热网DCS系统软件优化
DCS系统应用优化
DCS系统应用优化作者：陈金超来源：《机电信息》 2015年第30期陈金超（山西漳电大唐热电有限公司，山西大同037001）摘要：在节能降耗的背景下，通过变频器在大功率设备上的应用，能有效降低厂用电率。
现通过对MACSV1.0系统的优化、发掘，成功完成了变频器的接入。
关键词：DCS；变频器；节能0引言山西漳电大唐热电有5台240t的亚临界锅炉，主蒸汽额定压力为8.83MPa，温度为533℃，每台锅炉配以2台引风机，每台引风机入口设有挡板门，用来控制引风机的进风量，进而控制炉膛压力，循环流化床炉膛出口保持微正压。
5台锅炉总计10台引风机，单台引风机功率750kW，准备对引风机进行变频改造，以求降低厂用电率。
1DCS现状分析五炉四机为母管制运行方式，控制系统设成6个域，分别是一号机组对应零号域，二号机组对应一号域，公用系统对应二号域，三号机组对应三号域，四号机组对应四号域，五号炉对应五号域。
每个域都有服务器、操作员站、工程师站，相对独立地负责单台机组的运行数据处理。
由于是母管制，机与炉的启停并不对应，也就是说每个域中的设备通常不会全部停止运行，这是本次技改面临的最大问题。
每个域的组织结构如图1所示。
机组运行数据处理在控制站中进行，每个站按照功能的侧重各有分别。
锅炉包含3个站：一个用于数据采集，主要采集和运算各种温度、压力、流量数据；一个侧重于顺序控制，主要控制系统的执行机构；最后一个侧重于保护联锁，FSSS、MFT逻辑判定都在这个站上。
汽机侧也有类似划分，本文不涉及，故不赘述。
数据采集、运算之后，传递到服务器上，服务器一备一用，同步运算，控制站上的每一个点、每一个顺控单元都需要在服务器中的变量表上有记录才能实现通过服务器的有效传递和历史数据备份。
操作员站的画面来源于工程师站的下装文件，故而工程师站对画面进行改动并下装以后，操作员站上立即能体现出来，但操作员站获取实时或历史数据的源头依然在服务器上。
也就是说，热控工程师可以往控制站里增加N个新变量，可以在运行画面上更改N个点，但没有在服务器里面留下“底单”的，就不能正常显示，新加的顺控模块或PID模块也不能实现正确的控制性能。
84. 如何通过优化设计提升DCS系统性能？
84. 如何通过优化设计提升DCS系统性能？咱先来说说啥是 DCS 系统哈，这东西就像是一个超级大脑，控制着各种工业生产过程。
比如说工厂里的那些大机器啦，生产线上的一道道工序啦，都得靠它来指挥协调。
那为啥要优化设计它来提升性能呢？就拿我之前在一家化工厂的经历来说吧。
有一次，厂里的 DCS 系统出了点小毛病，温度控制那块不太灵光。
本来应该稳定在 150 度的反应釜，温度忽上忽下的，结果生产出来的那批产品质量都不咋地，给厂里造成了不小的损失。
从那时候我就深刻认识到，DCS 系统性能要是不行，那麻烦可大了去了！要提升 DCS 系统的性能，第一步得从硬件下手。
就像盖房子得先打好地基一样，DCS 系统的硬件得靠谱。
选用高质量的控制器、传感器、执行器这些设备，可不能为了省钱买那些便宜货。
我记得有一回，一个小工厂为了省点钱，买了一批不太好的传感器，结果数据传输老是出错，整个生产流程都乱套了。
然后呢，网络架构也很重要。
得保证数据传输又快又准，不能有延迟或者丢包的情况。
想象一下，要是你正在玩游戏，网络卡得要命，那得多闹心。
DCS 系统也是一样，网络不行，控制就会出问题。
比如说，有个企业的网络架构没设计好，不同设备之间的通信老是断断续续的，导致生产效率特别低。
软件方面也不能马虎。
系统的操作界面得简单易用，别整得太复杂，让人看了就头疼。
功能也得齐全，能满足各种控制需求。
我见过一个设计得不好的操作界面，按钮图标都不清楚，工人操作的时候经常出错。
还有啊，控制算法也得优化。
就像开车选对路线能更快到达目的地一样，好的控制算法能让生产过程更稳定、更高效。
比如说，在一个水泥厂，通过优化控制算法，水泥的产量提高了不少，质量也更稳定了。
