作要求。實現(xiàn)集中監(jiān)視、操作和管理。關鍵設備采用雙重或多重冗余，具有自診斷功能、可靠性高、維護量小。采用專用多芯電纜、標準接插件和規(guī)格化端子排，可節(jié)省大量的儀表連線和布線工作量。接線效率高，不易出差錯。調試采用專用的調試軟件。改變控制方案容易（軟件組態(tài)）。采用模塊式結構，可以方便地擴大

3、或縮小系統(tǒng)規(guī)模。性能價格比高。2022/7/198PLC：Emergency shutdown緊急停車系統(tǒng)。聯(lián)鎖系統(tǒng)：是指為保障工藝過程正常進行和保護設備免受損壞而設立的保護系統(tǒng)，在某些重要工藝參數(shù)、重要設備參數(shù)達到預先設定的數(shù)值時，這個保護系統(tǒng)自動或手動地使相關的裝置、單元或設備實現(xiàn)停車。自啟動聯(lián)鎖：是某些工藝參數(shù)、設備參數(shù)達到預先設定值時，能使備機自動啟動的聯(lián)鎖。報警系統(tǒng)：是指為某些重要工藝參數(shù)、設備參數(shù)達到預先設定的數(shù)值時，自動發(fā)出聲光信號的系統(tǒng)。2022/7/199SIS：Safety Instrumented System安全儀表系統(tǒng)，儀表系統(tǒng)用于實現(xiàn)1個或多個安全儀表功能.安全儀表

4、系統(tǒng)包括傳感器（SENSOR）、邏輯運算器（Logic solver) 和最終執(zhí)行元件(Final element)。CCS：Compressor Control System壓縮機控制系統(tǒng)。2022/7/1910PLC：Programmable logic controller可編程控制器。主要用于程控系統(tǒng)、小型壓縮機等。APC：Advanced process control先進控制系統(tǒng)。主要用于一個或幾個塔、反應器等整體控制。UPS：不間斷供電系統(tǒng)。2022/7/1911常用術語冗余（Redundant）：用多個相同模塊或部件實現(xiàn)特定功能或數(shù)據(jù)處理。容錯（Fault Tolerant）：

5、功能模塊在出現(xiàn)故障或錯誤時，仍繼續(xù)執(zhí)行特定功能的能力。容錯控制系統(tǒng)可以識別和補償控制系統(tǒng)元件的故障，并允許在繼續(xù)完成指定任務的同時，對故障元件進行修復，不中斷過程操作。2022/7/1912安全度等級（SIL） ： Safety Integrity Level縮寫，用于描述安全儀表系統(tǒng)安全綜合評價的等級。故障危險概率（PFD）： Probability of Failing Dangerously縮寫，指是能夠導致安全儀表系統(tǒng)處于危險或失去功能的故障出現(xiàn)的概率。2022/7/1913故障安全（FTS）： Failing to Safe縮寫，安全儀表系統(tǒng)發(fā)生故障時，使被控制過程轉入預定安全狀態(tài)。

6、可用性（Availability）： 系統(tǒng)可以使用工作時間的概率。如系統(tǒng)的可用99.99% ，意味著在10000小時的工作將有1小時的故障中斷時間。2022/7/1914可靠性（Reliability）： 指系統(tǒng)在規(guī)定時間間隔(t)內發(fā)生故障的概率。如系統(tǒng)一年內的可靠性為99.99意味者系統(tǒng)一年中工作時失敗的概率為 0.01。2022/7/1915DCS系統(tǒng)結構簡圖HISHISHISFCSEther網VL網上位機FCS2022/7/1916DCS系統(tǒng)組成(橫河CS3000)過程控制站（FCS） ： Field Control Station縮寫，包括過程控制單元和過程輸入/輸出接口，具備控制運

7、算能力，包括算術運算和邏輯運算功能。2022/7/1917CS3000單點卡、多點卡、通信卡2022/7/1918MTL隔離安全柵隔離式輸入安全柵：一方面為變送器提供24VDC電源， 另一方面將來自變送器的420mA信號，經隔離變壓器線性地轉換成420mA信號傳送給控制室內DCS AI輸入卡。隔離式輸出安全柵：將來自DCS AO輸出卡的420mA信號1：1地進行隔離變換，同時經過能量限制后，把控制信號送給現(xiàn)場調節(jié)閥，以防止危險能量竄入危險場所。2022/7/1919MTL隔離安全柵2022/7/1920LB930、LB940齊納安全柵齊納式輸入安全柵：由快速熔斷器，限壓元件齊納二極管和限流電阻

8、組成。齊納式輸出安全柵：由限制輸出電壓的齊納二極管、限制輸出電流的電阻和快速熔斷器組成。齊納式安全柵在一般情況下由于電阻R的限流和二只齊納二極管的穩(wěn)壓作用，危險側的電流、電壓波動就被限制住了。2022/7/1921操作站（HIS） ： Human Interface Station監(jiān)視。是集散控制系統(tǒng)中的人機接口裝置。采用 Windows XP操作系統(tǒng)、22寸液晶顯示器、專用的操作員鍵盤、光電鼠標。功能：流程圖操作、儀表面板操作、趨勢畫面、報警監(jiān)視（報警和歷史信息顯示等）。2022/7/1922DCS工藝操作員鍵盤2022/7/1923工程師站（ENGS）：是具有工程組態(tài)功能的PC機，如可以進

