仪表知识(二) 点击:0 | 回复:6



PEAMAY

    
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发表于:2006-11-01 17:44:00
楼主
二、DCS在选型中的几个问题

工艺流程确定后,控制系统被控对象也就确定。选用哪种控制系统成为重要问题,这主要根据项目规模和投资预算来考虑。DCS与模拟仪表相比更复杂,技术性能要求更高,除控制硬件外,还涉及通信协议、监控软件及与其相连的数据存储等。新系统出现后,与互连网Web技术相结合,还涉及工业连接软件和优化控制软件,实时数据库、与工厂关系数据库的连接,传统DCS、PLC的互操作等问题。 

1、 按投资预算确定控制系统 

如控制回路较多,模拟量采集较大,热电阻、热电偶的采集较多时,应选用DCS。采用哪种DCS,应从以下几方面考虑: 

目前,正是新老系统交接时期,DCS软、硬件正由专用走向通用。选比较新型的系统,价格比较低,备品比较好买,维护费用会大幅度下降。与其他系统互连容易,费用低。系统集成是未来十几年的趋势,是计算机技术发展的一个新阶段。 
DCS制造厂家往往对某一领域比较专长。如Honeywell TDC2000、TDC3000、TPS和PKS系统,横河CS1000、CS3000系统主要用于石化部门,因为其闭环控制回路比较多,模拟量控制比较方便。模拟量和开关量控制是完全分开的,在开关量的控制方面不如其他DCS方便。 
BAILEY公司N90、INFI90,西屋WDPFI、WDPFII、OVATION系统主要用于电力系统。这两个系统在模拟量和开关量结合方面较好。OVATION系统是新型软DCS系统,也是现在销售情况最好的系统之一。 

Fisher-Rosmount公司和西屋被Emerson收购,老系统PROVOX 、RS3大多用于化工系统,其批量、配方等很有特色。现在已经基本迁移改造到新系统Delta V上,新系统兼容现场总线和Hart协议。 

不同工艺过程会有一些特殊要求,如电厂要有电调设备(DEH)和事件顺序记录(SOE)。水泥行业、冶金行业等开关量与模拟量之比大约是6:1,而且纯滞后环节较多,有时需控制补偿等,选型时要考虑这些因素。有的DCS系统开关量逻辑控制组态不太方便,这时要考虑采用DCS和PLC混合使用。如电厂锅炉控制采用DCS,输煤程控和水处理、除灰等逻辑控制采用PLC。 

经济性该从DCS价格和预计效益角度考虑。同档次中,进口DCS控制功能强一些。进口产品有一些先进控制算法,如Smith预估、三维矩阵运算等,因销售时间较长,软件保证体系更完善。国产DCS价格低很多,也能满足基本技术要求,因开发较晚,某些技术比国外的还先进一些,如以太网的应用、导轨式的嵌入式PC为基础的控制器和已经有现场总线接口等。从结构上看,我国DCS比某些进口DCS还合理。 

国外传统DCS厂家的控制器差别不大,但操作站区别较大。分以PC机和小型机为基础两类。小型机价格比PC机高很多,且许多机型已停产。PC机操作系统用NT,稳定性虽没UNIX好,但作为操作站使用足够。小型机接口用SCSI,传输速率理论上是串行20倍之多。以NT操作系统作为操作站,如采用串行连接,点数(标签数)能少一些,这与硬件配置有关。有时由于硬件与软件配合不好,会频繁死机。国产PC机更便宜,采用PC机操作站,可以采用最新机型和监控软件,与计算机技术的发展基本同步。现场技术人员对软件的安装、调试、联网和开发也更熟悉。监控软件分专用和通用,通用监控软件开放性能好,能在以太网中用DDE、或OPC方式交换数据。专用监控软件脚本不丰富,不能与第三方设备连接,所以目前快要退出市场,但病毒、黑客难以侵入;致命的缺点是开放性能差。 

传统DCS即将退出市场,新型系统可以是集成的,也可以由DCS厂家作为系统供应的。对于集成系统可以是操作站采用通用的,控制器有许多接口,与PLC,Web连用。用户可以通过工程公司集成,应按照项目的规模大小和预算资金来选择使用。由于有通用的监控软件,符合IEC61131-3标准的编程软件、可以选用嵌入式系统或软DCS系统,集成的控制系统有可能达到最高的性价比。 

系统规模主要由系统的输入输出点数确定。其中包括连锁、特殊控制要求所需的输入输出点数。选择DCS的型号要看资金确定和维护的工作量,有的DCS除操作站需要维护以外,控制部分基本不需维护。 