另外，系统的安全性也得重视。
得防止黑客攻击、病毒入侵这些问题。
要是系统被坏人搞坏了，那可就惨啦。
有个企业就因为没重视安全防护，被黑客入侵，生产都停了好几天。
最后，定期的维护和升级也少不了。
就跟汽车要定期保养一样，DCS 系统也需要。
DCS网络性能优化
DCS网络性能优化摘要：DCS是电力过程控制系统的核心系统，其性能对电力生产过程的安全性、可靠性和经济性有重要影响。
本文对目前常用的网络测试方法进行了比较，并提出了改进建议，以便更好地客观评价其网络性能。
关键词:DCS；网络性能测试；性能优化一、引言由于众多厂家，DCS的设计理念和实现方法不尽相同，DCS在实际运行中存在一些问题，如卡件易老化、易崩溃、抗干扰能力差、通信拥塞和系统响应实时性等问题。
这些问题不容易及时发现，但会严重影响机组的安全稳定运行。
因此，DCS的绩效评价越来越受到人们的重视。
DCS性能测试主要包括容错(冗余)测试、供电系统开关功能测试、系统实时测试和各部件负载测试。
二、DCS网络负荷测试网络负载测试是DCS性能测试的主要内容。
目前用户对DCS网络性能的了解较少，大多依赖于DCS厂家的技术支持。
同时，DCS制造商为用户提供了有限的监控DCS网络性能的手段。
一些DCS制造商有网络监控工具，但是它们提供的功能有限。
一些DCS供应商不提供此工具。
这样，就有了一些隐患。
如果问题是由网络故障引起的，用户将无法正确分析问题的原因。
目前分析电厂DCS网络性能的方法有:(1)软件监控。
这种方法需要在网络节点上安装第三方软件，而网络节点必须是一个在线工作站，因此对工作站的依赖性很大，对系统的安全性有影响。
(2)利用交换机进行网络监控。
这种方法要求DCS网络中使用的交换机具有网络管理能力，并且不能存储相关数据。
一些开关不具备这种能力，因此这种方法的应用受到了限制。
另外，查看相关网络负载数据也非常不方便。
(3)网络监控设备。
专业的监控设备可用于长期在线采集和记录数据，实时分析网络负载，操作方便，安全性高，不会对系统造成任何影响。
三种试验方法的比较如表1所示。
通过比较，认为第三种方法是目前最理想和最常用的试验方法。
该方法为长期在线监测提供了一种安全、可靠、有效的检测方法。
三、DCS网络性能测试的优化建议目前DCS网络测试仪可以实时监控各控制器的网络负荷，但对冗余网络切换的实际传输速率尚未进行有效的测试，电力相关技术法规对网络冗余测试项目也没有规定或明确。
DCS系统性能优化措施
DCS系统性能优化措施引言DCS（分散控制系统）是一种将自动化控制与数据采集整合在一起的系统，广泛应用于工业领域。
为了确保DCS系统的有效运行，有时需要采取一些性能优化措施。
本文将介绍一些常见的DCS 系统性能优化措施。
优化措施1. 硬件优化：检查DCS系统的硬件设备情况，确保设备符合规格要求并处于良好工作状态。
如果有老化或故障的设备，及时更换或修理，避免对整个系统的影响。
硬件优化：检查DCS系统的硬件设备情况，确保设备符合规格要求并处于良好工作状态。
如果有老化或故障的设备，及时更换或修理，避免对整个系统的影响。
2. 网络优化：检查DCS系统的网络连接情况，确保网络带宽和稳定性满足系统要求。
通过使用高速网络设备、优化网络拓扑结构以及分配合适的IP地址，可以提高系统的数据传输效率。
网络优化：检查DCS系统的网络连接情况，确保网络带宽和稳定性满足系统要求。
通过使用高速网络设备、优化网络拓扑结构以及分配合适的IP地址，可以提高系统的数据传输效率。
3. 软件优化：评估DCS系统的软件配置和参数设置，根据实际需求进行优化调整。
注意选择合适的软件版本，并及时安装更新补丁程序以修复可能存在的漏洞或性能问题。
软件优化：评估DCS 系统的软件配置和参数设置，根据实际需求进行优化调整。
注意选择合适的软件版本，并及时安装更新补丁程序以修复可能存在的漏洞或性能问题。
4. 数据存储和备份：管理好DCS系统中的数据存储和备份。
