辅控网DCS—PLC一体化控制系统应用

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集散控制系统原理及应用

集散控制系统原理及应用

集散控制系统原理及应用集散控制系统(Distribution Control System,简称DCS)是一种基于计算机网络的自动化控制系统,用于集中控制和监视复杂的工业过程。

它由许多分布在整个工厂或工艺中的控制单元组成,这些控制单元通过网络互连,在一起协同工作,以实现对整个过程的控制。

集散控制系统的原理是通过采集和传递数据,实现对过程的实时监测和控制。

它主要包括以下几个组成部分:1. 传感器和执行器:用于采集过程变量和控制信号。

传感器将过程中的物理量转换成电信号,例如温度、压力、流量等。

执行器根据控制信号执行一定的操作,例如开关、调节阀等。

2. 控制单元:集散控制系统中最核心的部分,由计算机硬件和软件组成。

控制单元负责采集、处理和分析传感器采集的数据,在此基础上生成控制信号,并通过执行器将其发送给控制对象。

3. 通信网络:用于连接不同的控制单元,实现数据的传输和共享。

通信网络可以是以太网、现场总线等。

通过网络连接,各个控制单元之间可以实现数据的共享和协同工作。

4. 人机界面:提供人机交互的界面,使操作人员能够直观地监视过程状态、进行操作和维护。

人机界面通常采用图形化显示,包括监视画面、报警提示、操作按钮等。

集散控制系统的应用非常广泛。

它可以用于石油化工、电力、水处理、冶金等工业领域的各种生产过程的控制和监测。

具体应用包括:1. 石油化工:集散控制系统可以用于炼油、化工生产等领域。

通过实时监测和控制温度、压力、流量等参数,可以保证工艺过程的稳定运行。

2. 电力系统:集散控制系统可以用于电力发电和配电系统的监控和控制。

通过集中管理各个发电单元、调度用电负荷,可以实现电力系统的高效运行。

3. 水处理:集散控制系统可以用于水处理过程中的污水处理、给水处理、制水等。

通过实时监测和控制水质、水流等参数,可以提高水处理的效率和质量。

4. 冶金:集散控制系统可以用于冶金工业中的钢铁生产、铸造等过程的控制。

通过实时监测和控制温度、压力、流量等参数,可以保证冶金过程的稳定性和产品质量。

DCS辅网一体化在华润盘锦热电厂中的应用

DCS辅网一体化在华润盘锦热电厂中的应用

- 23 -高 新 技 术0 前言华润电力(盘锦)项目1期装机容量2×350 MW,机组辅助车间控制系统覆盖化学水及水处理、空压机、除灰、暖通、脱硫、输煤等系统。

辅网集中控制设立在单元主控室,打破了传统的全厂辅助车间分散式运行管理模式。

自投产以来,控制系统运行良好,新的设计理念和管理模式明显提高了运行人员的技术水平及安全经济效益。

1 集中辅网与传统辅控区别火力发电厂的辅控外围设备,在传统的控制方式上是将各个子系统独立开来,通过在生产系统附近设立单独的控制室进行控制,完成整个生产过程。

每个系统相互独立,多数控制系统按照PLC+“上位机”模式设计,需要较多运行人员参与控制。

传统方式辅控网络关系如图1所示。

图1 传统辅控网络关系图辅助车间集中控制网(简称“辅网”,BOP)是利用先进的计算机、通信和网络技术,将相互独立的各辅助外围系统连接在一起,实现集中控制。

随着火力发电厂生产模式的改变,降低发电成本、环保排放达标、减少运行人员数量、提高劳动生产率和经济效益,辅网集中控制必然成为辅助外围设备控制的发展趋势。

通过以太网技术,将分散在现场各个部分的子系统通过DCS 硬件完成数据采集及控制,利用统一的上位机操作软件,实现“辅网”控制。

如图2所示。

一体化辅网控制系统克服了原有系统独立且分散的缺点,加速了系统的运行效率,合理、有效地进行辅网系统软、硬件设计,统一监控界面、统一风格、统一操作方式,方便、灵活地进行切换和调用,完成各辅网运行状态的实时监控,实现真正的远程控制。

与传统的分散式辅控系统相比,辅网的优点主要体现在以下几个方面:(1)由于辅助车间系统采用DCS 一体化系统,借助搭建的高速以太网络,真正实现了辅助车间集中监视及控制,整合资源。

