热工分散控制系统DCS分散控制系统及软件介绍.wps
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1、热工热工分散控制系统分散控制系统 DCSDCS分散控制系统及软件介绍分散控制系统及软件介绍第一节第一节 MACS V6MACS V6系统简介系统简介1 1、概述、概述 1.1分散控制系统(Distributed Control System,简称DCS)是七十年代 以来出现的一种新型控制系统,这种系统以微机处理器为基础,应用了网络通 讯技术、 计算机技术、 过程控制技术及CRT图形显示技术,即“4C”技术,采用了 先进的控制功能分散、 操作管理集中的特点,能适应不同应用规模和要求,便于 设计、维护和操作使用,因此得到了迅速发展和广泛应用。 MACS是满足所有用户需求(Meet All Cust
2、omers Satisfaction)的缩 写,由北京和利时系统工程股份有限公司推出。 MACS可以构成独立控制系统、 分 散控制系统(DCS)、监控和数据采集系统(SCADA)等。它可以完成实时数据采 集、 过程控制、 顺序控制、 高级控制、 报警检测、 监视操作,可以对数据进行记录、 统计、显示、打印处理,并提供组态和调试工具。 MACS支持OPC 协议和ModBus 协议,来与第三方系统连接。 上位机通过和利时 自主开发的工业以太网协议HSIE与下位机传递数据。 下位机通讯采用 Profibus- DP 总线,同时支持HART 总线。 2 2、系统主要特点及作用、系统主要特点及作用 2.
3、1 MACS V6是和利时推出的最新一代的MACS平台,我厂采用的 DCS软件为 和利时开发的HOLLiAS MACS 6.5.2,和以前的产品相比主要有以下新特性: 2.1.1 用自主开发的算法组态软件AutoThink代替了集成的第三方软件,极 大提高了系统各软件间的配合性和系统稳定性。 2.1.2 主控单元操作系统采用了自主开发的HEROS,极大提高了软硬件的兼 容性。 2.1.3 简化了网络架构。操作员站和主控单元间可直接通讯,无需经过服务 器。 2.1.4 支持多个工程师站同时组态。 2.1.5 改进、 完善了组态软件的友好性和易用性。 降低了入门难度,提高了组 态的效率,提升了舒适
4、感。 MACS V6具有强大而多样的功能,包括:数据采集、 控制调节、 报警、 趋势、 总 貌图、 模拟流程图、 数据一览、 日志管理、 表格管理、 事件顺序记录、 报表和数据统 计、 显示管理、 人机对话、 打印管理、 系统故障诊断及故障监视、 系统组态、 操作员 在线参数设定、存档数据的离线查询、控制分组、控制回路等。 3 3、主要组态软件组成、主要组态软件组成 3.1工程师站组态的主要工具,由三个软件组成: 3.1.1 工程总控 即工程总控主界面,用来部署和管理整个系统。该工具集成了工程管理、数 据库编辑、 用户组态、 节点组态、 报表组态、 编译、 下装等功能。 需要注意的是,工 程管
5、理器是面向域的,即一个工程对应着一个域,不能同时打开多个工程,以 免组态时混乱。 3.1.2 图形编辑器 可通过该工具生成在线操作的流程图和界面模板。 该软件针对不同行业提供 了丰富的符号库,以方便绘制美观实用的界面。它还支持用户自定义符号库。3.1.3 AutoThink 这是控制器算法组态软件。 它集成了控制器算法的编辑、 管理、 仿真、 在线调 试以及硬件配置功能,支持IEC61131-3中规定的全部6种编程语言。以上三个软 件都采用树状工程组织结构管理组态信息,界面清晰,简单易用。 启动“工程总 控”后,自动加载工程总控、图形编辑器和算法组态软件。 3.2其它组件及工具 3.2.1 离
6、线查询 该工具可按日期查询系统的各种历史数据,以帮助检修人员分析系统运行 情况或事故原因。 3.2.2 操作员在线配置工具 该工具可设置操作界面的大小、位置、风格、专用键盘接口、报警发声等。 3.2.3 版本查询工具 该工具可提供当前安装的MACS6.5.2软件的所有文件的版本信息。 3.2.4 操作员在线 该组件可在线仿真下装的程序。 3.2.5 OPC客户端 该工具可启动OPC客户端程序。 3.2.6仿真启动管理 该工具可配置并启动仿真系统。 4 4、分站要求分站要求 概括来讲就是以工艺系统为主同时兼顾控制功能的原则,最大限度地把属 于一个工艺系统的信号测点分配到一个控制站中去,在这一个站
