【培训课件】DCS基础培训课程(和利时)
【培训】DCS基础培训课程(和利时)PPT课件
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FM系 列 硬 SM系 列 硬 件控制站 件控制站
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控制站 控制站 控制站 1号 域
PA总 线 仪 表
H UB /M AU
N IC
% U TIL IZA TION
TAB
GD R E I F JA KB LC
M7 N 8 O 9 GD G D GD BNC 4M b / s G D T 2 U 3 V 0 W. X Y Z
19.10.2020
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3
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DCS的概念
下图以一个水位信号调节的例子 简单地说明DCS的应用过程：
19.10.2020
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DCS的概念
我们可以把上述过程引申如下：
人机界面 监视/控制操作
操作员站
数据转换、控制运算、传送 数据和诊断结果到上层网络
以太网连接 主控单元
DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工 程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。（发电厂为例）
DCS自1975年问世以来已经历了近三十年的时间，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增 强。如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。DCS系统 过去只应用在少数大型企业的控制系统中，但随着4C技术及软件技术的迅猛发展，到目前已经 在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这 样的行业。
工程师站
SD PR O
P r of e ss io na l W o r ks ta ti on 60 0 0
监控网－冗余以太网
2-和利时DCS系统K系列硬件培训课件
HOLLiAS MACS V6 K系列硬件杭州和利时培训部学习目标熟悉K系列硬件的特点和使用方法。
掌握K系列硬件在实际项目中的配置。
目录一、系统概述四、I/O单元二、主控单元三、控制柜供电六、相关说明五、系统接地系统概述系统概述1.控制站规模2.硬件简介系统概述1.控制站规模单个现场控制站规模:I/O模块数：100个（MAX） I/O点数：1280点控制回路数：300个,其中模拟量控制回路数量≤1282.硬件简介MACS-K硬件采用模块式结构、DIN35标准导轨安装，可适应各种尺寸类型的机柜。
机柜正面机柜背面2.硬件简介◆机柜MACS-K硬件采用模块式结构、DIN35标准导轨安装，可适应各种尺寸类型的机柜。
主机柜型号：KP104-A2辅助柜型号：KP502-A2现场控制站2.硬件简介◆控制单元现场控制站的核心控制器采用“背板+模块”单元设计，1个控制器背板上可以插2个控制器和2个控制网连接模块。
◆ I/O 单元I/O模 块I/O 单元I/O 底 座2.硬件简介2.硬件简介◆总线复合电缆连接复合电缆中包含系统电源总线、现场电源总线、控制网通讯总线。
主控I/O 模块选用不同的控制网连接模块，网络拓扑结构可以实现星型和总线型。
2.硬件简介◆总线复合电缆连接星型 K-BUS02总线型 K-BUS03◆ 操作员站、现场控制站、IO 模块的地址如何设置，在什么硬件设备上实现？◆ 系统网和控制网的通讯协议和通讯介质？◆ 在K 硬件构成的现场控制站中，哪部分作为DP 从站？ 请回答前两个问题，并带着第三个问题展开后续学习思考主控单元1.概述2.K-CUT01 4槽底座3.K-CU01 控制器4.IO-BUS 模块主控单元1.概述“背板+模块”主控单元是现场控制站的中央处理单元，主要承担本站的部分信号处理、控制运算、与上位机及其它单元的通讯等任务。
1.概述◆相关产品型号说明2.K-CUT01 4槽底座◆K-CUT01 外观与接口2.K-CUT01 4槽底座 K-CUT01 技术指标2.K-CUT01 4槽底座支持插装4个模块，并为通讯及电源提供外接接口。
DCS基础培训课程(和利时)
2022/3/22
系统概述及硬件产品