将分布在现场的各生产车间内操作员整合在辅控车间内,实现生产车间无人值守。

(2)辅助车间控制系统一体化,DCS 系统为同一系列品牌,DCS 设备集成度提高,备件同一化,可达到减少库存储备、降低人工维护费用及生产成本的目的。

dcs的应用与原理

dcs的应用与原理

DCS的应用与原理1. 什么是DCS?DCS(Distributed Control System)分布式控制系统是一个由多个分布式控制单元组成的自动化控制系统。

它使用计算机网络连接各个控制单元,并通过这些控制单元来监控和控制各个工艺设备。

DCS系统通常用于工业生产过程中,可以实现对生产过程的监视、控制和优化。

2. DCS的应用DCS广泛应用于各个领域,包括能源、化工、石油、天然气、制造业等。

下面列举了一些DCS的应用场景:•能源行业:DCS被广泛应用于火电、水电、核电等能源行业中,用于监控和控制发电机组、锅炉、水泵等设备,以实现对能源生产过程的自动化控制和优化。

•化工行业:DCS在化工行业中扮演着重要的角色,用于控制和监控化工过程中的各种设备,如反应器、蒸馏塔、搅拌器等,以确保化工生产的安全性和高效性。

•石油和天然气行业:在石油和天然气行业中,DCS被用于监控和控制油田、炼油厂、天然气管道等设施,以确保生产过程的安全和高效。

•制造业:在制造业中,DCS可以用于控制和监控生产线上的各个设备,以实现生产过程的自动化和优化。

例如,对于汽车制造业来说,DCS可以用于控制焊接机器人、装配线等设备,提高生产效率和质量。

3. DCS的原理DCS的原理主要包括控制单元、网络通信和人机接口。

下面对这些原理进行详细介绍:3.1 控制单元DCS系统由多个控制单元组成,每个控制单元都有自己的处理器、存储器和输入输出接口。

这些控制单元通过网络连接,并通过网络通信来实现数据的共享和传输。

控制单元可以根据预先设定的控制策略来控制和监控各个工艺设备或过程变量。

3.2 网络通信DCS系统中的控制单元通过网络通信来实现数据的传输和共享。

常用的网络通信协议包括以太网、Profibus、Modbus等。

网络通信可以实现各个控制单元之间的数据交换和协同工作,从而实现对生产过程的集中监控和控制。

3.3 人机接口DCS系统通常配备有人机接口,用于提供给操作员进行监控和控制操作。

DCS和PLC实现、设计案例分析

DCS和PLC实现、设计案例分析

DCS和PLC实现、设计案例分析04083134 张晓辉一、DCS控制系统A)DCS控制系统:DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。

即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。

它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系统,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。

首先,DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。

由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。

对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。

这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。

因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。

系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。

为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。

这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。

在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。

dcs的应用场景

dcs的应用场景

dcs的应用场景摘要:1.DCS 的定义与概述2.DCS 的应用场景3.DCS 的优势与局限性正文:一、DCS 的定义与概述DCS,即分布式控制系统,是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。

它通过将控制功能分散到各个子系统,实现对整个生产过程的集中管理和监控。

DCS 具有很强的可靠性、实时性和易操作性,可以有效提高生产效率和安全性。

二、DCS 的应用场景1.流程工业:DCS 在流程工业中的应用最为广泛,如石油化工、冶金、电力、水处理等领域。

通过DCS,可以实现对生产过程中的各种参数、设备状态和工艺流程的实时监控和调整,确保生产过程的安全稳定和高效运行。

2.离散制造业:在离散制造业中,DCS 主要应用于生产过程的自动化控制和设备运行维护。

例如,汽车制造、家电制造等行业,可以通过DCS 系统对生产线进行优化调度,提高生产效率和产品质量。

3.基础设施建设:DCS 在基础设施建设中也发挥着重要作用,如智能建筑、交通监控、环境监测等领域。

通过DCS,可以实现对各类基础设施的远程监控和管理,提高运营效率和降低维护成本。

三、DCS 的优势与局限性1.优势:DCS 具有较强的可靠性、实时性和易操作性,可以实现对生产过程的全面监控和管理。

同时,DCS 系统具有很好的可扩展性和互操作性,可以满足不同行业的应用需求。

2.局限性:尽管DCS 在工业自动化领域具有很多优势,但仍存在一定的局限性。

例如,DCS 系统的建设和维护成本较高,对技术人员的要求也较高。

此外,DCS 系统的复杂性可能会导致操作和维护困难。

总之,DCS 作为分布式控制系统,在工业自动化领域具有广泛的应用场景,如流程工业、离散制造业和基础设施建设等。

通过DCS,可以实现对生产过程的全面监控和管理,提高生产效率和安全性。

然而,DCS 系统也存在一定的局限性,如高昂的成本和技术要求等。

PLC在DCS系统的应用实例

PLC在DCS系统的应用实例

PLC在DCS系统的应用实例一、前言PLC在SmartPro系统中的应用根据通信方式可以分为三类:1、串口通信:一般将PLC与计算机的串口相联接,通过RS232或RS485接口与PLC进行数据通信。