7、中完成与此工 艺系统被控设备和工艺参数有关的所有监视、控制、操作任务,充分体现了信息 共享、 减少站间引用和系统通讯任务量的原则,对系统优化、 降低负荷、 减少组态 工作量以及维护工作量具有综合优势,做为DCS系统分站原则的基本方向。机柜名称KKS编码说明控制功能单元机组#10 站 I/O柜_0CRA10锅炉MFT、 OFT、 炉膛吹扫、 油泄漏试验、 火检风机、 密封风机、 燃油快关阀、燃油压力调节MFT继电器柜_0CRA10-1MFTMFT 跳闸板#11 站 I/O柜_0CRA11锅炉A磨及辅助设备、 A 给煤机、 A磨冷、 热风调节、 A 层煤 火检,AB层油、小油枪#11站扩展柜_0C
8、RA11-1锅炉#12 站 I/O柜_0CRA12锅炉B磨煤机及辅助设备、 B 给煤机、 B磨冷、 热风调节、 B 层煤火检#13 站 I/O柜_0CRA13锅炉C磨煤机及辅助设备、 C 给煤机、 C磨冷、 热风调节、 C 层煤火检、BC层油#13站扩展柜_0CRA13-1锅炉#14 站 I/O柜_0CRA14锅炉D磨煤机及辅助设备、 D 给煤机、 D磨冷、 热风调节、 D 层煤火检、二次风及燃烧器摆角#14站扩展柜_0CRA14-1锅炉#15 站 I/O柜_0CRA15锅炉E磨煤机及辅助设备、 E 给煤机、 E磨冷、 热风调节、 E层煤火检,DE层油#15站扩展柜_0CRA15-1锅炉#16
9、 站 I/O柜_0CRA16锅炉A侧风烟系统,A 一次风机、A热风再循环风机#16站扩展柜_0CRA16-1锅炉#17 站 I/O柜_0CRA17锅炉B侧风烟系统,B 一次风机、B热风再循环风机#17站扩展柜_0CRA17-1锅炉#18 站 I/O柜_0CRA18锅炉CCS、炉膛压力自动、风量自动、一次风压#19 站 I/O柜_0CRA19锅炉汽水系统、给水调节、减温调节、锅炉排污#19站扩展柜_0CRA19-1锅炉#20 站 I/O柜_0CRA20锅炉锅炉吹灰、炉管泄漏#20 站扩展柜 1_0CRA20-1锅炉#20 站扩展柜 2_0CRA20-2锅炉#21 站 I/O柜_0CRA21锅炉脱
10、硝 SCR反应器区控制、 炉膛壁温(FM185)、 除渣系 统#22 站 I/O柜_0CRA22汽机抽汽系统、汽机疏水、主汽系统#22站扩展柜_0CRA22-1汽机#23 站 I/O柜_0CRA23汽机高/低加系统、辅汽系统,轴封系统,除氧器系统#23站扩展柜_0CRA23-1汽机#24 站 I/O柜_0CRA24汽机A 给泵、A凝结水泵、A 真空泵、高/低旁系统#24站扩展柜_0CRA24-1汽机#25 站 I/O柜_0CRA25汽机B 给泵、B凝结水泵、B 真空泵、汽机油系统#25站扩展柜_0CRA25-1汽机#26 站 I/O柜_0CRA26汽机C凝结水泵、开式循环水、工业水、胶球清洗#
11、26站I/O 扩展 柜_0CRA26-1汽机#26站远程站_0CRA26B-R汽机远程循环水 A#27 站 I/O柜_0CRA27汽机闭式循环水、发电机系统、SOE#27站远程站_0CRA27B-R汽机远程循环水 B#28 站 BTC柜_0CJJ01DEHDEH-BTC#28站BTC 扩展 柜_0CJJ02DEH#29站站ATC 柜_0CJJ03DEHDEH-ATC#30 站 I/O柜_0CJU01MEH/ METSMEHA、METS#31 站 I/O柜_0CJU02MEH/MEHB、METSMETS#32 站 I/O柜_0CRA32单元 电气发变组、励磁系统、直流系统#33 站 I/O柜_0
12、CRA33单元 电气厂用电高压及低压开关#33站扩展柜_0CRA33-1单元 电气两机公用#34 站 I/O柜_0CRA34公用 电气高备变、6kV母线、公用变、SOE#34站扩展柜_0CRA34-1#35 站 I/O柜_0CRA35公用 电气化水变、检修变、输煤变、220V直流#36站远程站_0CRA36-R脱硝 氨区仅在#5#6两机公用配置脱硝氨区现场控制站及设备控制划分表第二节第二节 MACS V6MACS V6系统网络结构系统网络结构1 1 、MACS V6MACS V6 的主要节点包括:的主要节点包括: 操作员站-在系统运行时,供操作员使用的人机接口设备。 操作员通过它提 供的人机界
