plc与dcs应用系统

plc与dcs应用系统（共10篇）

1.plc与dcs应用系统 篇一

DCS系统在热电厂锅炉应用中故障研究与分析

摘要：本文在简要介绍了锅炉控制系统和神经网络后,对基于BP神经网络的故障分析法进行了详细的分析、阐述,并在此进出上建立数据模型.仿真表明,诊断系统的`诊断准确率达到满意的结果.作 者：梁岐    薛海燕    王勤和  作者单位：内蒙古国电能源投资有限公司乌斯太热电厂,内蒙古,750336 期 刊：中国科技博览   Journal：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN 年，卷(期)：, “”(5) 分类号：X928.3 关键词：集散控制系统    锅炉    变压器    神经网络   

2.plc与dcs应用系统 篇二

关键词：可编程控制器,集散控制系统,现场总线控制系统,发展趋势

1 引言

从1969年美国数字公司研制出第一代可编程程序控制器开始,可编程程序控制器技术取行了令人瞩目的成就。随着工业技术的快速发展,相继出现了集散控制系统和现场总线控制系统,一些行业当中,F C S是由PLC发展而来的;另一些行业,FCS又是由DCS发展而来的。FCS与PLC及DCS之间既有着千丝万缕的联系,又存在着本质的区别。本文试就P L C、D C S、F C S三大控制系统的特点和差异作一分析,并指出它们的现状及发展方向。

2 三大控制系统的基本要点

当前,在工业过程控制中应用了三大控制系统,分别是PLC、DCS和FCS。

2.1 PLC

可编程控制器(Programmable Logic Controller)是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式输入/输出,控制各种类型的机械或生产过程[1]。PLC最初是为了取代传统的继电器接触器控制系统而开发的,它最适合在以开关量为主的系统中使用。由于计算机技术和通信技术的飞速发展,使得大型P L C的功能极大地增强,以至于它后来能完成DCS的功能。另外加上它在价格上的优势,所以在许多过程控制系统中PLC也得到了广泛的应用。大型PLC构成的过程控制系统的要点是:

(1)从上到下的结构,PLC既可以作为独立的DCS,也可以作为D C S的子系统。

(2)PID放在控制站中,可实现连续PID控制等各种功能。

(3)可用一台PC为主站,多台同类型PLC为从站;也可用一台PLC为主站,多台同类型PLC为从站,构成PLC网络[2]。

(4)主要用于工控中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。

2.2 DCS

集散控制系统(Distributed Control System)又称计算机分布式控制系统,它是20世纪70年代中期迅速发展起来的,它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来,实现对生产过程的监视、控制和管理。它既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好的解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险性[3]。它主要用于大规模的连续过程控制系统中,如石化、电力等。其核心是通信,即数据公路。它的基本要点是:

(1)从上到下的树状系统,其中通信是关键。

(2)PID在中断站中,中断站联结计算机与现场仪器仪表与控制装。;

(3)是树状拓扑和并行连续的链路结构,有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。

(4)信号系统包括开关量信号和模拟信号。

(5)DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。

2.3 FCS

现场总线控制系统的核心是总线协议,基础是数字智能现场设备,本质是信息处理现场化。FCS的要点是:

(1)FCS是3C技术(Communication,Computer,Contro1)的融合。它适用于本质(本征)安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。

(2)现场设备高度智能化,提供全数字信号;一条总线连接所有的设备。

(3)从控制室到现场设备的双向数字通信总线,是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统[4]。

(4)控制功能彻底分散。

3 三大控制系统的比较

3.1 DCS与PLC

DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC只是一种(可编程控制器)控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。

网络方面,网络是控制系统的中枢神经。DCS系统如HOLLi AS MACS系统的网络,由上至下分为系统网络和控制网络两个层次,系统网络实现现场控制站与系统操作员站的互连,控制网络实现现场控制站与智能I/O单元的通讯,信息传输实时、可靠。而PLC因为基本上都为个体工作,其在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构。在网络安全上,PLC没有很好的保护措施。

DCS在整个设计上留有大量的可扩展性接口,外接系统或扩展系统都十分方便,PLC所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。

DCS安全性:为保证DCS控制设备的安全可靠,DCS采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元,保证整个系统的安全可靠。PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念,就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个PLC单元发生故障时,不得不将整个系统停下来,才能进行更换维护并需重新编程。所以DCS系统要比PLC安全可靠性上高一个等级[5]。

D C S与P L C硬件可靠性差不多。P L C的优势在于软件方面PLC采用的是顺序扫描机制,PLC在高速的顺序控制中占主导地位。PLC的循环周期在10ms秒左右,而DCS控制站在500ms左右。DCS实现顺序联锁功能相对于PLC来讲是弱势,且逻辑执行速度不如PLC。相对而言,PLC构成的系统成本更低。DCS的现场控制站层通常采用集中式控制,尽管支持远程分布式I/O,但由于成本原因,很少采用。而PLC基于现场总线的远程分布式I/O体积小更灵活易用,能有效地节省接线成本[6]。

3.2 FCS与DCS

可以说,FCS兼备了DCS与PLC的特点,而且跨出了革命性的一步。下面主要比较D C S和F C S的区别。

1)FCS是全开放的系统,其技术标准也是全开放的,FCS的现场设备具有互操作性,装置互相兼容,因此用户可以选择不同厂商、不同品牌的产品,达到最佳的系统集成;DCS系统是封闭的,各厂家的产品互不兼容。

2)FCS的信号传输实现了全数字化,其通信可以从最底层的传感器和执行器直到最高层,为企业的MES和ERP提供强有力的支持,更重要的是它还可以对现场装置进行远程诊断、维护和组态;DCS的通信功能受到很大限制,虽然它也可以连接到Internet,但它连不到底层,它提供的信息量也是有限的,它不能对现场设备进行远程操作。

3)FCS的结构为全分散式,它废弃了DCS中的I/O单元和控制站,把控制功能下放到现场设备,实现了彻底的分散,系统扩展也变得十分容易;DCS的分散只是到控制器一级,它强调控制器的功能,数据公路更是其关键。

4)FCS的全数字化,控制系统精度高,可以达到土0.1%;而DCS的信号系统是二进制或模拟式的,必须有A/D、D/A环节,所以其控制精度为土0.5%。

5)FCS可以将PID闭环功能放到现场的变送器或执行器中,加上数字通信,所以缩短了采样和控制周期,目前可以从DCS的每秒2-5次,提高到每秒10-20次,从而改善了调节性能。

6)由于FCS省去了大量的硬件设备、电缆和电缆安装辅助设备,节约了大量的安装和调试费用,所以它的造价要远低于D C S。

4 发展现状及前景

每种控制系统都有它的特色和长处,所以当一种新的技术出现后,在一定时期内,它们相互融合的程度可能会大大超过相互排斥的程度。这三大控制系统也是这样,比如PLC在FCS中仍是主要角色,许多PLC都配置上了总线模块和接口,使得PLC不仅是FCS主站的主要选择对象,也是从站的主要装置。D C S也不甘落后,现在的D C S把现场总线技术包容了进来,对过去的DCSI/O控制站进行了彻底的改造。第四代的DCS既保持了其可靠性高、高端信息处理功能强的特点,也使得底层真正实现了分散控制。

现场总线代表了一种有突破意义的新的控制思想,它开辟了控制领域的一个新时代。现场总线的发展趋势,我们想从两个方面来分析:第一,工程应用方面现场总线肯定会成为工业应用领域中控制系统的主流选择,这不仅因为节省投资、维护方便,更重要的是它能够提供作为控制领域的底层信息。另一方面,主流现场总线将会占领越来越多的市场份额,而处于劣势地位或后续研发力量跟不上的现场总线将会被淘汰。第二,总体发展方面由于IEC61158是一个妥协的标准,所以造成了今天这样多种标准总线共存的混乱局面,寻求一种统一的、成本低廉的总线成为想像中的一种趋势。由于工业控制实时性、确定性的特点,计算机通信系统不可能替代现场总线,但工业以太网会最终成为一个特定的角色,虽然不一定能完全取代现场总线技术,但可能是一种廉价的,能用于工业控制现场的总线系统。

5 结束语

FCS是一个开放的、完全分布式的和智能控制的系统。但传统DCS、PLC系统已经被使用了几十年来,发展成为一个实用的、可靠性高的系统[7]。随着它们各自的发展,都有向对方靠拢的趋势。像新型的DCS已有很强的顺序控制功能;而新型的PLC,在处理闭环控制方面也不差,并且两者都能组成大型网络。

参考文献

[1]柴瑞娟,陈海霞.西门子PLC编程技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2006.