确保存储设备的容量足够，数据存储结构合理。
定期进行数据备份，以防止数据丢失。
数据存储和备份：管理好DCS系统中的数据存储和备份。
确保存储设备的容量足够，数据存储结构合理。
定期进行数据备份，以防止数据丢失。
5. 安全策略优化：加强DCS系统的安全策略，保护系统免受安全威胁。
采取有效的防火墙和入侵检测系统，限制和监控对系统的访问。
定期更新安全策略和密码，加强系统的安全性。
安全策略优化：加强DCS系统的安全策略，保护系统免受安全威胁。
基于DCS技术的热力控制与优化方案研究
基于DCS技术的热力控制与优化方案研究随着工业化进程的加速，能源的需求也逐渐加大。
其中，热能作为一种普遍存在的能源，使用量也在不断增加。
在现代热电厂中，采用DCS（分布式控制系统）技术进行热力控制与优化，已成为节能降耗、提高效率的重要手段。
本文将介绍基于DCS技术的热力控制与优化方案研究。
一、DCS技术的应用DCS技术是一种集现场控制、数据采集、联锁保护、传感器控制、通信控制等多种功能于一体的控制系统。
DCS技术可以对热电系统的各项数据进行实时采集、处理和传输，实现对整个过程的全面监控和控制。
通过DCS技术，可以有效的控制热力系统中各项参数，提高热力系统的效率，并且可以实时监测各项指标，及时发现问题并予以解决。
二、热力控制与优化方案1.热力控制热力控制是通过对热力系统中的各项参数进行监测、控制和调整，使热力系统处于最佳状态，从而提高热力系统的效率。
DCS技术可以应用在热力控制中，对燃料、水供应、输出、温度和负荷等进行实时的监测、控制和调整。
通过对热力系统中各项指标的实时控制，可以使热力系统处于最佳状态，从而提高热力系统的效率。
2.热力优化热力优化是指在满足生产需求的前提下，通过对热力系统中各项参数进行合理的调整，使热力系统的使用效率最大化。
DCS技术可以应用在热力优化中，通过对热力系统中各项指标的实时监控和分析，得出最优的热力调整方案。
热力优化可以减少能源的消耗，降低运行成本，提高生产效率。
三、热力控制与优化方案的研究应用热力控制与优化方案的应用已经成为热电厂中提高生产效率、降低运行成本的重要手段。
通过DCS技术对热力系统进行全面的监测和控制，可以实现热力系统中各项指标的实时调整和监控。
在热电系统中，使用热力控制与优化方案可以实现以下的优点：1.提高热电系统的效率通过DCS技术对热力系统中各项指标进行实时监测和调整，可以有效地提高热电系统的效率，确保热电系统处于最佳状态。
2.降低能源的消耗热力优化可以减少能源的消耗，较之传统的控制方式，热力控制与优化方案可以避免资源浪费，使得热电系统的能源利用率得以大大提高。
DCS系统性能优化措施
DCS系统性能优化措施DCS（分布式控制系统）是现代工业自动化领域常用的控制系统之一，它可以有效地控制工业过程，并实现实时监测、报警、数据采集和处理等功能。
然而，随着工业自动化的发展和数据量的不断增加，DCS系统的性能优化变得尤为重要。
本文将介绍一些常用的DCS系统性能优化措施，以提高系统的效率和稳定性。
1.系统架构优化：通过调整系统架构，合理分配数据和计算任务，减少数据传输和处理延迟。
可以将大的工艺控制过程拆分成多个子系统，每个子系统负责一部分工艺过程的控制，以减轻整体系统的负载。
2.数据存储和压缩：采集到的数据可以进行压缩存储，既可以减少系统的存储空间占用，又可以提高数据的读写效率。
同时，可以采用高效的数据库管理系统，提高数据的访问速度和查询效率。
3.网络通信优化：通过优化DCS系统与其他子系统或外部设备之间的通信方式，减少通信延迟和丢包率。
可以采用高可靠性的通信协议，如以太网、PROFIBUS等，并采用链路负载均衡和故障转移技术，保障系统通信的稳定性和可靠性。
4.硬件设备优化：选择性能更好的硬件设备，如高速处理器、大容量内存和高速硬盘等，以提高系统的运行速度和响应能力。
同时，通过合理设置硬件参数和优化硬件配置，进一步提高系统的性能。