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7
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HOLLiAS—MACS系统的体系结构
• 工程师站 • 工程师站运行相应的组态管理程序，对整个系统进行集中控制和管理。工程师
站主要有以下功能： – 组态（包括系统硬件设备、数据库、控制算法、图形、报表）和相关系统
HOLLiAS—MACS系统培训教程系列之基础培训课程1 系统概述及硬件产品
2022/3/22
系统概述及硬件产品
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1
系统概述及硬件产品部分重点内容
• DCS的概念（3－5）20’ • DCS的现状与发展趋势（6）5’ • 和利时公司DCS的体系结构（7－15）50’
• 和利时公司DCS的硬件产品介绍 • 主控单元（38－41）45’ • 电源模块（42－43） • 机笼单元（44－48） • 端子模块（49－52） • 常用I/O模块（53－92）50’ • 总结（93） • 其他信息（94） • 习题（95）
E N TE R RUN
PRIN T
HELP
A L PH A
S HIFT
和利时公司在成功地0号 域开发并应用了HS-DCS-1000系统和HS2000系统之后，在系统地总结了各行业 用户的意见和建议，充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术等最新 发展动态的情况下，基于当今最先进的技术 ，采用成熟的先进控制算法，推出了公司的第四代 DCS系统HOLLiAS—MACS系统。
以太网连接 主控单元
现场总 线场
仪表/ 变送器
2022/3/22
过程对象
控制指令 输出单元
IO输入模块
2024版DCS培训讲义(技能培训班)ppt课件
2024/1/30
绿色环保理念深入人心
未来工业自动化领域将更加注重绿色环保理念的应用，推动工业生产向低碳、环保、可持续 发展方向迈进。
26
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
2024/1/30
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18
05 DCS在典型工艺流程中应 用案例分析
2024/1/30
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石油化工行业应用案例
石油炼制过程控制
DCS系统可实现石油炼制过程中的温度、压力、流量等关键参数的 实时监测与控制，确保生产安全稳定。
化工生产流程优化
通过DCS系统对化工生产过程中的各种设备、阀门、传感器等进行 集中管理和控制，实现生产流程的优化和自动化。
针对风能、太阳能等新能源发电，DCS系统可实现并网控制，确保 新能源发电稳定接入电网。
电力调度与自动化
通过DCS系统对电网进行实时监测和调度，实现电力资源的优化配 置和自动化管理。
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冶金行业应用案例
2024/1/30
高炉炼铁过程控制
DCS系统可实现高炉炼铁过程中的温度、压力、流量等关键参数 的实时监测与控制，提高炼铁效率。
水泥建材行业应用DCS系统可实现原料破碎、 粉磨、煅烧等工艺流程的自动化控制，降低 能耗和生产成本。
2024/1/30
6
02 DCS硬件设备及配置
2024/1/30
7
控制器类型及特点
主流DCS控制器类型
介绍市场上主流的DCS控制器类型， 如霍尼韦尔、艾默生、西门子等。
控制器冗余设计
讲解控制器的冗余配置方式，提高系 统可靠性和稳定性。
根据实际需求，合理配置通讯网络参数，确保数据传输的稳定
性和实时性。
DCS基础培训课程和利时课件
04
DCS系统应用领域
DCS系统广泛应用于电力 、石化、冶金、制药等工 业自动化领域。
在电力行业中，DCS系统 用于锅炉、汽轮机、发电 机等主辅设备的控制。
在石化行业中，DCS系统 用于炼油、化工、天然气 等生产过程的自动化控制 。
在制药行业中，DCS系统 用于药品生产流程的自动 化控制和数据管理。
监控软件操作技巧
01
02
03
04
熟悉监控软件的基本操作，如 画面切换、数据查看、报警确
认等。
掌握如何通过监控软件对现场 设备进行控制，包括手动操作
和自动控制。
学习如何利用监控软件进行数 据分析和处理，提高生产过程
的监控水平。
了解监控软件的权限管理和安 全设置，确保系统稳定运行。