[2]王永华,A.VERWER(英).现场总线技术及应用教程[M]:从PROFIBUS到AS-i.北京:机械工业出版社,2007.

[3]陈夕松,汪木兰.过程控制系统[M].北京:科学出版社,2005.

[4]杨岭.PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点及应用[J].科技资讯,2007(23):11.

[5]夏晓莉.PLC、DCS两大控制系统的分析[J].中国新技术新产品,2009(22):172.

[6]高敏,夏邦安.对PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异的探讨[J].应用能源动技术,2008(11):42-45.

3.plc与dcs应用系统 篇三

【关键词】OPC技术；DCS与PLC数据通讯；应用

【中图分类号】F224-39【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0119-02

引言

随着我国计算机技术的不断发展，其为我国工业生产提供了更为有效的管理方式和控制方式。在我国工业生产中，控制技术以及网络通讯技术等技术有了突飞猛进的发展，其为我国工业生产提供了非常有效的技术支持。OPC技术是我国工业控制中十分常用的技术，其对工业生产的有效开展提供了重要的技术支持。通过OPC技术可以有效实现不同的控制系统同数据监控系统间形成有效的数据通信，进而保证工业生产有效进行。

本文就对OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用进行分析，并提出一些相应的建议。

一、 OPC技术介绍

OPC（OLE for Process Control），其能够为Windows的应用程序和现场过程控制应用之间建立起一座非常重要的桥梁。其以微软公司的OLE技术为基础，通过提供一套十分完备的OLE/COM接口完的。OPC技术是我国工业控制中非常关键的技术，其对工业生产的有效开展提供了重要的技术支持。之所以该技术在工业生产控制中应用广泛，是因为控制网上的PLC与DCS 往往都是来自于不同的商家的，这些商家们之间的通讯是极为复杂的。也正因为如此，想要在控制网中高效、可靠地获取那些重要的、需要的实时数据，就需要采用OPC通讯技术。通过利用OPC技术，可以在过程控制方面有效使用对象连接以及嵌入技术，进而为控制系统提供了标准的数据访问。

一般情况下，在对OPC数据进行存取时，规范规定的基本对象主要有服务器、组以及数据项三类。一个服务器是与一个设备驱动程序想对应的。在利用过程中，OPC会将开发访问的接口任务放在硬件生产厂家或第三方厂家，然后通过利用OPC服务器来将这些数据提供给用户们。这样一来，就可以非常有效地解决了软件厂商同硬件厂商之间存在的矛盾，使系统资源更为集中，从而大大提高了系统的开放性。与此同时，还能够有效提升系统的可互操作性，从而实现有效管理。

通过利用OPC技术，可以有效实现控制网与管理网之间的互联，当两个网络形成一个整体时，就可以很好地保证上层应用软件和控制设备之间的数据通讯，这不但提高了控制质量，也提高了工作效率。可以说，在遵守OPC规范的前提下，可以在任何时间有效获取工艺生产的过程数据，而这一程序是通过OPC接口来完成的，具体如图1所示。

二、 系统功能与特点分析

OPC技术在DCS与PLC数据通讯的应用中可以起到非常有效的作用，DCS系统通过有效利用OPC协议，可以将实时数据库与OPCServer端连接在一起，从而可以更为有效地采集到现场PLC的实时数据，为系统提供更为丰富、有效的数据。

（一）功能分析

1、数据采集与监控功能

当我们将现场的测量点的测量数据以及状态数据输入到PLC系统时，这时候操作站就可以有效进行数据共享，这一过程是通过DCS系统来完成的。值得一提的是，在进行数据采集时可以实现在数据周期内进行自动采集，并且这个时间周期能够被设定。与此同时，其还能够随时对PLC的相应数据进行必要的监控。

2、数据处理与存储功能

对数据的处理是非常普通的功能。除此之外，还能够将当前存在的一些数据存入之能源网数据库，并且还能够对出现异常的数据给予告警信息，在给出告警信息后会将这些信息快速地存入至数据库内，此时数据库就会对这些信息进行相应的计量和统计，并可以对当前的生产状态以及历时趋势等内容进行有效的分析。

（二）特点分析

通过利用OPC技术，DCS系统能够实现更好地联网。系统在满足了OPC规范后，可以有效支持相应的工控软件和工控设备。此过程是通过安装好外置的程序后便能够将数据联入至我们所指定的数据库服务器之中。不仅如此，通过使用OPC技术，还能够使数据更为方便地被共享，当PLC工控数据进入至DCS系统后，此时就能够在DCS系统中进行必要的监视了。

安全可靠是另一个特点，系统通过使用不同的网段来设定好数据的单项上传，进而能够很好地保证位机在更为安全的环境下进行。不仅如此，由于系统使用的是发数据采集上传软件和数据监控客户端软件，这使得系统使用起来更为便利且有一个更好的运行空间，运行非常稳定。值得一提的是，这种方式还能够同原有的DCS系统完美地融合在一起，这可以非常有效地促进系统软件的一体化，有利于其研发，适用性非常强。由此可见，OPC技术应用于DCS与PLC数据通讯中是非常利于监控的。

三、 OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用

OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用是非常有效的，本文仅以化学水处理控制系统为例，对OPC方案的应用加以说明。

（一）建立以太网

在DCS与化学水处理控制系统联网之前，各自网络为独立的局域网（以太网）。为了实现OPC方案，首先必须建立两个系统之间的光纤以太网。为了保证各自网络的相对独立和安全性，两个局域网的网段不一样，因此需设置网关和路由才能在两个系统之间建立一条以太网通道。

（二）设置OPC服务器和客户端

确认OPC服务器（SERVER）的上位机安装的是带有OPC服务的IFIX，且运行IFIX时，必须启动IFIX的OPC服务（一个名为OPC2OiFTX.EXE的可执行文件）。

OPC基于Microsoft Windows的对象链接和嵌套（Active X）、部件对象模型（COM）和分布式部件对象模型（DCOM）技术，因此需要修改OPC SERVER的IFIX操作员站以及作为OPC客户端（CLIENT）的DCS操作员站的DCOM配置，才能建立OPC SERVER和OPC CLIENT之间的正确连接。这是建立SERVER/CLIENT结构的关键一步。

1、 OPC CLIENT的DCOM设置。作为OPC CLIENT的Ovation DCS操作员站所使用的计算机操作系统为Windows xp，具体设置可以参阅DCS的相关手册，该部分工作由DCS厂家完成，在此不进行详述。

2、在OPC CLIENT上访问OPC SERVER 正确配置了OPC SERVER和CLIENT的DCOM后，就在DCS和BOP PLC系统之间构建了一条基于OPC的网络通道，从而将BOP的过程数据库纳入DCS过程数据库中，实现在DCS操作员站上对BOP的监控。

总结：OPC技术可以对现场PLC系统进行有效的数据采集，能够实时地获取相关的重要数据，也可以有效地保证DCS系统安全、有效的运行，从而为工业生产提供必要的技术支持，保证DCS与PLC数据通讯有效开展下去。

参考文献

[1] 龚政.OPC技术在DCS与PLC数据通讯中的应用[J].鄂钢科技，2010年03期

[2] 雷鸣.OPC DA和OPC DX在数据采集方面的综合应用[A].中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C].2011年

[3] 赵涛.基于OPC和PLC的煤矿主扇风机在线监控系统的研究与设计[D].太原理工大学，2010年

4.DCS系统验收问题 篇四

一、系统硬件功能测试验收

1.1概貌

在开始测试之前，对系统的硬件和外围设备进行检查、确认，包括对下列系统部件进行外观检查和说明。• 控制器和I/O模件 • 工程师站及其外设 • 历史记录站及其外设 • 操作员站及其外设 • 网络交换机 • 系统电源及连接