5.操作系统优化：选择合适的操作系统，并进行相应的优化设置。
可以禁用一些不必要的系统服务和进程，减少系统资源的占用。
同时，定期更新操作系统和补丁程序，提高系统的安全性和稳定性。
6.系统软件优化：对DCS系统的软件进行优化，包括改进算法、优化代码、减少程序的运行时间和资源占用等。
可以通过性能测试和调试，找出系统运行的瓶颈和问题，并进行相应的优化措施。
7.资源管理和性能监测：对系统资源进行合理的管理和分配，有效利用系统的存储、计算和网络资源。
同时，监测系统的性能指标，如延迟、响应时间、吞吐量等，及时发现和解决性能问题。
8.数据缓存和预取优化：通过合理设置数据缓存和预取机制，减少系统的数据访问时间和延迟。
DCS系统优化和改进方案
降低运营成本
节能设备选型
选用低功耗硬件设备，减少能源消耗。
优化维护成本
通过远程监控和定期维护，降低运维成本。
资源共享
实现不同业务部门之间资源共享，提高资源利用 率，降低成本。
提高安全可靠性
1 2
安全性防护
部署防火墙、入侵检测等安全设备，提高系统 安全性。
高可用性设计
采用高可用性技术，实现系统故障自动切换， 保证业务连续性。
20世纪90年代至今
DCS系统逐渐成熟，功能越来越强大，应用领域不断扩大。
DCS系统应用范围
石油化工
DCS系统广泛应用于石油化工行业 的生产装置控制和工艺流程监控。
电力行业
DCS系统在电力行业中的发电厂、 变电站等场所实现了全面的自动化 控制。
制药行业
DCS系统为制药生产线提供全面的 控制和监测解决方案。
硬件架构
DCS系统通常由现场控制器、通 讯网络、操作站、工程师站等组 成。
软件架构
DCS系统软件包括实时数据库、 组态软件、控制算法等。
DCS系统发展历程
20世纪70年代
DCS系统初创期，以集中式控制为主，功能较为简单。
20世纪80年代
DCS系统进入发展期，开始采用分布式控制，出现了许多专业的DCS品牌。
保证系统安全性。
系统界面优化
01
界面设计优化
采用简洁明了、直观的界面设计，提 供易于理解和操作的界面，方便操作 人员使用。
02
交互性能优化
提高界面交互性能，使操作更ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流畅 、简单，提高操作体验。
03
人性化功能优化
增加人性化功能，如语音识别、手势 识别等，提高操作人员的效率和舒适 度。
热电厂DCS系统在运用中的优化
热电厂DCS系统在运用中的优化作者：杨涛来源：《科学与财富》2018年第22期摘要：在当今社会的现代化高科技快速发展的社会形势下，天然气热电生产技术的革新使能源利用高效率、低污染、高能效的优点受到了世界各国的高度关注，广阔的发展前进使大批专业人才涌入，也为天然气热电技术的创新注入了新知识，技术的革新更加推动了能源效率的提高。
然而，我国在热电（冷）联产技术上还处在起步阶段，特别是该技术在中小城市的布控应用经验更加缺乏，其天然气系统的结构，参数设置，能量纬度和城市地下管路铺设布局等多方面都面临着许多未知的问题。
针对国内热电（冷）联产经验匮乏的现状，本文收集整理了一些国外在热电厂dcs系统运用方面的先进经验，并做出分析，归纳了一些优化方案以作参考。
希望在此基础上，通过对小型热电（冷）联产系统和建筑系统热电（冷）联产系统的优化方式和运转模式的角度进行了深入的探索。
关键词：热电（冷）联产；研究分析；运行配置；系统优化现代社会科学技术的迅猛发展，使计算机的自动化系统在各行各业的渗透应用是社会生产生活方式得到了很大的改变。
而dcs系统在电力长的引入使的计算机系统高效科学，自动化程度高的特点也结合到传统电力系统中，为现代化热电厂注入了新的活力，也为国民经济发展提供了极大的贡献。
一般来说，热电联产的自动化技术水平决定了电厂的生产水平和运转能力。