13、面对系统运行状况进行监视、控制。这种类型的计算机也可被组态为 通信站,一些通信软件(例如OPC、 ModBus等)在其上运行,以和其它系统或设 备交换数据。 工程师站-用来进行系统组态的计算机,系统管理员可通过它将编译好的 工程下装到各个操作员站、历史站和现场控制站。 现场控制站-包括各种主控单元、其它硬件模块、机笼和机柜。 历史站-用于提供历史数据库、 实时数据库、 报表打印、 报警和I/O服务的计 算机。 主控单元-是控制模块,它按照预先下装到其内存中的算法处理采集到的 现场数据,并将结果传递给服务器或将相应命令传递给执行器,以控制实际过 程。 I/O模块-是一种硬件模块,用来在控制器和现
14、场仪表/执行器间转换和传 递数据/命令。 其它-交换机、路由器、以太网卡和网线等。 1 1、 MACS V6MACS V6网络的架构网络的架构 MACS V6 主要分为上、下两层网络: 2.1 监测控制层 这一层主要包括操作员站、工程师站、历史站、交换机等,它通过一个 TCP/IP 协议的冗余以太网与下层进行通信,将经过处理的现场采集数据显示给 运行人员,并将运行人员的操作指令传递给下层。各个设备(包括OPS,ES,CMS,HIS和打印机等)通过交换机连成网络。重要设备,例如历史站 交换机等均冗余配置,以保证系统通讯的可靠性。 2.2 现场控制层 这一层主要包括FCS、 I/O 模块等,FCS
15、通过DP总线与 I/O设备进行通信,I/O设 备将采集数据传输给控制站中的MCU,由它按照预先下装的算法处理数据并将 需要显示的数据传递给监测控制层,从上层来的以及FCS生成的指令也将被传 递给现场执行器。通过专用硬件模块,现场控制层也支持HART和 FF总线协议。 我厂的控制系统的网络示意: #6机组+公用网络系统,如图所示:单元机组系统网络示意图 2 2、 域号划分域号划分 基于“多域管理”概念的。整个系统根据位置、功能和受控过程的特点被分 为相对独立的子系统,每一个都称为一个“域”,各个域的数据也相对独立。 这 种结构不仅有利于系统组态,也便于系统的扩展和重建。 每一个域(即子系统)都可
16、被单独实施和测试,而不影响其它域。 需要扩展新的域时,将所需节点直接 连到交换机上即可。 #5#6精处理采用0 号域, 综合泵房采用 1号域,#5#6除灰渣采用2号域,输 煤采用 3号域,#5#6 公用采用4 号域,#5机组采用5号域,#6 机组采用6号域, #7 机组采用7 号域,#8机组采用 8号域,#7#8公用采用9 号域,#7#8精处理采用 10 号域, #7#8除灰渣采用 11号域,#5#6脱硫系统采用12号域,#7#8脱硫系统 采用 13号域,脱硫公用系统采用14 号域。 其中#5#6精处理 I/O柜放置在#5电子 设备间,#7#8精处理I/O 柜放置在#8 电子设备间,#5#6两
17、机公用I/O柜放置在 #6 电子设备间,#7#8两机公用 I/O 柜放置在#7电子设备间。附:操作站IP站点IP地址站点IP地址#5 工程师站128/129.0.5.80#7 工程师站128/129.0.7.80#5 炉操作员站 1128/129.0.5.81#7 炉操作员站 1128/129.0.7.81#5 炉操作员站 2128/129.0.5.82#7 炉操作员站 2128/129.0.7.82#5 机操作员站 1128/129.0.5.83#7 机操作员站 1128/129.0.7.83#5 机操作员站 2128/129.0.5.84#7 机操作员站 2128/129.0.5.84#5
18、 电气操作员站128/129.0.5.85#7 电气操作员站128/129.0.7.85#6 工程师站128/129.0.6.80#8 工程师站128/129.0.8.80#6 炉操作员站 1128/129.0.6.81#8 炉操作员站 1128/129.0.8.81#6 炉操作员站 2128/129.0.6.82#8 炉操作员站 2128/129.0.8.82#6 机操作员站 1128/129.0.6.83#8 机操作员站 1128/129.0.8.83#6 机操作员站 2128/129.0.6.84#8 机操作员站 2128/129.0.8.84#6 电气操作员站128/129.0.6.8