故障诊断与排除方法
介绍DCS系统的基本操作、组 态配置、调试维护等技能，以 及常见故障的排查方法。
DCS应用案例分析
结合实际案例，分析DCS系统 在工业控制领域的应用及优化 方案。
课程实验与项目实践
通过实验和项目实践，让学员 亲身体验DCS系统的操作和维 护过程，加深对理论知识的理
解。
教学方法与要求
01
采用理论与实践相结合的教学方法
云计算技术应用
云计算技术将为DCS系统提供更加 高效的数据处理和存储能力，实现 远程监控和数据分析等功能。
安全性要求更高
随着工业自动化程度的不断提高， DCS系统的安全性要求也将越来越 高，需要采取更加严格的安全措施
来保障系统的稳定运行。
与其他系统融合
DCS系统将逐渐与其他工业自动化 系统（如PLC、SCADA等）进行
。
电力行业应用案例
1 2
2024版和利时DCS系统课件
和利时DCS系统课件•DCS系统概述•和利时DCS系统硬件组成•和利时DCS系统软件配置•控制系统设计与实现方法论述目录•实际应用案例展示与效果评估•总结回顾与未来发展趋势预测DCS 系统概述01DCS系统定义与发展DCS系统定义DCS（Distributed Control System）即分布式控制系统，是一种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、组态方便。
DCS系统发展DCS系统自1975年问世以来，已经经历了多次变革。
随着计算机技术的发展，DCS系统的结构和功能不断完善，应用领域也不断扩展。
目前，DCS系统已经成为工业自动化领域的主流控制系统之一。
高可靠性采用冗余设计，确保系统稳定运行。
开放性支持多种通信协议和接口标准，方便与其他系统集成。
易扩展性模块化设计，方便用户根据需求进行扩展和升级。
强大的数据处理能力支持大数据处理和云计算技术，提高数据处理效率。
丰富的行业经验和利时在工业自动化领域有着多年的经验积累和技术沉淀。
完善的售后服务提供全面的售后服务和技术支持，确保用户在使用过程中无后顾之忧。
广泛的应用案例和利时DCS系统已经在多个行业和领域得到了成功应用，积累了丰富的应用案例。
应用领域及市场需求应用领域和利时DCS系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金、建材、造纸、食品等流程工业领域，以及市政、环保等基础设施建设领域。
市场需求随着工业4.0和智能制造的推进，以及国家对于环保和节能政策的不断加强，市场对于DCS系统的需求不断增加。
同时，用户对于DCS系统的可靠性、开放性、易扩展性和数据处理能力等方面也提出了更高的要求。
02和利时DCS系统硬件组成数据采集与处理控制算法运算通讯接口逻辑控制控制器模块功能控制器模块功能与性能高速运算能力控制器模块性能丰富的控制算法库易于扩展和维护控制器模块功能与性能0103020405高可靠性设计I/O模块类型模拟量输入模块模拟量输出模块01数字量输入模块02数字量输出模块03接口规范采用标准工业接口，如4-20mA、0-10V等支持多种信号类型，如热电偶、热电阻、标准电流/电压信号等具有电气隔离和信号调理功能，提高信号传输的稳定性和抗干扰能力通讯网络架构采用分层分布式网络结构，包括现场总线层、控制层和管理层各层级之间通过高速通讯网络连接，实现数据实时传输和共享02030401协议支持支持多种国际通用的现场总线协议，如Modbus 、Profibus 、Ethernet/IP 等提供开放的API 接口，方便与第三方系统进行数据交互和集成支持OPC 、ODBC 等标准数据访问接口，实现与上位机软件的无缝连接03和利时DCS系统软件配置操作系统平台选择及兼容性考虑兼容性支持多种主流操作系统，如Windows、Linux等，确保系统稳定可靠。
(完整版)和利时DCS系统课件
操作员站运行 软件
服务器运行软 件
Slient
HOLLiAS—MACS系统的硬件体系结构
机柜正面
机柜背面
HOLLiAS—MACS系统的硬件体系结构
主控单元是现场控制站的中 央处理单元，主要承担本站 的信号处理、控制运算、与 上位机及其它单元的通讯等 任务。
主控单元可以热备份方式冗 余使用，在出现故障时能够 自动无扰切换，并保证不会 丢失数据。（不停机）
输出电压为 DC24V或 DC48V
Slient
HOLLiAS—MACS系统的常用硬件
机
笼
背
CNET
面
SNET
Slient
HOLLiAS—MACS系统的常用硬件
FM131A 端子模块
与常规IO模块搭配使用的 端子模块，实现功能模 块与现场信号的连接。 拨码开关可以灵活简便 地设置站地址，支持多 个模块级联和DP 终端 匹配器的挂接。模块设 有防混销，可以有效防 止不同的功能模块与 FM131A 底座模块的混 装组合。