而现在，各发电厂引入应用了docs控制系统是之得到了长足的变化，DCS控制系统是在计算机技术体系上发展出的操作系统，它能够同时实现数据控制、系统管理、运行监控及分级操作的技术，对于提高热电厂效率方面有良好的作用，热电厂dos系统良好的稳定性和高效的系统配置使其广受欢迎。
1发展热电（冷）联产技术的实际意义虽然我国在伟大复兴的五年内发现了数个储量很大的天然气田，但是天然气极高的开发成本与其他几种常规能源来说有些让人难以接受，如同鸡肋，无处下手，所以能够有效节约生产成本，提高天然气能源采集利用效率的现代化设备的配装研究刻不容缓受到了国家的高度关注，希望能提高天然气的利用率，减少天然气采集加工过程中的浪费。
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热网DCS系统软件优化
作者：宋戈
来源：《中国新技术新产品》2011年第10期
摘要：油田热电厂热网DCS控制系统采用SIEMENS公司的产品SIMATIC PCS7版本5.0开发的，属于典型的服务器/客户机模式的DCS控制系统。
控制系统自2003年改造至今，已经历6年连续运行。
随着供热面积的增加，原配置的硬件的负荷率最高达到96%，已造成系统延迟较大，严重时系统容易崩溃，这样对现场设备的安全运行造成很大的威胁。
本文将该问题的所产生的影响，系统优化的方案以及应用效果进行了详细介绍
关键词：DCS；SIMATIC PCS7；冗余；WinCC；
中图分类号：TP31 文献标识码:A
1 系统现状
油田热电厂热网DCS控制系统采用SIEMENS公司的产品SIMATIC PCS7版本5.0开发的基于windows NT 4.0英文版系统运行属于典型的服务器/客户机模式的DCS控制系统。
硬件采用双总线通讯上挂2个DPU（分散控制单元）实现过程测量和控制功能，配备三台操作员站，分别放置在三台机组的单元控制室内，每个站均可对热网实现全面监控操作，起到相互备用的作用，1个工程师站。
1：1冗余的通讯接口卡设计有传输出错检测技术，一条网络故障，系统会自动切换到另一条网络上进行通讯，保证通讯的可靠性。
热网DCS控制系统自2003年改造至今，已经历6年连续运行。
热网2005年5月供热面积达416万平方米，截止2006年5月供热面积达560万平方米，截止2007年12月供热面积达660万平方米。
根据大庆市供热办的要求，2008年龙凤地区新增的供热面积124.1万平方米，东风新村地区新增的供热面积113.43万平方米以及2007年已建待供的116.67万平方米由油田热电厂承担供热任务。
2009年底油田热电厂需要承担的供热任务为1014.2万平方米。
自从2003年系统调试到正常使用头三年期间，DCS系统运行情况良好，而且大大提高了生产效率。
自2006年开始随着供热面积逐年增加，DCS控制系统的I/O点数量也随之增加，累计I/O点数量将近2000点。
在I/O点数增加的过程中发现，原配置的硬件的负荷率最高达到96%，在这样的情况下，系统不仅常常出现死机，当达到90%以上的时候，系统延迟较大，严重时系统容易崩溃，这样对现场设备的安全运行造成很大的威胁。
同时热网DCS控制系统运行至今，还暴露出一些其他问题，如总线通讯故障、操作员站死机、模件电源开关过热、总线冗余故障、ET200M子站总线冗余故障、DCS控制系统程序编制不规范导致程序丢失、设备误动以及系统出现低电压是导致控制瘫痪等诸多问题。
1.1 通过对上述问题的研究和详细分析后找出系统存在这些问题的主要原因：
1.1.1 限于热网DCS系统改造初期技术条件的限制以及系统软硬件运行多年，其技术水平已不能满足现场的运行维护要求，如控制系统运行在微软的NT操作系统环境，不能对系统程序进行必要的安全备份。
1.1.2 在windows NT 4.0英文版操作系统的制约下很多新的硬件无法使用，例如操作员站及工程师站操作系统无法升级新硬件，不支持该USB设备等问题亟待解决。
1.1.3 现场站及硬件地址点数相对过多，地址配置参数需调整，CUP参数设置不当。