19、5#8 电气操作员站128/129.0.6.85#5 机组 A 历史站128/129.0.5.90#5 机组 B 历史站128/129.0.5.91#6 机组 A 历史站128/129.0.6.90#6 机组 B 历史站128/129.0.6.91#7 机组 A 历史站128/129.0.7.90#7 机组 B 历史站128/129.0.7.91#8 机组 A 历史站128/129.0.8.90#8 机组 B 历史站128/129.0.8.91#1 值长站128/129.0.4.83#3 单元长站128/129.0.4.84#4 单元长站128/129.0.9.84#5#6 公用工程师站(A
20、历史站)128/129.0.4.80#7#8 公用工程师站128/129.0.9.80#5#6 公用 B 历史站128/129.0.4.91#7#8 公用 A 历史站128/129.0.9.90#7#8 公用 B 历史站128/129.0.9.91#5 大屏主机128/129.0.5.87#6 大屏主机128/129.0.6.88#7 大屏主机128/129.0.7.88#8 大屏主机128/129.0.8.87#3 单元 LED 屏主机128/129.0.6.87#4 单元 LED 屏主机128/129.0.7.87#5#6 精处理工程师站 (B 历史站)128/129.0.0.80#7#8
21、 精处理工程师站 (B 历史站)128/129.0.10.80#5#6 精处理操作员站128/129.0.0.81#7#8 精处理操作员站128/129.0.10.81#5#6 精处理 A 历史站128/129.0.0.90#7#8 精处理 A 历史站128/129.0.10.90#5#6 除灰渣工程师站 (B 历史站)128/129.0.2.80#7#8 除灰渣工程师站 (B 历史站)128/129.0.11.80#5#6 除灰渣操作员站128/129.0.2.81#7#8 除灰渣操作员站128/129.0.11.81#5#6 除灰渣 A 历史站128/129.0.2.90#7#8 除灰渣
22、A 历史站128/129.0.11.90#5#6 脱硫工程师站(A 历史站)128/129.0.12.80#7#8 脱 硫 工 程 师 站 (A 历史站)128/129.0.13.80#5#6 脱硫操作员站(B 历史站)128/129.0.12.81#7#8 脱 硫 操 作 员 站 (B 历史站)128/129.0.13.81公用脱硫操作员站(B 历史站)128/129.0.14.81公用脱硫工程师站(A 历史站)128/129.0.14.80输煤工程师站(B 历史 站)128/129.0.3.80输煤操作员站128/129.0.3.81输煤A 历史站128/129.0.3.90综合泵房工程师
23、站(B 历史站)128/129.0.1.80综合泵房操作员站 1128/129.0.1.81综合泵房操作员站2128/129.0.1.82综合泵房操作员站 3128/129.0.1.83综合泵房A 历史站128/129.0.1.90氨区工程师站128/129.0.4.90氨区操作员站128/129.0.4.81 我厂操作员站、工程师站、历史站IP 地址 5 5、日常检修项目与故障处理、日常检修项目与故障处理 DCS 网络涉及面广,在系统中的地位十分重要,平时巡检时必须十分小心,在 大小修进行紧线工作时,也要特别注意不能碰到,一般应检查光电接口指示灯的 状态、交换机的状态,历史站网卡指示灯的状态
24、等项目。大小修时,对DCS网络必 须进行详细的检查,对重要的设备,如HUB、 光电接口等设备进行测试,确保完好。 对存在故障的网络进行更换,检查通讯电缆金属保护套管的接地应良好,对各连 接接头和接插件的端子进行紧线。 检修结束后,进行通电试验,检查系统工作正常 冗余总线在冗余状态,交换机、 光电接口等模件通电后应显示正常。 如果在机组运 行过程中发生网络故障,则应冷静分析,把故障限制在最小范围内,根据现场情况, 决定处理方法。 5.1 日常巡检注意事项 5.1.1在工程师站查看系统状态图,操作员站、现场控制站网线节点连接显 示为绿色正常。 5.1.2巡检交换机时,网口指示灯为频闪数据交换正常,
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