说 明
RNET（黄灯） “亮”表示双机（以太网）备份数据交换正常。
BATTERY
数据保持电池。拨码置于ON，表示主控单元处于掉电保护状 态，拨码置于OFF，表示主控单元未处于掉电保护状态。
Slient
HOLLiAS—MACS系统的常用硬件
电源单元为用 来对现场控制 站的主控单元、 I/O模块及现场 仪表供电，可 构成无扰切换 的冗余配电方 式。
Slient
HOLLiAS—MACS的系统体系结构
HOLLiAS—MACS系统中的“站”包括：
操作员站
操作员站主要完成以下功能： – 各种监视信息的显示、查询和打印，主要有工艺流程图显示、
(完整版)和利时DCS系统课件
数据存储
提供实时数据库和历史数 据库，支持数据的实时存 储和历史查询，满足用户 对数据追溯和分析的需求
。
04
系统调试与运行维护管理
调试前准备工作及注意事项
熟悉系统结构和功能
了解DCS系统的硬件配置、软 件功能及通讯协议，明确各部
分的作用和相互关系。
检查硬件设备
确保所有硬件设备已正确安装 、接线，并进行通电测试，检 查设备状态是否正常。
常见故障现象描述和原因分析
01
02
03
通讯故障
通讯中断、数据传输错误 等，可能原因包括硬件故 障、网络配置错误、电磁 干扰等。
控制器故障
控制器无法正常工作、输 出异常等，可能原因包括 硬件损坏、软件故障、参 数设置错误等。
输入/输出故障
输入/输出信号异常、无响 应等，可能原因包括模块 损坏、接线错误、信号干 扰等。
操作系统平台选择及配置要求
操作系统平台选择
支持Windows、Linux等主流操作系统，确保系统稳定性和兼容性。
配置要求
建议采用高性能计算机，配置要求包括处理器、内存、硬盘空间等，以满足 DCS系统实时性、稳定性和可扩展性的需求。
组态软件功能介绍及使用技巧
组态软件功能
提供丰富的图形化组态工具，支持流程图、趋势图、报警等多种组态元素的创建和编辑，实现监控画面的自定义 。
预期要求运行。
下载控制程序
将编写好的控制程序下载到DCS系统 中，并进行编译和链接，生成可执行 文件。
故障诊断与处理
在调试过程中遇到故障时，及时诊断 并处理故障，记录故障原因和解决方 法，以便后续维护时参考。
运行维护策略制定和执行情CS系统的运行情况和维护需求，制 定合理的维护计划，包括定期巡检、预防 性维护、紧急维修等内容。
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6
HOLLiAS—MACS系统的体系结构
ERP系 统
SD PRO
Pr of e ss io na l W o r ks ta t io n 6 00 0
管理网－以太网
OPC服 务 器
ODBC网 关
操作站
SD PR O
P r of e ss io na l W o r ks ta ti on 60 0 0
打印机
ASCII 打 印 机
监控网－冗余以太网
通讯站
系统网－冗余以太网
系统网－冗余以太网
P roC urv e 8000
H P J4 1 1 0A
SM系 列 硬 件
DP总 线
第 三 方 DP
3C om
设备
DP/PA转 换器
SD
S m a rt-U P S 62 0 w w w .ap c c. c om
目前，一套使用户满意的DCS系统应该具备以下特点： • 系统具备开放的体系结构，可以提供多层的开放数据接口； • 系统应具备强大的处理功能，并提供方便的组态复杂控制系
统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力； • 系统应支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要； • 系统应高可靠、维修方便、工艺先进、价格合理
工程师站
SD PR O
P r of e ss io na l W o r ks ta ti on 60 0 0
监控网－冗余以太网
操作站
SD PR O
P r of e ss io na l W o r ks ta ti on 60 0 0
操作站
SD PR O
P r of e ss io na l W o r ks ta ti on 6t课件
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2
DCS的概念
本讲重点：DCS的概念； DCS的应用过程；
关键词：DCS；
DCS即集散型控制系统，又称分布式控制系统（Distributed Control System）。它的主要 基础是4C技术，即计算机－Computer、控制 －Control、通信－Communication和CRT显示技术。