这种方式适用于低速、接口开放性较差的PLC系统。

一般需要针对性的通信开发。

2、以太网通信:这种通信方式要求PLC具有以太网接口,或者具有RS485/以太网关转换接口。

通过这种方式可以实现较灵活的网络形态,满足用户特定的现场环境需求,同时使用也比较方便。

典型的如西门子S400系列。

3、DP接口:采用这种方式的PLC一般是作为DP从站挂接在DCS系统的DP总线上,实现与DCS的双向通信。

这种方式可以避免前两种中PLC数据不能参与DCS运算的缺点,应用较广泛。

还有一类是在软件之间进行通信连接。

即通过PLC的上层监控与DCS系统的上层监控软件之间以OPC、NETDDE等方式进行数据的通信与监视。

这种情况一般应用在扩展已存的小型系统、或在各独立小型PLC系统之间进行联网。

随着技术的发展,PLC和DCS的差别也越来越小,用户也希望在整个系统中避免过多地接口转换。

针对此,现在市场上也推出了各种转换元件,如RS485/以太网,RS485/DP接口等,仅仅通过填表式的操作就能完成以前开发人员的接口编程工作,大大方便工程使用。

下面以SmartPro系统为例简要介绍FOPLC在DCS系统中的应用。

不管PLC与何种DCS系统连接,一般涉及三个方面:PLC侧的组态、DCS侧的组态、两者之间的通信区的设置与读取。

下面逐一介绍:二、PLC侧的组态设置FOPLC与西门子S300系列兼容,因此一般使用STEP7软件完成对FOPLC的组态设置。

要在Step7中使用FOPLC模块,就必须将FOPLC模块加入Step7硬件配置器(HW config)的模块列表(Catolog)中。

步骤:将FOPLC的GSD文件(G5_S7.gsd)拷贝至Step7的安装路径下\s7data\gsd\目录中;1、工程建立再打开STEP7软件,新建一个工程,提示如下:输入工程名、路径等信息;点击OK。

dcs的应用场景

dcs的应用场景

dcs的应用场景摘要:一、DCS概述二、DCS的应用场景1.工业过程控制2.楼宇自控3.能源管理4.环保监测5.交通运输6.医疗设备7.智能家居三、DCS的发展趋势四、DCS在我国的应用案例正文:一、DCS概述分布式控制系统(DCS,Distributed Control System)是一种集散式工业控制系统,它采用分级、分布式、开放式的体系结构,通过对各种子系统的集成,实现对生产过程的监控、调度、控制和管理。

DCS具有高可靠性、易扩展性、易维护性和高度集成性等特点,广泛应用于各个行业。

二、DCS的应用场景1.工业过程控制DCS在工业过程控制中发挥着重要作用,可以实现对生产过程中的温度、压力、流量、液位等参数的实时监测和控制,确保生产过程的稳定运行。

同时,DCS还可以与其他系统如PLC、SCADA等配合使用,实现对整个工厂的集中管理和控制。

2.楼宇自控在楼宇自动化领域,DCS可以用于照明控制、空调控制、电梯控制、安防监控等系统,实现对建筑内部环境的智能调控,提高能源利用效率,降低能耗。

3.能源管理DCS在能源管理领域具有广泛应用,如电力系统、燃气系统、水务系统等。

通过实时监测和分析能源消耗数据,DCS可以有效地实现能源的合理调配和节约使用,为企业降低运营成本。

4.环保监测DCS在环保监测领域具有重要作用,可以用于监测大气污染、水污染、土壤污染等环境指标,为政府和企业提供决策依据,助力环境保护。

5.交通运输在交通运输领域,DCS可以应用于交通信号控制、地铁隧道通风、铁路牵引供电等系统,确保交通运输的安全、高效、顺畅。

6.医疗设备DCS在医疗设备领域具有广泛应用,如医疗影像设备、手术室净化系统、生物实验室等,为病患和医务人员提供安全、舒适、便捷的环境。

7.智能家居随着智能家居市场的快速发展,DCS也开始应用于家庭自动化系统,如智能照明、智能空调、家庭安防等,为消费者带来智能、舒适、便捷的生活体验。

DCS系统原理及应用情况

DCS系统原理及应用情况

DCS系统原理及应用情况DCS系统(Distributed Control System)是一种分布式控制系统,它利用计算机网络连接分散在不同位置的控制设备,对生产过程进行集中管理和控制。