9、行系統(tǒng)組態(tài)或在線維護。通常具有HIS功能。和 OPC之間進行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)存取、信息處理。2022/7/1924DCS控制功能圖 2022/7/1925V-net網: DCS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)Control Network，是FCS與另外FCS，F(xiàn)CS與HIS、ENGS連接的實時控制網絡，速率為100Mbps。1、讀寫通信：用于采集和傳送一般的過程數(shù)據(jù)。2、信息通信：用于傳送過程報警信息。3、環(huán)形傳送系統(tǒng)：用于向其它站廣播數(shù)據(jù)。2022/7/1926E-net網: 用于連接系統(tǒng)中不同的HIS之間的連接。1、能顯示其它HIS上的趨勢記錄數(shù)據(jù)，2、能利用連接在其它HIS上的打印機和和彩 色拷貝機打印拷貝

10、。3、用本HIS作成的工程技術數(shù)據(jù)可裝入其他HIS。4、向上位機傳送趨勢數(shù)據(jù)文件。2022/7/1927光纖通信系統(tǒng)收發(fā)器2022/7/1928電源系統(tǒng)（220VAC）2022/7/1929電源系統(tǒng)（24VDC）2022/7/193024VDC直流電源柜2022/7/1931DCS系統(tǒng)的特點系統(tǒng)操作方便，人機聯(lián)系好。系統(tǒng)擴展靈活。相對分散，可靠性高。安裝費用省。兼容性好。性價比良好。2022/7/1932日本橫河CS3000系統(tǒng)功能系統(tǒng)的最大監(jiān)控點是10萬個。系統(tǒng)的最大站數(shù)是64個。系統(tǒng)的總貌畫面每幅有32個顯示塊。當某顯示塊有報警時,其顏色為紅色。當功能塊通訊中斷時,其顏色為灰色?？刂平M畫面

11、一般可以顯示最多8個或16個儀表面板。系統(tǒng)中一個趨勢模塊共有16個趨勢組,系統(tǒng)中每個趨勢組有8支記錄筆。1臺HIS最多可顯示800個控制組 。2022/7/1933DCS系統(tǒng)流程圖2022/7/1934DCS控制組2022/7/1935DCS趨勢畫面2022/7/1936DCS調整畫面2022/7/19372022/7/19382022/7/1939日本橫河DCS小卡系統(tǒng)（CENTUM-VP）2022/7/1940安全儀表系統(tǒng)（SIS）功能：在生產裝置的開車、停車階段，運行擾動以及維護操作期間，對人員健康、裝置設備及環(huán)境提供安全保護。無論是生產裝置本身出現(xiàn)的故障危險，還是人為因素導致的危險以及

12、一些不可抗拒因素引發(fā)的危險，SIS系統(tǒng)都應立即作出正確反應并給出相應的邏輯信號，使生產裝置安全聯(lián)鎖或停車，阻止危險的發(fā)生和事故的擴散，使危害減少到最小。2022/7/1941安全儀表系統(tǒng)（SIS）特點應具備高的可靠（Reliability)。高可用性（Availability）。高可維護性（Maintainability）。當SIS系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障時還能保證提供安全保護功能2022/7/1942PLC/SIS控制站(Triconex TS1131)2022/7/1943FTA板、繼電器、P+F安全柵2022/7/1944工程師站組態(tài)畫面（ Triconex TS1131 V4.1）2022/7

13、/1945AI組態(tài)畫面2022/7/1946邏輯組態(tài)畫面2022/7/19472022/7/19482022/7/19492022/7/1950聯(lián)鎖旁路邏輯組態(tài)畫面2022/7/1951PLC操作站畫面（Intouch 9.5)2022/7/19522022/7/1953壓縮機防喘振2022/7/1954壓縮機電子調速2022/7/19552022/7/19562022/7/19572022/7/19582022/7/19592022/7/19602022/7/1961PLC輔助操作臺2022/7/1962PLC系統(tǒng)（ICS REGENT）控制站2022/7/1963SIS（ICS trust

14、ed)2022/7/1964PLC與DCS的區(qū)別1、PLC主要處理的是開關量,DCS主要處理的是模擬 量。2、從工作特性上來說，PLC是處于靜態(tài)，平時它對 于工作平穩(wěn)的裝置來說是不動作的，而DCS處于 動態(tài)，不斷地調節(jié)、控制。3、從可維修性上來說，PLC不允許離線維修，而DCS 允許離線維修。4、從手/自動工作狀態(tài)上來說，PLC只有自動狀態(tài)， 而DCS可以有手/自動兩種狀態(tài)2022/7/1965說明：HIS：操作站； FCS：控制站； CONVERTER：V網轉換接頭ABC：網橋； YNT：光電收發(fā)器 ACB：擴展柜HUB：集線器 EWS：工程師站 PRT：打印機2022/7/1966CENTUM-CS網絡 說明：ICS：操作站 FCS：控制站 ACG：網絡轉換器 EWS：工程師站 EC： 擴展柜 2022/7/1967ICS-PLC系統(tǒng)網絡 2022/7/1968TRICON-PLC系統(tǒng)網絡 2022/7/1969CENTUM-CS 3000 系統(tǒng)OPC數(shù)據(jù)交換方式硬件結構原理 OPC含義：OLE FOR PROCESS CONTROLOLE=OBJECT LINKING ENBEDDING2022/7/1970APC 先控系統(tǒng)硬件結構圖 （SUPCON-adcon）多變