1．2 网络测试

1．2．1 组态与布线

1． 交换机设置：利用组态终端检查交换机的各端口设置是否符合设计要求。2． 交换机接线：检查各交换机的接线方式以及接线电缆的类型是否与设计图纸一致。3． 整个网络结构与组成：检查整个网络中各工作站、控制器与交换机的连接是否与设计图纸一致。

1．2．2 冗余切换功能检测

1． 控制器端检测：拔下在线控制器上的网线，检查备用控制器是否切换至在线，注意切换时间。

2． 工作站端检测：拔下工作站一个端口的网线，检查工作站工作是否正常。

3． 交换机端检测：关掉在线交换机的电源，检查备用交换机是否切换至在线，注意切换时间、各控制器的切换情况。

1．2．3 网络状态监测与分析 1． 监视网络误码和网络各节点状态。2． 利用系统状态图检查整个网络的状态： A.各节点的正常状态；

B.模拟网络故障，检查系统状态图反映是否正确。

1．3 控制器设置检查 1． 控制器组态：利用ADMINTOOL检查各控制器的设置,是否符合实际要求（硬件地址、网络地址、空间分配、控制区）。

2． 制器冗余切换检测：模拟在线控制器的处理器故障，观察备用处理器的切换时间和状态。

3． 控制器性能检测：利用CONTROLLER DIAGNOSTICS 记录各控制器的空间、内存的消耗（平均值、峰值）。

1．4 控制设备电源检查及切换测试

关掉一侧电源，观察另一测的电源切换是否顺利，注意是否切换延时时间和对系统的影响。从以下几点测试电源切换： 1． 控制器侧 2． 工程师站侧 3． 交换机侧

1．5 工作站 1.5.1 Westation功能

1． 重新启动工作站检查开机信息中有无错误信息出现，检查相应的配置是否正确。（工程师站还要确认Admin的登陆密码。）

2． 在启动过程中检查主机电源、风扇工作是否正常，确认各项指示灯显示正常，风扇工作无异音。

3． 检查显示器各项调节功能，检查键盘是否工作正常，检查三键鼠标的各键功能完好。4． 检查工作站显示器各项调节功能。

5． 启动结束后察看一般信息显示窗口中有无不正常的错误或者注意。6． 打开操作员站面板上的不同图标检查操作员站上图标的各种功能是否完备。7． 检查操作员站桌面右键快捷菜单功能是否设置正确,确认没有超出范围的功能。8． 检查工作站软驱功能，拷贝某一个文件到一张新软盘中。9． 工程师站：检查工程师站光驱、磁带机是否正常。

1.5.2 菜单系统

1． 打开 Data Analysis and Maintenance , 检查进入菜单的方法。2． 使用点菜单（Point Information）检查下列处理过程点的功能：

a． 操作员站中点信息（Information）：检查点信息中有无超出范围的功能被启用（点值一栏中的扫描功能一设置为不可操作）。

b． 点时实趋势（Mini Trend）：建立多点的实时趋势，更改不同时间段设置，检查趋势显示是否正常。

c． 点的历史趋势,建立多个历史点的历史趋势，改变时间段，检查趋势显示是否正确。

1.6 点的相关功能

下列的测试步骤、测试在不同情况下的点的一些功能。

1.6.1 点的信息

1． 打开

Point Information 图标、并输入一个模拟量点名。2． 模拟量点强制改变数据：(工程师站)a． 停止数据采样（Scan Off）。b． 关闭越限检查。c． 强制手动输入一个值。

d． 修改该点的高低限值，然后察看该点是否报警或变坏点。

3． 打开

Point Information 图标、并输入一个数字量点名。4． 数字量点强制改变数据：(工程师站)a． 停止采样。b． 关闭越限检查。c． 强制手动输入一个值。

d． 改变多个参数后用Reset按钮，恢复到改变前的值。5． 检查点的安全级别设置是否正确。

1.6.2 点的查询

1． 按以上步骤，对多个点进行采样停止，关闭越限检查。在操作员站上，从主菜单系统进入点查询窗口。

2． 用 properties 窗口选择查询的特征值。a． 选择至少一个查询类型。b． 选择至少一个质量类型。

3.选择确认(OK)按钮，在点查询窗口上显示所选内容。

1．7 图形显示功能

下面步骤测试图形窗口的功能

1.7.1 图形窗口

1． 从图标中打开一幅过程图窗口。

2． 用鼠标点击有效 POKE 区显示其他图形。3． 检查该窗口的所有操作按钮功能。

1.7.2 图形翻页 1． 在图形顶部的Poke 区进行多幅图形间的翻页操作。

2． 通过TOP图进入不同系统的流程图，检查所有流程图都可以迅速调出。

1.7.3 图形信息

1． 在 Poke 菜单内用显示按钮显示图形中所有的Poke区。2． 在 Poke 菜单内用数据显示按钮显示图形的有关数据。3． 检查流程图中的点能否被拖动。

4． 检查点右键菜单中有无超出操作员站工作范围的功能被设定。（如确认控制逻辑图不能被调出或者能能够调出但不能对相应的算法点进行参数设定）

1.8 一般信息显示 1.8.1 出错信息

1． 选择一个不存在点的图形显示、下载至该站某一文件、启动或停止某一设备（例如工作站、控制器等）。

2． 观察一般信息显示(General Message Display)图标变红，然后打开这个图标。3． 可以观察到标有星号的信息、那是在窗口关闭的情况下收到的，确认可以收到的信息。4． 模拟一个控制器活工作站故障,确认报警信息。

1.9 高速公路信息

1.9.1系统状态

1． 打开系统状态窗口选择某一个控制器或者工作站，然后点击 Drop Details 键, 观察不同类型的站所显示的信息。

2． 选择有报警的站，察看站详细状态，并对报警进行确认清除报警。

1.9.2 系统出错

1． 从 Highway Utilities 菜单进入系统状态画面。

2． 然后点击 Drop Details 键, 观察不同类型的站所显示的信息。

3． 用鼠标选择不同类型的站，然后点击 Drop Details 键, 观察不同类型的站所显示的信息。

4． 切换某一控制器，观察在一般信息显示窗口、报警窗口中不同类型的站所显示的信息。5． 停止某一工作站，观察在一般信息显示窗口、报警窗口中不同类型的站所显示的信息。

1.10 趋势

1.10.1 趋势显示1． 从图标打开窗口, 在显示窗口1生成一个趋势，并按下Modify按钮，添加趋势参数，包括可达8个趋势点，按下Apply按钮予以确认。2． 在趋势显示窗口中选择新建按钮，在显示窗口2中创建一个趋势。

1.10.2 趋势组

1． 在趋势显示窗口选择组按钮，选择一个空趋势组，用Modify 按钮创 建一个新趋势组。2． 添加趋势参数，并按 Apply 键确认。选择刚建好的趋势组，按显示实时趋势按钮。

1.10.3 趋势一览

在显示趋势时，点击画面上任一时间段，可以看到该时间段内的所选数据。

1.10.4 表格趋势

时间在趋势显示窗口，选择 Tabular 按钮。使用 print to a file 按钮把制表趋势输出到一个文件中。（工程师站）

1.10.5趋势缺省值

在趋势显示窗口选择缺省值选项，根据要求改变高限值和低限值。按Apply按钮确认并观察相应键，显示中的新的高低限。

二、采样、报警和系统I/O测试验收

本章测试目的是确认采样和报警的操作功能, 被测试的软件安装在控制器 和 Westation操作员内，控制器对过程输入点连续采样，经转换后把数据广播到 OVATION数据高速公路上。Westation操作员站（还有其它一些站）接受到这些数据，并把这些数据显示在该站的CRT上。