DCS系统的主要原理是将生产过程划分为多个子系统,通过数据采集和信号传输,将各个子系统的控制指令和状态信息发送给中央控制器,再由中央控制器进行综合分析和决策,最终将控制指令发送给各个子系统的控制设备。

DCS系统具有分布式、模块化、可靠性高的特点,广泛应用于化工、电力、冶金、石油等行业的自动化控制领域。

在化工行业,DCS系统广泛应用于生产过程的控制和监测。

通过DCS系统,可以实现对温度、压力、液位等参数的实时监测和控制,保证生产过程的稳定性和安全性。

同时,DCS系统还可以对各种化工设备进行实时监控,及时发现设备故障并进行处理,提高设备的运行效率和使用寿命。

此外,DCS系统还可以实现数据存储和分析功能,对生产数据进行历史记录和趋势分析,为生产管理决策提供依据。

在电力行业,DCS系统主要应用于电力发电和配电系统的控制和自动化管理。

通过DCS系统,可以实现对发电机组的运行状态监测、控制和保护,提高发电效率和安全性。

同时,DCS系统还可以监测和控制电网的运行状态,及时识别和处理电力故障,确保电力供应的稳定性和可靠性。

此外,DCS系统还可以实现对电力消费的动态调度和管理,提高电力利用率。

在冶金行业,DCS系统主要应用于冶炼过程的控制和优化。

通过DCS系统,可以实时监测和控制各种高温反应过程,保持炉温和化学成分的稳定性,提高冶炼产品的质量和产量。

同时,DCS系统还可以对冶炼设备进行故障诊断和预测,及时采取维修措施,提高设备的可用性和运行效率。

此外,DCS系统还可以实时监测和调节环境参数,减少能源消耗和环境污染。

在石油行业,DCS系统主要应用于石油生产和炼油过程的控制和管理。

通过DCS系统,可以实时监测和控制油井的生产量和质量,保持油井的稳定产出。

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及C P U的负荷 率共 设 置 4对 控 制器 ,采 用 与 主机 D C S一 致 的 C P U ( L P U1 0 0 H) ,控 制 器 不 带 I / O
设计 的一 种 通 信 协 议 ,MO D B U S传输 协 议 定 义 了 控 制器 可 以识 别 和使 用 的信 息 结构 .而 不 须考 虑
通信 网络的拓扑结构 ,是一种开放协议 ,广泛应
用 于 电子控 制器 的一 种 通 用 语 言 .已成 为 通用 工
板 ,但 含 辅 控 网所 有 控 制 逻 辑 ,以 标 准 以 太 网
MO D B U S T C P / I P协议 实 现 与 原辅 控 网 P L C双 向 通讯 对 电厂辅 控 设 备 的监 控 :机 柜 采 用 日立标 准
摘 要 :基 于现场使用的各个 系列的 P L C模件及现 场设备 ,安装 日立 H 5 0 O O M 操作 平 台和 C P U控 制柜 .组 建新的控 制环
网 ,将 隶属 于辅 控 的 各 个 分 散 小 系统 集 中至 D C S进 行 数 据 采 集 、分 析 、监 视 、打 印 , 实现 对 现 场 设 备 的 程 控 、 自动 、保
护 、联锁控 制。接入 全厂统一 G P S对时 .完成 高精度事故 追忆。
关 键 词 :D C S P L C;o p c ;m o d b u s ; 电厂 辅 控 ;一 体 化
中 图分类号 :T M7 6
文献标识码 :B
文章编 号 :1 0 0 6 - 7 3 4 5( 2 0 1 5 )增刊 一 0 0 4 7 - 0 3
第4 3卷
2 0 1 5年 1 2月