1.1.4 SIMATIC PCS7版本5.0基于SyBase的数据库自身的效率，厂网MIS通讯任务过重。
这些问题已严重影响了热网系统的安全运行。
2 系统优化
2008年利用热网大修的有利时机，对控制系统进行一次全面优化改进造，同时包括新增的热网计费系统。
2.1 热网DCS软件优化的主要内容：
(1)采用SIEMENS公司的最新产品，全集成新一代SIMATIC PCS7版本6.0自动化过程控制系统，对现有热网DCS控制系统进行软件升级，它是基于windows 2000操作系统，OS基于WinCC6.0以上版本，用的是Microsoft SQL Server for WinCC 数据库，通过OPC、SQL等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现全集成，一体化的解决方案，其集成的核心是统一的过程数据库和唯一的数据库管理软件，所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次，这样就大大增强了系统的整体性和信息的准确性。
(2)在原有热网DCS控制逻辑的基础上，重新编制热工检测系统、自动控制系统软件并进行软件优化，增加部分I/O卡件和相关软件逻辑编制包括顺序控制（SCS）和数据采集（DAS）等功能。
(3) 在现有热网控制室内，对现有热网控制系统增加计费系统。
(4)在控制方式不变的情况下，同时整合2006年~2008年的新增的控制系统，及2009年新增热网计费系统使之同原有热网系统能够作为一个完整的DCS控制系统，在完成软件组态、整套系统安装调试后，保证优化后的热网DCS系统安全、可靠、经济运行。
2.2 热网DCS软件优化的技术关键点：
由于，PCS7 V5.0的OS应是WinCC5.0，用的是SyBase的数据库，而PCS7 V6.0及以上版本基于WinCC6.0以上版本，用的是Microsoft SQL Server for WinCC 数据库；由于数据库之间无法转换，为此，优化过程所有软件全部重新自行编制。
2.3 热网DCS软件优化后达到的技术指标：
(1) 在热网控制室内实现热网机组的启停；
(2) 在热网控制室内实现113套设备正常运行的开关操作控制和调整；
(3) 在热网控制室内实现异常工况和紧急事故处理。
(4) 在热网控制室内实现正常运行工况的监视，模拟量显示精度达到0.25。
(5)变频泵闭环控制等17回路，均实现自动控制。
3 效果对比
与优化前相比，现有热网DCS系统拥有10项独特的技术优势：
(1)基于优秀的SIMATIC PCS7 V6.0平台。
(2)遵循全集成自动化理念，可完成过程工业领域的所有控制任务。
(3)系统所有组件都采用基于TIA架构的标准硬件和软件，可通过西门子公司完成一站式采购。
(4)通过PROFIBUS实现真正的分散结构，易于与FF仪表的集成。
(5)包括网络通讯、控制器、I/O、PA仪表在内的所有层次的冗余。
(6)非常灵活的可伸缩性，从小型，可控制100个I/O点的PCS 7 Box，一直到控制100000点，基于客户机/服务器架构的大型系统。
(7)高性能的设计与工程工具，可显著降低工程成本，缩短工程周期。
(8)集成过程安全技术，独特的安全矩阵技术可减少人为误差。
(9)强大的资产管理功能可集成传统的非智能设备
4 应用
本次优化改进完成后，热网增加计费等系统与现有热网系统能够作为一个完整的系统，自动化水平、系统稳定性、安全性有了很大提高，从本质上避免了热网DCS系统软件的不安全隐患。
由于前期进行大量试验、探索了很多许多成熟经验，系统软件优化改进后运行一直比较稳定，没有出现保护误动或拒动事故。
热网大修后一次启动成功。
参考文献
[1]张虹，王林涵，徐用懋.Fuzzy-PI复合控制在电站锅炉过热蒸汽温度控制中的应用.自动化仪表，1999；20(11)：28~31
[2]郑德忠，杨宇涛，刘立伟.实现锅炉优化燃烧的新型控制方案.自动化仪表，1998；
19(3)：28～30。