2．1 I/O采样

根据下列步骤，检验所选择的输入点能正确显示.2.1.1 模拟量点

1． 用点信息(Point Information)功能显示一个点。2． 改变所选点的数值。

3． 把所选点添加到一个趋势中, 并确认点值是否正确。

2.1.2数字量点

1． 用点信息窗口显示一个数字量点。2． 改变所选点的条件。3． 观察点值改变情况。

2.2 报警报告

这一节测试将检验报警功能是否将系统报警以正确的方式报告给控制器和 Westation操作员站内，控制器对过程 Westation操作员站。

2.2.1 报警列表

1． 在点信息窗口中改变某一个数字量点状态，使之成为坏点。2． 改变某一组不同报警级别的模拟量点的报警限值使它们报警。3． 通过仿真器产生几个不同级别的报警点。

2.2.2 报警确认

1． 选择报警列表显示，用确认按钮确认一个报警点。2． 用确认按钮确认一批标记星号的需确认的报警点。3． 观察经确认的报警点颜色和背景色发生反转。

4． 选择未被确认的报警列表，确认其中一个报警点，并观察它从列表中消失。

确认：

三、工程师站功能

这一部分测试 Westation 工程师站上的编程工具功能。

3.1 组态功能

1． 选择 Menu 图标, 并选中工具菜单(tool)选项中的Powertools。2． 选择 Westation Config Tools 选项。

3． 选择init tool功能。检查控制器、软件服务器、历史记录站、NT服务器、操作员站的组态参数是否正确，（包括站类型、站IP地址、以太网地址、网络类型、HostID、硬盘分区类型、所选择的软件包等信息）。4． 确认不同站类型所选取的软件包。

5． 选择Admin Tool选项，该工具用于定义、维护和下装系统组态文件。6． 从功能菜单中选择Maintain Project Data 栏。7． 检查不同站的相关原文件的设置是否正确。8． 确认那些能够被改变的文件。

9． 从功能菜单中选择 Download Configure Data 栏。10． 选择所有的过滤条件和所有的站。11． 按下 Download 按钮。

12． 如果有的话，观察文件版本的差异。

3.2

设备维护

打印机管理器 1． 查打印机状态。2． 印某一个报表或文件，检查打印机状态。3.3

Shelltool调用常用的工具

1． 文件管理器、文件转换器、文本编辑器(dtpad)等。3.4 控制器功能

3.4.1 Control Builder(CB)工具 1． 在菜单选择 Control Builder 选项。2． 调出一幅图形.3． 检验CB组态的各项功能。

3.4.2 控制器功能

启动控制器诊断功能.察看控制器中控制器信息、处理任务信息、点信息、I/O信息、版本信息、图页信息等是否正确。

3.5 图形功能

3.5.1 图形生成器(GB)1． 在Tools 菜单选择 Graphices Builder 项。2． 调出一幅图形。3． 确认 GB 的各项功能。

3．6 系统点生成器(PB)分别调出一个数字量输入点、数字量输出点、模拟量输入点、模拟量输出点、历史记录点、SOE点，检查点的设定参数。

四、历史数据存储及检索(HSR)

这一部分测试HSR/LOG站,以及操作员,工程师站。

4.1 历史站的功能检测 4.1.1点的收集、存贮和检索

1． 点回顾：演示下列各种不同类型的回顾，并确认回顾数据能够被显示在报警窗口中, 并且能够滚动。a.过程点的上下限 b.点的输入值 c.采样关闭的点 d.超时(time-out)点 e.过限报警检查关闭的点 f.传感器报警的点 g.正在报警的点 h.点的质量

2． 事件回顾：利用事件回顾窗口测试事件回顾窗口。

3． 组点回顾：检查组点的定义是否满足运行要求；利用组点回顾窗口检测组点回顾功能。4． 历史趋势：按以下步骤演示：

a.在趋势窗口1内显示一个可达4个点的水平趋势。b.在趋势窗口2内显示一个垂直的组合趋势。c.使用趋势修改窗口修改上述中的一个趋势。d.用光标演示时间滚动功能。

4.1.2信息和文件的收集、存贮和检索 1.演示下列各种不同类形的历史回顾 a.所有的点 b.单个点 c.站状态 d.模拟量点 e.数字量点 f.状态变化

2.确认回顾数据能够被显示在报警窗口中, 并且能够滚动显示.3.操作员事件信息：利用操作员事件回顾窗口以下列的方式测试功能（信息显示、打印信息、保存信息）： a.all subtype b.grouped

5.油品罐区DCS系统改造 篇五

一、油品罐区改造前的概况：

西安石化油品罐区共有储罐83台，共设置1＃原油罐区、2＃原油罐区、3＃原油及成品油罐区、中间罐区、零位罐及铁路装卸车、沥青罐区等6个控制室。现场仪表普遍存在储罐测量、安全仪表不齐全、仪表档次低、部分仪表损坏、故障率高、维护工作量大等问题，存在较大的安全隐患，加上控制室多且分散，浪费人力资源，现场工人的劳动强度很大，给生产和管理带来众多不便，不符合安全生产的要求。

二、改造方案：

针对以上问题，我们对公司油品罐区进行统一规划，将6个分散的小控制室进行整合，设置罐区中心控制室，采用一套国产DCS，设置3个远程现场控制站，1个现场操作站，4个中控室操作站，各远程站、各区域与中控室之间采用光缆连接，光缆敷设沿ERP骨架网敷设，实现对所有储罐的监控。同时，对现场测量仪表进行部分更新和完善，按照规范要求配全储罐必需有的液位、温度、高低液位报警、可燃气体和有毒气体检测报警器等仪表。以达到提高劳动生产率、节约人力资源、降低职工劳动强度、消除安全隐患的目标，避免各种生产、安全事故的发生，实现安全生产。

在实施过程中，可以分步实施，根据各个罐区情况，先逐步把各个罐区监控仪表由目前的常规仪表改为DCS远程节点，利用操作站进行监控待罐区中心控制室建好后，在将各罐区仪表信号通过冗余光缆连接到中心控制室DCS上，并将操作站移到中心控制室，实现对所有储罐的集中监控，系统构成详见系统网络配置图。

三、仪表选型：

对沥青罐和零位罐选用雷达液位计，主要考虑雷达液位计：a.非接触式仪表、容易安装、无移动部件、维修量小。b．精度高、可靠性最高。c.可适应沥青高粘度、易凝固、温度高，容易挂料的苛刻工艺条件。d.输出为叠加于HART的4～20mA信号，可将温度信号引入传输。

控制系统选用DCS，主要考虑DCS技术先进成熟，性能可靠，具有冗余功能，操作界面清晰，组态简单，性价比高。

经过设计院推荐、自控专业技术人员讨论、外出考察，并结合分公司实际情况，确定主要仪表选型如下：

1、沥青罐区：液位测量选用SAAB抛物面天线雷达液位计，温度选用铂电阻信号引入雷达液位计； 2、1#、2#原油罐12台罐液位测量选用智能光导液位计，温度选用一体化温度变送器信号引入智能光导液位计； 3、6台零位罐罐液位测量选用SAAB喇叭口天线雷达液位计，温度选用铂电阻信号引入雷达液位计；

4、控制系统选用先进可靠国产的浙大中JX-300XP DCS控制系统；

5、可燃气体报警仪选用深圳特安公司可燃（毒性）气体报警仪。

四、现场施工：

现场施工2008年4月20日开始，由于施工区域太大、现场情况特别复杂，加上储罐内有油，不能影响正常生产，不能在罐区内动火，给施工带来了很大大的困难，根据现场复杂的情况，光缆沿ERP骨架网敷设，罐体上充分利用旧仪表的固定支架，罐区内穿线管采取制作地面支架和制作管卡与管道钢结构连接等固定方式；电缆敷设上充分合理利用原有电缆，减少电缆敷设；罐体上仪表安装，采用倒罐的方式，分部安装；现场施工于2008年6月25日基本结束，经过1个月的调试和试运行，于2008年7月23日正式投用。