V o 1 . 4 3 N o .增刊
De c . 2 01 5
YUNNAN EL ECTRI C POW ER
辅控 网 D C S — P L C一体 化 控 制 系统 应 用
杨 凯
( 云 南大唐 国际红 河发 电有 限责任公 司 .云南 开远 6 6 1 6 0 0 )
人 机接 口配 置 :本 系 统 配 置 3台 操 作 员 站
P O C 7 0 0 0 ,用 于完成 辅 控 设 备 的监 控 操 作 :配 置
1台工 程师 站 E WS 7 0 0 0 ,通 过工 程 师 站 完 成 控 制
逻 辑 的组态 、编译 下 载 与 系 统 维 护 :配 置 1 历 史 数据 站 HD S 7 0 0 0 ,完成 辅 控 网 的历史 数 据 收集 与
1 系统 整 合 优 化 的 方 案 设 计
基 于 日立 H I A C S 一 5 0 0 0 M DC S控 制 系 统 。由
协议传输 , 故 为了实现对 电除尘设备 的监控 ,设 置 l台通 讯 接 口站 C I S 7 0 0 0 ,用 以实 现 控 制 器 与 电除尘设 备 的双 向通 讯 与 设 备监 控 ,通 讯接 V I 站
煤废 水 、燃 油 泵 房 、次 氯 酸 、除 灰 、输 煤 及 生 活
污水 系 统采 用 标 准 以 太 网 MO D B U S T C P / I P协 议 直 接通 过控 制器 C P U的 以太 网接 口实 现双 向通讯
首 出逻辑 ,上 位机 的报 警 信 号 功 能单 一 ,无 法进
通讯 时 间约有 1 秒 的时 延 :必 须 满 足 现 场操 作 的 需 要 需要 设置 1台独 立 的 S I S通 讯站 S I S 7 0 0 0用
机组 级 F D D I 冗 余 光 纤 令 牌 环 网和 连 接 在 网上 的 人机 接 口站 P O C、H I S T、E WS及 D P U 五 大 部 分
2 系统 整 合 优 化 的 通 讯 原 理
2 . 1 基于 T CP的 Mo d b u s通信 Mo d b u s 是 Mo d i c o n公 司为 该公 司生 产 的 P L C
性 能 、高可靠 性 、稳定 的实时 响应 等特 点 。 控 制器 配置 :考 虑 到 1 3个 系统 的通 讯 负荷率
机柜 ( 2 0 0 0 m mX 7 0 0 mi n X 7 0 0 m m) 。共 配 置 2
业标 准 ,从 功 能上 讲 ,MO D B U S包 括 2 4种 命 令 , 每一 功 能都有 相 应 的功 能 码 ,最 基 本 的 功 能 主要 包括 A I / A O、D I / D O 的数 据 传 送 ,其 Mo d b u s数 据结 构 主要 包括输 入离 散量 、线 圈 、输入 寄存 器 、 保存 寄 存 器 4个 基 本 单 元 ,访 问 示 意 图 如 图 1
行历 史 趋势 查 询 。针对 上 述 存 在 的 问题 ,提 出了

种 全新 的控 制 操作模 式 ,整合 改 造 原先 P L C所
与 辅控 设备 的监 控 :因 电除 尘设 备 只 能 通过 O P C
辖所 有 子系统 ,就地保 留 P L C模 板 ,上 位 机 采用 日立 控制 器进 行 通讯 连接 组态 ,提 升工作 效 率 。
组成 。以昆腾 系列 通 讯 模 件 N O E 7 7 1 0 1为 应 用层 通讯 报 文传输 接 口,配 置 MO D B U S T C P实 现 P L C 和D C S之 间 的通讯 连接 。形 成 的控制 网络 具 有 高

于将 辅 控 网画面 和数据 库 等传送 到 S I S系统 。
0 前 言
目前 国内运 营 的火 电厂 多采 用 D C S系统 控 制 主体 设 备 ( 锅 炉 、汽 机 、发 电机 ) 及 其 辅 机 ,采 用P L C控 制辅 助子 系统 。在 P L C控 制 的辅 助子 系 统里 ,各 系统 由 不 同 的厂 完 成 ,各 成 体 系 ,给检
回放 。
修维护人员造 成诸多不便 ;操作界 面分别独立 ,
操作 方 式繁 琐 ,兼 容性 差 ,实 现功 能 单 一 , 自动
化程 度低 ,P L C逻 辑及 上 位机 监 控 软 件 都 无 跳 闸
通 讯接 口配 置 :锅 炉补 给水 、次 氯 酸 、工 业 废 水 、江边 、炉 内加 药 、凝 结 水 、生 水 石 灰 、含
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