DCS工程设计技术与应用实例

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1、DCS工程设计技术与应用实例集散控制系统是具体应用时，必须对系统进行适应性的设计和开发，这种设计和开发式与被控对象密切关系的，任何一套DCS，不论其设计如何先进，性能如何优越，如果没有很好的工程设计和应用开发，都不可能达到理想的控制效果，甚至会出现这样或那样的问题故障。1、DCS的工程设计方案论证方案论证也就是可行性研究设计（或简称可研设计）的主要任务是明确具体项目的规模、成立条件和可行性；确定项目的主要工艺、主要设备和项目投资具体数额。对于DCS的建设，可行性研究设计师必须进行的的第一步工作，它涉及到经济发展、投资、效益、环境、技术路线等大的方面的问题。由于这步工作与具体

2、技术内容关系不大，因此这里不再详细描述。2、方案设计DCS的基本任务方案设计的开始阶段，首先熬明确DCS的基本任务，包括以下几方面：DCS的控制范围DCS是通过对各主要设备的控制来控制工艺过程。设备的形式、作用、复杂程度、决定了该设备是否适用于用DCS去控制。有些设备，如运料车，就不能由DCS控制，DCS只能监视料库的料位；而另一些设备，如送风机，就可由DCS完全控制其启动、停止，改变负荷。那么在全厂的设备中，哪些由DCS控制，哪些不由DCS控制，要在总体设计中提出要求。考虑的原则有很多方面，如资金、人员、重要性，从控制上讲，以下设备宜采用DCS控制。（1）工作规律性强的设

3、备（2）重复性大的设备（3）在主生产线上的设备（4）属于机组工艺系统中的设备，包括公用系统。DCS通过对这些设备的控制实现对工艺过程的总体控制。除此以外，工艺线上的很多独立的阀门、电动机等设备也往往是DCS的控制对象DCS控制深度几乎任何一台主要设备是部分地由DCS控制。DCS有时可以控制这些设备的起停和运行过程中的调节，但不能控制一些间歇性的辅助操作，如有些刮板门等。而对有的设备，DCS只能监视其运行状态，不能控制这些就是DCS的控制深度问题。DCS的控制深度越深，就要求设备的机械与电气化程度越高，从而设备的造价越高。在总体设计中，要决定DCS控制与监视的深度，使后续设计

4、是可以实现的。DCS的设计方案硬件设计硬件初步设计的结果应可以基本确定工程队DCS硬件的要求及DCS对相关接口的要求，主要是对现场接口和通信接口的要求。确定系统I/O点。根据控制范围及控制对象决定I/O点哦数量、类型和分布。确定DCS硬件。这里的硬件主要是指DCS对外部接口的硬件，根据I/O点的要求决定DCS的I/O卡；根据控制任务确定DCS控制器的数量与等级；根据工艺过程的分布确定DCS控制柜的数量与分布，同事确定DCS的网络系统；根据运行方式的要求，确定人机接口设备、工程师站及辅助设备；根据与其他设备的接口要求，确定DCS于其他设备的通信接口的数量与形式。软件设计软件设

5、计的结果使工程师将来可以在此基础上编写用户控制程序，需要做以下工作。根据顺序控制要求设计逻辑框图或写出控制说明，这些要求用于组态的指导。根据调节系统要求设计调节系统框图，它描述的是控制回路的调节量、被调量、扰动量、连锁原则等信息。根据工艺要求提出连锁保护的要求。针对应控制的设备，提出控制要求，如启、停、开、关的条件与注意事项。做出典型的组态用于说明通用功能的实现方式，如单回路调节、多选一的选择逻辑、设备驱动控制、顺序控制等，这些逻辑与方案规定了今后详细设计的基本模式。规定报警、归档等方面的原则。人机接口的设计人机接口的初步设计规定了今后设计的风格，这一点在人机接口设计方面表

6、现得非常明显，如颜色的约定、字体的形式、报警的原则等。良好的初步设计能保持今后详细设计的一致性，这对于系统今后的使用非常重要，人机接口的初步设计内容与DCS的人机接口形式有关，这里所指出的只是一些最基本的内容。画面的类型与结构，这些画面包括工艺流程画面、过程控制画面（如趋势图、面板图等）、系统监视画面等，结构是指他们的范围和它们之间的调用关系，确定针对每个功能需要有多少幅画面，要用什么类型的画面完成控制与监视任务画面形式的约定，约定画面的颜色、字体、布局等方面的内容。报警、记录、归档等功能的设计原则，定义典型的设计方法人机接口其他功能的初步设计。4、工程设计系统的方案设计完

7、成后，有关自动化系统的基本原则随之确定。但针对DCS还需要进行工程化设计（或称DCS的详细设计），才能使DCS与被控过程融为一体，实现自动化系统设计的目标。DCS工程化设计过程，实际上就是落实方案设计的过程。如果说在方案设计阶段以及之前的各个设计阶段，其主要执行者是设计院的话，那么DCS工程化设计的主要执行者将是DCS工程承包商和用户。用户在DCS的工程化设计中将扮演着重要的角色。控制系统的方案设计和DCS的工程化设计这两部分的工作是紧密结合在一起的，而设计院和DCS工程承包商、用户之间也将在这个阶段产生密切的工作