五、实施效果：

经过1年多的运行，控制系统和现场仪表运行正常，达到了改造目的。油品罐区DCS系统改造，将6个分散的小控制室进行整合，设置罐区中心控制室，对分公司所有储罐实现集中监控，降低职工劳动强度，提高了工作效率，全面提高罐区自动化管理水平，为罐区数据信息化打下坚实的基础。同时，按照规范要求对储罐的液位、温度、高低液位报警、可燃气体和有毒气体检测报警器等仪表进行更新和完善，彻底消除了罐区存在的安全隐患，达到了预期目的。

六、经验和教训

1、要做好统筹和规划。对于改造项目，应当对现场进行的调研，明确改造后要达到的目标，根据企业实际情况，从长远考虑，制定全面科学合理的规划。

2、根据规划从实用性、可实施性、投资费用等方面，制定实施方案。

3、要对现场情况进行详细的调查，包括在用设备运行情况、区域环境、那些可利旧、设备的规格型号、信号、通讯协议等，做到心中有数，以免信号不匹配及无法施工的问题。

4、在设备选型时，要根据工艺条件，选择有实际使用业绩的测量和控制仪表，以保证所选设备能正常投用。

5、在实施中，要认真组织施工，根据不同的现场情况，制定相应的施工方案，保证施工质量和施工进度。

6.DCS系统电力工程论文 篇六

1.DCS配置及控制方式探讨

1.1DCS配置

如图1.DCS控制系统及图2.ISA总线所示，网络节点的分布上，遵循节点间点对点通讯相对独立的原则：从结构上讲，DCS在结构上采用双网冗余结构,形成冗余容错网，解决了传输设备产生故障后所引发的网络连接问题，从而提高了网络的可靠性能

同时，DCS的传输介质是光纤，因而能够在更大的程度上解决有关通讯电缆的抗电磁干扰性差方面存在弊端，从而在远程控制器之间实现通讯创造实现的条件。此外，通过将相关的冗余DPU连接在同一交换机上以实时点对点的数据跟踪和拷贝，各个冗余DPU在交换机上直接转发也就实现了主干网网络负荷的减轻。这样在电气系统进入DCS时具有如下特点：首先，信息集中得以实现。虽然有关分散控制系统的构成由不同厂商设备所组成，在实现信息集中方面存在弊端，但是只要处理得当，就可以实现通讯问题的良好解决;其次，发挥了专门控制装置的优势，促进系统的总体构成合理、实用经济等条件的达成，从而促使控制装置可靠性的发挥;再次，界面清晰的电气控制。由于电气控制的界面比较清晰，对于传统的专业化系统的调试、维护以及检修等功能的实现十分有利。

1.2控制方式探讨

DCS实现电气控制的基本原则是：充分应用原有的专用微机数字化装置来实现电气控制的核心功能;同时在功能上，保证这些控制系统自成安全独立运行，即使脱离DCS也能在无需外部干扰的情况下，实现电气系统安全运行。在控制方式方面，由于控制逻辑关系比较简单，因而使用PLC能够提升数据通讯的性价比。这种控制方在目前DCS所能够达成的功能中，诸多厂家的DCS具有了与其功能相对应的模件，虽然经济实惠，但是可靠性大大的降低了，因此，针对这种控制方式，可以采取人为设置内部的运算速度、使用冗余方式配置控制系统;其次是在新建的工程中，对于尚未完善前的DCS系统，通过PLC的面板操作键盘或者随机带的编辑器实现临时操作控制对象的目的。我们以机组自启停控制系统为例子来阐述，首先，在机组启动之前，要对电气系统在内的整个机组的启动条件进行统一的、综合的检查。当汽轮机的转速接近额定转速时，就应及时的启动励磁系统;其次，一定负荷时，由运行人员进行干预实现厂用电之间的切换;再次，停机时，由汽轮机的停机主控回路发出停机的相应指令，关闭电气系统。

2.火电厂电气系统纳入DCS的必要性分析

随着我国电力系统的努力与发展，电气二次专业逐渐形成了一套严密的技术与管理模式。当前，火电厂电气专业自动化技术在全国范围内的推广，促使在电气专业管理方面积累了丰富的制造、设计、运行及维护的经验。而火电厂电气专业自动化管理水平的提高，很大程度上来自于计算机及网络技术的推广与应用。但是从设计、制造及专业技术管理上来讲，由于火电厂的电气二次专业和热控专业在我国电力系统中一直是相互独立的，导致火电厂的电气专业在计算机和网络技术的应用上呈现出了明显的滞后局面。为缩小与国外电气专业发展差距，。近年来，国内为此进行了许多有益的探索和尝试，并取得了有关大型计算机分散式控制系统(DCS)在电气专业中应用的经验。同时，计算机数字网络技术的发展，为DCS在火电厂电气专业中的应用创造了有利的发展环境。首先，由于DCS具有很高的可靠性，对于硬接线、按钮等造成的故障，能够起到很好的规避效果，同时还省去了大量操作终端;其次，内部构成的联系逻辑，能够实现配置冗余等形式的制系统替代原有固态逻辑与继电器模式的目的，实现误操作可能性的降低，进而提高了火电控制的可靠性;最后，由于电气的运作、监控均被囊括在DCS中，实现运行人员在任意的DCS的终端(CRT)上，实现对电气系统的整个机组的干预与控制，达到了运行监控的真正集控运行能力。因此，为提高火电厂电气专业的DCS系统管理的水平，以实现整个火电厂的自动化与综合化，就应采用现代化工具和手段实现高水平完善的监控，从而实现电气系统对整个机、炉、电机组的综合自动化以及厂级运行管理目标的达成与实现。

3.DCS引入电气控制系统的现状及应关注的问题探究

3.1DCS引入电气控制系统的现状分析

当前，在火电厂的电气专业实现DCS系统的完全纳入是比较困难的，必须使各级人员采取慎之又慎的态度才能够实现DCS的完全纳入，究其原因，主要有以下几方面：首先，目前电气控制设备及自动装置基本都实现微机化，DCS不能与这些设备实现通信、数据共享，也就导致DCS在电厂中的应用还缺少足够的实践经验，尚未取得成熟的运行经验，也就导致DCS被限制在试点工程上采用;其次，专业人员在DCS应用系统方面的知识尚不丰富。在生产与设计单位，由于电气与热工人员之间存在专业知识渗透不足，导致电气人员对DCS的了解程度不够;再次，传统的电气控制观念难以打破。电气专业自身所具有的安全性高、可靠性要求高的特点，导致电气专业的运作中必须具有较为严格的保护措施，因此，DCS在电气专业中的应用就受到了来自传统观念的强烈抵制。最后，主控室到设备之间需铺设大量电缆，施工工作量大、改造周期长、费用高。不能实现对保护测控装置的智能化管理，也大大减少了监控的信息量的`采集，DCS系统不能实现对电气量(尤其是交流)的故障录波，无法对故障及异常运行进行深入分析和处理。

3.2DCS引入电气控制系统需要关注的问题探究

3.2.1系统设备之间的配合问题

在传统的DCS设计中，有关其自身的容量、规模、结构设计以及与DCS厂家的技术联络均是由热控专业完成。在这些工作方面，电气专业由于与热控专业之间的交流与配合较少，对于DCS系统全面引进电气专业的效率产生了深刻的影响。因此，为提高DCS系统在电气专业的使用，首先，由电气专业对变送器的状态、清单以及明细进行设计，此后热控专业依据所列变送器的明细实现分配;在此过程中，由于电气专业性很强的功能，有关机组综合控制的电气控制功能、逻辑功能设计在DCS中有关位置的分配等问题，必须要由热控专业与电气专业的共同配合才能完成;其次，电气专业还应与就相关的技术等问题与DCS的生产厂家之间进行及时的交流与谈判，对于DCS对电气系统的特殊化要求进行深入的了解，从而实现厂家在有关DCS生产的硬件制作、系统功能及硬件配置等方面给与特定的关注。3.2.2时钟控制配置依据上面DCS系统的原理图可知，整个机组的控制装置是由若干独立的微处理机和DCS构成的。在各种独立的微处理机中，各独立装置均具有自己的时钟控制。也就是说，为实现DCS与电气专业的有机配合，就应关注有关时钟控制的配置问题。但是在现实的工作中，不少装置并未在设计时将独立装置的时钟问题与外界进行配合，也就没有制定相应的对接方法，造成DCS系统中带时标的信息产生紊乱，进而影响到整个电气专业的管理质量。