20.10.2020
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3
DCS的概念
下图以一个水位信号调节的例子 简单地说明DCS的应用过程：
20.10.2020
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4
DCS的概念
我们可以把上述过程引申如下：
人机界面 监视/控制操作
操作员站
数据转换、控制运算、传送 数据和诊断结果到上层网络
SD
SD
SD
FM系 列 硬 SM系 列 硬 件控制站 件控制站
SD
SD
SD
控制站 控制站 控制站 1号 域
PA总 线 仪 表
H UB /M AU
N IC
% U TIL IZA TION
TAB
GD R E I F JA KB LC
M7 N 8 O 9 GD G D GD BNC 4M b / s G D T 2 U 3 V 0 W. X Y Z
E NTER RUN
PR IN T
HE LP
A LPHA
S H IFT
和利时公司在成功地0号 域开发并应用了HS-DCS-1000系统和HS2000系统之后，在系统地总结了各行业 用户的意见和建议，充分调查了计算机技术、网络技术、应用软件技术、信号处理技术等最新 发展动态的情况下，基于当今最先进的技术 ，采用成熟的先进控制算法，推出了公司的第四代 DCS系统HOLLiAS—MACS系统。
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HOLLiAS—MACS系统的体系结构
• HOLLiAS—MACS系统是由以太网和使用现场总线技术的控制网络连接的各工程师站、操 作员站、现场控制站、通讯控制站、打印服务站、数据服务器组成的综合自动化系统， 完成大型、中型分布式控制系统（DCS）、大型数据采集监控系统（SCADA）功能。
DCS系统通过某种通信网络将分布在工业现场附近的现场控制站和控制中心的操作员站及工 程师站等连接起来，以完成对现场生产设备的分散控制和集中操作管理。（发电厂为例）
DCS自1975年问世以来已经历了近三十年的时间，其可靠性、实用性不断提高，功能日益增 强。如控制器的处理能力、网络通讯能力、控制算法、画面显示及综合管理能力等。DCS系统 过去只应用在少数大型企业的控制系统中，但随着4C技术及软件技术的迅猛发展，到目前已经 在电力、石油、化工、制药、冶金、建材等众多行业得到了广泛的应用，特别是电力、石化这 样的行业。
HOLLiAS—MACS系统培训教程系列之基础培训课程1 系统概述及硬件产品
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系统概述及硬件产品部分重点内容
• DCS的概念（3－5）20’ • DCS的现状与发展趋势（6）5’ • 和利时公司DCS的体系结构（7－15）50’
• 和利时公司DCS的硬件产品介绍 • 主控单元（38－41）45’ • 电源模块（42－43） • 机笼单元（44－48） • 端子模块（49－52） • 常用I/O模块（53－92）50’ • 总结（93） • 其他信息（94） • 习题（95）
• HOLLiAS—MACS系统硬件由工程师站、操作站、现场控制站（包括主控单元设备和I/O单 元设备）、通讯控制站、打印服务站、系统服务器、系统网络、监控网络、控制网络等 组成。
• HOLLiAS—MACS系统软件包括：工程师站组态软件；操作员站在线软件； 现场控制器运 行软件；服务器软件等。
以太网连接 主控单元
现场总 线连接
输入信号 采集单元
DCS系统
现场
仪表/ 变送器
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过程对象
控制指令 输出单元
IO输入模块
IO输出模块
DCS系统
阀门/执 行机构
现场
仪表/ 变送器
过程对象
阀门/执 行机构
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DCS系统的现状与发展趋 势
• 经历了二十几年的发展，DCS有了很大的变化。这种变 化来自两方面的动力：用户需求的不断提高和电子与信 息技术的快速发展。用户的需求已经不再满足于应用 DCS代替常规的仪表控制和简单的数据检测，同时随着 电子与信息技术的进步使得DCS应用的构成元件（电子 元器件、处理器、软件、网络等）性能大大提高且价格 大幅度下降，特别是各种板级OEM部件和HMI软件的发展 进一步简化了DCS的开发难度并降低了开发成本。