dcs控制接线设计的分析与实现

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1、DCS控制接线设计的研究与实现57DCS控制接线设计的研究与实现1绪论1.1研究背景[1]我国经济发展的三驾马车之一就是扩大内需，而扩大内需最主要的一个手段就是加大基础设施建设的投资力度。随着国民经济的迅猛发展，作为基础能源的电力的需求[2,3]量与日俱增，因此，电厂新建和改扩建项目也随之增多，从而导致国内电力设计行业普遍出现了时间紧、任务重、人力紧张的状况。而市场化的运作要求每个企业必须千方百计降低成本、提高效率来谋求利润的最大化。对于设计这个行业来讲，企业的成本有很多（包括印制成本、差旅成本、财务成本、人力资源成本等），其中最主要的是人力资

2、源成本。对于电力设计院，热控专业（一般也称为电控专业或自动化专业，以下统称为热控专业）施工图设计中控制系统的DCS接线表及电缆清册一向是工作量最大、重复劳动最多的工作。在接线设计过程中，设计人员需要详细核对每个IO信号（Input/Output，输入/输出）的起点和终点的端子排以及端子号，并根据IO类型和信号类型等条件开出正确的电缆；同时还要合理地合并电缆，统计电缆长度。在国内电力设计院设计过程中，这部分工作仍然停留在手工设计阶段，主要依赖设计人员经验借助AutoCAD以及Excel软件来完成相应成品，效率很低，质量也不高。以一个2X600MW

3、机组项目为例，IO信号点一般在8000个以上，每个信号点有20多项内容需要设计和校对，这些工作全凭设计人员手工完成，不仅耗时费力，而且稍有不慎就会出错，例如填错电缆型号或者进行了不合理的电缆合并，或者将起点或终点填错，或者将控制电缆开成了计算机电缆等等。因此大幅度减少设计人员的工作量并提高效率和设计质量成为热控专业发展的重要目标。现代计算机技术发展日新月异，计算机的最大的优点就是能快速处理大量的重复劳动。因此采用计算机辅助设计软件来完成控制系统的DCS接线表及电缆清册设计成为了热控专业迫切的需求。本项目的研究课题是基于华东电力设计院热控专业关于

4、DCS控制接线设计方面的需求，目的是为电力设计院热控专业提供一套高效、简单、实用的计算机辅助设计工具——《DCS控制接线设计软件》，从而提高工作效率和设计质量，缩短完成热控专业控制系统的DCS接线表以及电缆清册设计的周期，降低人力资源成本。1DCS控制接线设计的研究与实现1.2研究现状1.2.1国内外研究现状DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机控制系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT-CathodeRayTube）和控制（Control）等4C技术，其基本思想

5、是分散控制、集中操作、分级管理、[4,5]配置灵活以及组态方便。[6]目前，电厂过程控制基本都采用分散控制系统，即DCS。在施工图设计中，为DCS设计详细的控制接线方案是电力设计院的热控专业的主要设计工作之一。设计人员根据DCS厂家提供的基于IO清单的DCS板卡出线排列表，进行DCS与就地仪表和被控设备以及DCS与配电箱等盘箱柜之间的电缆开列，成品形式为DCS接线表和电缆清册。现有热控专业的设计手段，国内各电力设计院大致相同，基本为用AutoCAD或[7]Office手工完成。随着电子技术的发展，设计手段也在不断进化中，按照设计成品体现形式的不

6、同可以把热控专业的设计手段大致分成以下三个阶段：1)以单纯纸质为媒介的原始阶段，所有成品通过手工绘图完成。2)以电子文件为代表的第二阶段，所有成品通过使用不同的计算机应用软件（AutoCAD、Excel、Word等）分别完成。这是国内电力设计院目前正在经历的阶段。3)以数据库为核心的第三阶段。由于以AutoCAD、Excel为代表的电子文件不能表达数据之间的关联关系，不能实现数据之间的互相校验和统一，设计院在设计过程中不但效率低下，而且容易出现低级设计错误，越来越不能满足乙方的设计需求，因而出现了以项目数据库为设计核心的需求。该数据库可以集成整

7、个项目的所有数据和成品，是乙方整个设计过程和最终成品的完整体现，而AutoCAD、Excel等文件只是数据库中数据的一种输出方式而已。国外发达国家电厂设计信息化程度较高，所采用的软件往往是覆盖整个生命周期的整体解决方案，强调功能的全面和集成。其中具有代表性的两个软件，一个是英国[8][9,10]Intergraph公司的Intools，另一个是美国AVEVA公司的VANGAGE系统。由于软件功能、构架、工程习惯和表示方法等方面与国内差别很大，国外软件没办法直接应用[11]于设计中，如需定制，时间成本和经济成本都非常高昂。尤其对于DCS控制接线设

8、2DCS控制接线设计的研究与实现计这块需求，目前还没有合适的专业软件能够满足国内电力设计院的需求。以Intools的控制接线设计为例，它采取的是拖放链