3.2.3电气装置功能的分配

首先，由于火电厂的热工专业与电气专业功能各异，在使用DCS进行电气控制功能的分配问题时，应就这一特点进行不同的设置。电气专业系统由于参数设置、控制逻辑的及固定的东西较多，调试合适后重复的工作少，但是很长时间就不容许系统退出;但是热工控制的逻辑和设计参数变化的东西多，重复工作多，有关功能及整定参数的修改都需要由工程师站对过程控制站进行代码的传输。由上述热工专业与电气专业所具有的特点可以看出，同一过程站中若电气控制与热工控制项目同时存在，那么对于热控项目或是项目参数的修改都存在导致电气系统误动问题的产生。有上述分析可知，实现DCS在电气控制功能过程站的分配，就应对上述问题给与充分的关注。其次，对于新建工程的首台机组，在过程站分配时考虑临时投入厂用电的控制、保护，以便提前局部带电促使厂用电授电遭遇DCS的复原、带电。

3.2.4DCS系统的调试

7.plc与dcs应用系统 篇七

现场总线控制系统 (FCS) 是随着控制、计算机、网络、通信和信息集成技术的发展而产生的。根据国际电工委员会标准和现场总线基金会的定义:现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线是用于过程自动化和制造自动化最低层的现场仪表或现场设备互连的通信网络。它把通信线一直延伸到生产现场或生产设备, 在生产现场直接构成现场通信网络, 是现场通信网络与控制系统的集成。

2 分布式控制系统

分布式控制系统 (DCS) 也称集散控制系统。DCS综合了计算机技术、控制技术、CRT显示技术、通信技术即4C技术, 集中了连续控制、批量控制、逻辑顺序控制、数据采集等功能。DCS采用分散控制、集中操作、综合管理和分而自治的设计原则。DCS的体系结构通常分为三级。第一级为分散过程控制级;第二级为集中操作监控级;第三级为综合信息管理级。各级之间由通信网络连接, 级内各装置之间由本级的通信网络进行通信联系。

3 PLC控制系统

可编程序控制器系统 (PLC) 是一种以逻辑控制为主、连续控制为辅的控制系统。它用可编程序的存储器来存储用户的指令, 通过数字或模拟的输入输出完成确定的逻辑顺序、定时、计数和运算等功能近年来PLC几乎都采用微处理器作为主控制器, 且采用大规模集成电路作为存储器及I/O接口, 因而其可靠性、功能、价格、体积等都比较成熟和完美。由于智能的I/O模块的成功开发, 使PLC除了具有逻辑运算、逻辑判断等功能外, 还具有数据处理、故障自诊断、PID运算及网络等功能, 从而扩大了PLC应用范围。

4 FCS、DCS、PLC控制系统的比较:

FCS可以说是第五代过程控制系统, 是由PLC (Programmable Controller) 或DCS (Distributed Control System) 发展而来的。FCS与PLC及DCS之间有千丝万缕的联系, 又存在着本质的差异。

4.1 FCS的核心是总线协议, 基础是数字化智能现场设备, 本质是信息处理现场话。FCS的要点

(1) 它可以在本质安全、危险区域、易变过程等过程控制系统中使用, 也可以用于机械制造业、楼宇控制系统中, 应用非常广泛; (2) 现场设备高度智能化; (3) 一条总线连接所有设备; (4) 系统通信是互联的、双向的、开放的, 系统是多变量, 多节点、串行的数字系统; (5) 控制系统功能彻底分散。

4.2 DCS的核心是通信, 即数据公路。DCS的基本要点

(1) 从上到下的树状大系统, 其中通信是关键; (2) 控制站连接计算机与现场仪表、控制装置等设备; (3) 整个系统为树状拓扑和并行连线的链路结构, 从控制站到现场设备之间有大量的信号电缆; (4) 信号系统为模拟信号、数字信号的混合; (5) 设备信号到I/O板一对一物理连接, 然后由控制站挂接到局域网LAN; (6) 可以做成很完善的冗余系统; (7) DCS是控制 (工程师站) 、操作 (操作员站) 、现场仪表 (现场测控站) 的三级结构。

4.3 PLC最初是为了取代传统的继电器控制系统而开发的, 所以最适合在以开关量为主的系统中使用

由于计算机技术和通信技术的飞速发展, 使得大型PLC的功能极大地增强, 以至于它后来能完成DCS的功能。且在价格上有优势。大型PLC构成的过程控制系统的要点是: (1) 从上到下的结构, PLC既可以作为独立的DCS, 也可以作为DCS的子系统; (2) 可实现连续PID控制等各种功能; (3) 可用一台PLC为主站, 多台同类型PLC为从站, 构成PLC网络;也可用多台PLC为主站, 多台同类型PLC为从站, 构成PLC网络。

高端PLC无论从运算速度、网络兼容性还是从硬件的扩展性、系统可靠性、安全性等角度来说, PLC与DCS已经没有多大差别。从系统规模上PLC也可以输入输出上千点以上的能力。

通过使用现场总线, 用户可以大量减少现场接线, 用单个现场仪表可实现多变量通信, 不同制造厂生产的装置间可以完全互操作, 增加现场一级的控制功能, 系统集成大大简化, 并且维护十分简便。传统的过程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对专用的电缆或双绞线, 以传送4m A~20m A信号。现场总线系统中, 每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用, 但是从现场接线盒到中央控制室仅用一根双绞线完成数字通信。与此同时, 使用FCS会增加表的费用, 所以是否应该采用FCS, 应具体情况具体分析。通常来说, 中小型项目上DCS就可以, 但大型的项目, 从节约投资成本来讲, 还是FCS比较好, 因为电缆钱的费用会省很多。

5 FCS、DCS、PLC控制系统发展

每种控制系统都有它的特色和长处, 在一定时期内, 它们互相融合的程度可能会大大超过互相排斥的程度。这三大控制系统也是这样, 现在的DCS把现场总线技术包容了进来, 对过去的DCS I/O控制站进行了彻底的改造, 编程语言也采用了标准化的PLC编程语言。目前在中小型项目中使用的控制系统比较单一和明确, 但在大型工程项目中, 使用的多半是DCS、PLC和FCS的混合系统。

在未来, 工业过程控制系统中, 数字技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展, 同时, 工业控制软件也将向标准化、网络化、智能化、开放性发展。因此现场总线控制系统FCS的出现, 数字式分散控制DCS及PLC并不会消亡, DCS及PLC系统会更加向智能化、开放性、网络化、信息化发展。或只是将过去处于控制系统中心地位的DCS移到现场总线的一个站点上去。这样说, DCS或PLC处于控制系统中心地位的局面从此将被打破。今后的控制系统将会是:FCS处于控制系统中心地位, 兼有DCS、PLC系统一种新型标准化、智能化、开放性、网络化、信息化控制系统。

摘要：文章首先简单介绍FCS、DCS、PLC控制系统, 然后分别对其在工业中的应用进行比较并发表个人观点, 最后阐明了FCS处于控制系统中心地位, 兼有DCS、PLC系统一种新型标准化、智能化、开放性、网络化、信息化控制系统是目前计算机控制系统在生产工业中应用的发展方向。从而进一步深刻认识到计算机控制在实践当中的重要性。

8.plc与dcs应用系统 篇八

关键词：DCS  控制系统  问题分析

中图分类号：TP23    文献标识码：A  文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0068-01

DCS（Distribution Control System）系统也叫分散控制系统，是通过微处理机系统，集数据的收集、处理、分析、监控、记录等为一身，控制危险分散、操作管理集中的，数据控制处理系统。它集中了当代先进微处理器技术、CRT图形处理技术、信息处理技术、通信技术和数控技术，在我国很多科研与工程领域都有应用，为我国的建设做出了巨大贡献。

目前应用在我国火电机组中较为广泛，本文以日立HIACS—5000M为例，分析DCS系统目前存在的问题。

1 DCS在我国火力发电机组上的应用介绍

分散控制系统DCS最早应用在我国是出现在大型机组上，而随着DCS的标准化与国际化，火电机组的中小机组也实现了DCS改造。随着DCS控制系统的应用推广，其功能涉及到了机组外的辅助系统，推动了发电系统的自动化进程，现实出了DCS系统的重要性。由于其在整体生产上的操控作用的地位，其使用性、质量、保养与监测也引起了人们的重视，对其在生产中出现的问题要格外小心。

日立HIACS—5000M系统是日立公司在电力、化工、轻工、冶金等行业经过数十年的实践与研究生产的具有自身品牌特征的控制系统。在火电机组上，已经开发并应用了200 MW，300 MW，600 MW等单机大容量燃油、燃煤，甚至核电的发电机组分散控制系统。该系统可以完成数据采集、模拟量控制、炉膛安全检测与控制、顺序控制系统、数字处理系统等等，通过将数据全面一体的手机，实现了对数据的实时控制、收集与处理，形成一体化系统。

2 DCS控制系统与常见问题

以日立HIACS—5000M为例DCS分散控制系统，往往会遇到以下问题。

2.1 本身缺陷

每个机械使用都有其环境与特点，即便是型号相同的机械，仍然有其使用环境的差异，因此，在一个控制系统出厂的时候，就不是万能的，不是通用的，软件上的设计缺陷或是安装上的缺陷，不可避免。一些数据收集工具，对于外部环境的要求较高，，容易造成差异。

2.2 计算机系统中出现的问题

由于要通过计算机控制与处理，数据反馈的量又是巨大的，其中系统的差错也是经常出现。对于系统自身，就会出现这样那样的问题，例如，系统中的权限不同造成的访问差异与数据冲突。又如，数据的共享渠道不畅通的问题，网路出现连接不上的问题。还有计算机数据处理时因为某些数据的缺失与不合理，造成系统显示error的问题。

2.3 逻辑处理中出现的问题

一是逻辑“NEW”编译后控制器间无法通讯。二是逻辑比较功能出错。三是两个通讯点出错。四是画面组态常出现问题。五是操作端出现数据混乱。

2.4 DCS本身出现的问题

一是电源出现的问题，例如电厂在基建时，DCS系统接地网设计及安装存在问题，DCS系统运行后热电阻、温度测点出现不稳现象。又如，电源连线的松动使得系统在运行时出现干扰与时滞。再如，一个设备出现故障，没有UPS电源，造成数据的丢失与断档。

二是系统不配套。例如某机组是90年代生产投入使用的，对于当前的DCS系统不配套，DCS系统就容易造成死机。又如，对于小容量的DCS控制系统，配在大容量的热控机组上，由于不配套，信息不能正确显示，甚至根本无法使用。

三是DCS网络故障。例如某电厂控制系统，由于多次系统升级改造，增加了数据测点和控制回路，系统负荷率达到了90%，造成了网络数据的眼中堵塞，多次出现死机的问题。又如，某电厂信号控制总线单一，信号控制功率变化异常，造成了网络信号不稳，控制系统失灵。

2.5 人为因素造成DCS控制系统出现误差的问题

对于现在任何系统，首先都需要人的操作与管理，DCS还做不到完全的自动化，自然人为因素造成的故障也不可避免。一般表现在以下几个方面：一是未按规程规定执行工作步骤操作。二是业务不熟，人员误操作。三是管理制度不完善，造成的责任不清。

3 DCS系统维护措施

通过以上分析，可以看出，DCS控制系统的故障主要出在系统与人为上面，针对这些问题，建议做出以下改进。

3.1 DCS分散控制系统针对选型

新建机组的数据需要配套的仪器，DCS系统也应该针对不同的机组有所侧重，例如控制器的侧重点要考虑稳定性与负荷率，还有数据有效标准。通讯总线的负荷率一定要符合合理的范围，控制器的负荷能力要保持均衡，必须在设计与使用前要避免超负荷的情况。

在正式使用前要反复的进行调试，对于有隐患的地方要及时发现，及时调整。

在DCS分散控制系统的配备上，要提高标准，为后续工作打好基础。

3.2 做好DCS控制系统的逻辑分配

首先，在控制系统上要设计均衡的控制，不能过分集中在某一端的控制器上，要做好冗余设置。

其次，做好电源分配，对电源设计，要做好电路的独立，确保能独立工作，防止使用中的干扰。

最后，分配好DCS系统接口，以免造成通讯拥堵的情况。重点考虑在紧急故障时的数据处理正常。

3.3 充分考虑主辅设备的可靠性

应根据设备与数据的特点和运行环境，做好设备运行的应急准备与单独操作配置，一台完整的系统，其不但要与其他环节做好配合，还要有独立工作的能力。例如，紧急停炉系统的配备，如果在出现故障的时候，不但能与整个DCS控制系统分开，还应该能够在分开后单独操作。且不能取消人机操作界面。尤其是安全预防系统，应做到可以完成单独的安全控制作业。

3.4 做好DCS控制系统的日常维护

首先，对于阀门、线路等重点部位，要正确使用，经常检查，要保证这些设备在特殊的情况下，在失电、失气、失信号或DCS系统失灵的情况下，能够向安全方向动作或保持原位。

其次，专业的维护人员要特别重视软硬件知识的积累，不仅能做到正确操作，还要能够发现问题，熟悉控制器、I/O卡件、电源等设备的操作、维修与保养。

最后，对于易损硬件做好及时的监控，对计算机设备也要做到专人专用，不能交叉使用，以防造成系统故障带来的信息丢失等事故。

3.5 提高DCS操作人员的综合素质

DCS控制系统的使用与维护，应该作为一项完整的工作来抓，对于操作人员，不但要会数据的整理与分析，對于系统的维护与维修也要做到精通，这样才能随时发现问题解决问题。对于操作人员，对信息系统的管理知识也要学习，控制系统与信息系统是相通的，信息系统就是控制系统的大脑，所有的创新，首先要做到软件的创新，这就需要对信息系统的知识有所了解。提高创新能力也是DCS控制系统不断完善的要求。

参考文献

[1] 李浩波.集散型控制系统在黄磷电热炉生产中的应用[J].四川有色金属，2011（4）.

[2] 吴泽生，吴艳萍.数字化电气监控管理系统的探讨[J].电力自动化设备，2004（1）.

9.plc与dcs应用系统 篇九

[摘 要] 《机床电气控制与PLC应用》的教学方法浅析以教学实践为基础，针对《机床电气控制与PLC应用》这门专业课程的教学问题，倡导一种适用的教学方法，使得在有限的学时内，以理论教学够用为度，突出实践教学环节，合理调整教学结构，通过教学参观、实验、强化训练，提高学生综合分析能力，进而提高教学质量。

[关键词] 电气控制 PLC应用 教学方法

《机床电气控制与PLC应用》课实质上是由和《可编程序控制器及其应用》两门课程组合而成的，是技工院校机电类专业所学的一门专业课程。内容较深、较广。其重点包括对机床电气的分析和设计以及PLC的应用及设计等诸多问题，仔细探究《电力拖动与机床控制线路》和《可编程序控制器及其应用》这两门课相近之处有两点：一是PLC的编程语言之一梯形图与继电、接触器控制原理图非常接近；二是PLC作为一种工业电脑在电气控制系统中起控制作用，而继电器的主要作用也是电气控制系统中起控制作用。不同之处是前者讲的是继电、接触器控制技术，后者讲的是计算机控制技术。故此，将两门课合并或分开讲授都有其道理和科学性。我校采用将两者合并起来讲授，在具体的教学实践中我们提出应改革传统的教学方法，制定一种确实可行的教学方法来解决教与学的矛盾，以达到最好的教学效果。

我校在本课程的教学改革中，遵循理论与实际相结合，教学内容与新技术相结合的教育思想。在教学中，重在突出实践教学环节，理论教学以够用为度，紧密结合新技术、新工艺、新知识的学习和应用。在有限学时内突出技能教育，使学生们真正掌握好本课程专业理论和专业技能。

一、改革的必要性

传统教学中，该课程理论与实践脱节，过分偏重理论教学，实践环节太少，教师授课以“灌输式”教学方法为主，忽视了学生的主体作用；传授媒体主要是教材、黑板和粉笔，不注重现代教学手段的应用；学生学起来往往不得法，普遍感到费时费力，难以掌握该技术的实际应用。这些严重影响了课程教学的效果，不能充分调动学生的学习积极性。因此，传统的教学方法必须改革。

二、课程教学改革的措施

（一）课堂教学方法改进

1、课堂气氛

教师在教学中，改变了旧的教学模式，勤思多想，多结合用人单位现状，切实贯彻理论联系实际的原则，充分调动学生的学习积极性。在讲课过程中，教师及时了解学生对所讲授内容的掌握情况，做好教与学的互动，根据学生反馈及时改进教学方法，提高教学质量。如在“星―三角降压启动”的问题上学生弄不清电动机星型和三角形接法的区别，就更不会理解为什么星―三角降压启动了。因此，教师必须明确指出，电动机星型和三角形接法的区别，电压值的差异，逐步激发学生的求知欲望，这样提高了教学效果。

2、理论联系实际

《机床电气控制与PLC应用》课程是一门实践性较强的专业课，教学中我们紧密结合实际，避免理论脱离实际，使课堂教学生动活泼，增加学生的兴趣。如讲解PLC时，因为现今机床电气中所用的PLC大多采用OMRON或SIEMENS公司生产的PLC，因此应侧重讲解这两种产品。对于数控技术专业的学生，教学重点应放在FANUC和SINUMERIK数控系统的内置PLC的使用上。为使学生得到更好的工程锻炼，在讲完PLC内容及实训后，安排一至两周课程实践操作训练。给学生选择容量合适的PLC控制课题，让学生从PLC使用、电气系统原理设计、电气元件选择、安装工艺、调试方法上经历一个完整的实操过程，经受一个技师基本素质的训练。使毕业学生到工作岗位后能尽快适应工程实际的需要。

（二）教学模式的改进

1、教学组织与实施

改变传统的“理论教学加实验”为“理论教学加实训”。压缩理论教学学时；理论教学分成两大块：继电、接触器控制部分和PLC应用部分；继电、接触器控制部分压缩为16个学时，PLC应用部分压缩为22个学时，其余48学时都安排学生进行实训。压缩理论学时并非减少理论教学内容，而是改变以往的理论课上教师“满堂灌”为启发式、粗精分开的授课方式。老师在教学时只是提出问题，让学生带着问题进行实训，实训过程中引导学生解决实际问题，那些不能通过实训来学习的内容，则要求老师在课堂上讲精、讲细。这样有利于学生增强学习兴趣，加深对书本内容的理解。

2、利用现代化的教学手段

在《机床电气控制与PLC应用》课程教学中，电路图、梯形图、程序清单特别多，教师在课堂上改变以教师讲，学生听的传统的教学方法，引入多媒体教学，利用课件，多媒体台架，集文字、图象、动画、声音于一体，具有实景动画效应，能达到较好的效果。实施理论与实践一体化教学。通过多媒体课件的制作，可以大大减少教师课堂画图、书写梯形图的时间，又方便教师的讲解，提高教学效率，增大课堂教学的信息量。最主要的是学生在学习的过程中可以直观的看到所学知识，学生的理解也就从感性认识上升到了理性认识。通过一系列的改革，充分重视学生在教学活动中的主体地位，注重启发和引导，注重师生的互动和多向交流，极大调动了学生学习的积极性、主动性和创造性，取得了较好的教学效果。

3、改革考核方法

考试作为检查教学质量的一个重要环节，历来受到教师和学生的高度重视，但是多年来沿用的考试方式已不适于《机床电气控制与PLC应用》课程教学的改革。因此，为了适应新型的教学模式，我们摒弃了传统的考核方法，重视对学生能力的考核。我们探索了一种新的考核方式，使考试真正成为调动学生学习积极性和培养学生综合素质的有效手段。

具体做法是：考试重点放在能力考核上，考试方式多种多样，以便能真正地反映出学生的实际水平和综合素质。在《机床电气控制与PLC应用》课程教学考核中采用笔试、口试、现场操作综合性考试三种方式，其中理论试卷占30％、现场考试占70％。分两部分考试，内容有理论题和现场操作考试题，还有操作中值得注意的问题。现场操作考试则包括现场完成电路的安装、PLC程序调试、控制线路图故障排除，口述各种电器的参数和作用，控制线路的动作过程。操作有必作和抽签选择两种。实行这种考试避免了学生只要肯背就能拿高分，而考试过后就忘的现象，督促学生不仅对理论知识全面复习牢固掌握，在操作能力方面更注重真才识学，否则过不了关，从而强化了基本功的掌握，提高了教学质量。

三、结束语

我们的教学改革取得的成效有下面几点：

1）培养了学生的综合分析应用能力、实际操作能力、工程设计能力和技术创新能力。特点是通过PLC部分的学习，学生能够根据一般设备的动作流程图，完成整个PLC控制系统的设计。

2）从以前老师被动地教变为学生主动地学；从以前学生学起来不动脑筋，生搬硬套变为学生学起来爱动脑筋，善于创新，提高了教学质量，培养了学生的学习兴趣。

3）学生在实训中，既分工又协作，增强了他们的团队精神。

参 考 文 献

[1]陈远龄。机床电气自动控制[M]。重庆：重庆大学出版社，1995。

[2]李成良、顾美玲。大学教学理论与方法[M]。贵阳：贵州教育出版社，1995。

[3]常晓玲。电气控制系统与可编程序控制器[M]。北京：机械工业出版社，2004。

[4]余雷声。电气工程与PLC应用[M]。北京：机械工业出版社，1996。

10.plc与dcs应用系统 篇十

随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。然而，由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备（如水泵），在对原有供水系统进行变频改造的实践中，往往会出现一些在理论上意想不到的问题。本文介绍的变频控制恒压供水系统，是在对一个典型的水塔供水系统的技术改造实践中，根据尽量保留原有设备的原则设计的，该系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题，既体现了变频控制恒压供水的技术优势，同时有效的节省了资金。

1、系统介绍

变频恒压供水系统原理，它主要是由PLC、变频器、PID调节器、TC时间控制器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路以及3台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。

通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号送入PID调节器，经运算与给定压力参数进行比较，得出一调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上；当用水量超过一台泵的供水量时，通过PLC控制器加泵。根据用水量的大小由PLC控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电

机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。

同时系统配备的时间控制器和PID控制器，使其具有定时换泵运行功能（即钟控功能，由时间控制器实现）和双工作压力设定功能（PID控制器和时间控制器实现）。此外，系统还设有多种保护功能，尤其是硬件/软件备用水泵功能，充分保证了水泵的及时维修和系统的正常供水。、工作原理

2.1 运行方式该系统有手动和自动两种运行方式： ⑴.手动运行

按下按钮启动或停止水泵，可根据需要分别控制1#-3#泵的启停。该方式主要供检修及变频器故障时用。⑵.自动运行

合上自动开关后，1#泵电机通电，变频器输出频率从0Hz上升，同时PID调节器接收到自压力传感器的标准信号，经运算与给定压力参数进行比较，将调节参数送给变频器，如压力不够，则频率上升到50Hz，1#泵由变频切换为工频，启2#变频，变频器逐渐上升频率至给定值，加泵依次类推；如用水量减小，从先启的泵开始减，同时根据PID调节器给的调节参数使系统平稳运行。

若有电源瞬时停电的情况，则系统停机；待电源恢复正常后，系统自动恢复运行，然后按自动运行方式启动1#泵变频，直至在给定水压值上稳定运行。

变频自动功能是该系统最基本的功能，系统自动完成对多台泵软起动、停止、循环变频的全部操作过程。

3、电路图

NL1L2L3QSFU1FU2FU3U1V1W1U2V2W2U3V3W3QSKM0U1V1W19变5频器34U2V2W2KM2KM1KM3KM5PLC传感器KM4KM6FR1FR2FR3M13～M23～M33～

4、制电路图

5、原理图

6、控制流程图

7、结语