在选型时,要考虑是否需要冗余。新型DCS的通讯网络是冗余的,结点之间距离和DCS网络总长度以及各结点地理配置有关。通用以太网,网卡等价格很低,而专用网络接口很贵。经济性涉及很多因素,最好联系国内类似单位,进行技术培训,或请教有经验的专家解决有关困难。 
工程承包方的技术力量。要选择技术力量较强单位作总体方案,而具体编程或组态可分别完成。 国外DCS厂商技术人员不可能大批来我国服务,不熟悉我们应用情况,更不可能什么系统都很清楚,所以具体实施还是国内技术人员较好。 
如采用进口DCS,可得到国外一些开发工业连接软件公司的技术支持,能把系统做好一些。我国技术人员也得到提高。虽然我国技术与国外相比有一定距离,但国内技术人员对国内情况比较了解,在国外大公司支持下,做的工程会达到更好性能。 

售后服务。国外厂商通常配品、备件供应价格高,且不能及时提供。用户应选择厂商实力雄厚,技术力量强、境内技术支持好的厂家。厂家会不断更新产品,新旧产品兼容性要好。国内DCS厂家配品、备件供应较及时,售后服务做的比较好,许多第三方厂家也开发了许多价廉物美的产品,用户都可选用。 
技术的先进性。计算机技术发展很快,而DCS发展相对稳定,这涉及新技术的应用。要注意:有些国外厂家为抢占市场,经常把不太成熟的产品推到第三世界。国产DCS销售时间还不够长,对一些软件的测试条件不够完善,在一些极特殊情况下,是否会产生问题没有足够证据,所以有时发生故障会有解释不清的情况。 
系统集成已成熟,为节约资金,可采用。应该向ABB公司学习,它的工业IT,就是集成了许多家的产品。用类似的办法,不仅能集成出好的系统,还能培养技术队伍。 

综上,选型不但要考虑项目规模和投资预算,还要考虑一系列其它因素。系统集成是以后的方向,不仅满足控制要求,而且性能好、资金省。 

2、 按输入/输出点数确定操作站控制器的型号和台数 

控制器和处理I/O点数的能力 
系统首先要决定采用多少控制器和人机界面。回路控制器组成的系统是比较单一,提供的IO点数确定,用满它的I/O点和回路数目是可以的(有现场总线连在控制器上除外)。购买的产品品牌确定后,就要确定PLC或DCS的型号,要购买多少台控制器、一个控制器需要配多少I/O卡件。这个问题对于最终用户来说是很重要的。 

硬件组态。DCS、PLC的型号确定以后,计算各种类型的I/O的卡件数。这称为硬件(或称为硬件配置)组态。硬件组态有三方面考虑:首先是与控制器位置有关的I/O设备位置的确定。考虑到安装布线费用,远程I/O体系有优势。本地I/O或远程I/O选定以后,就要选模块型号。通常不会只要一种型号I/O模块。型号选定后,计算每种型号I/O模块数。根据所用的现场传感器、控制设备工作原理和电压幅值来划分统计。根据(输入/输出)功能、电压、工作原理,统计接口模块数。 
软件组态。上述工作完成后,才开始软件组态,即DCS采用功能块组态,PLC编制梯形图。现场安装和调试,最后使系统很好的运转。除了I/O模块数,还要考虑控制器逻辑程序所用处理机内存容量,最后还要考虑处理机指令系统。 
关于DCS,控制器I/O点数配置比PLC要复杂一些。因DCS主要考虑模拟量处理,它占的处理机内存容量更多。所以选型后,还必须确定点数裕量。根据经验,假设实际有100个I/O点,应选用能识别300-400点I/O的控制器。 

假设一台DCS控制器能连接64块I/O卡,在实际连接时,连接20多块I/O卡才合适。每块卡分别是8路或16路。如果都是开关量,块数可适当多一些;模拟量块数要少一些。 

如果一台DCS控制器能完成120个PID控制回路任务,在做组态时最好作40多个回路,再加上部分开关量和模拟量采集,控制器才能正常运转。一定不要作太满,否则不仅影响控制器运行,还影响DCS通讯网络工作。 

一个系统要用好几台控制器,各控制器作硬件组态时,相互间负荷要平衡,各控制器输入/输出点数要相当。各控制器要组态多少PID回路关系不大,只要I/O的点数大约是最大能力的30-40%左右。如两台控制器输入/输出点数都没超出,但数量差太远,比如一台是1000多点,而另一台只有100多点,这时通讯网络的工作不太正常。 

控制器识别I/O点数的能力和推荐的I/O点数。说明书中控制器宣传的读取I/O能力越大,留的余量就应越大。如宣布一台控制器有12000点的I/O能力,或有5000点的I/O能力,实际I/O点不能超过1/3,甚至还要少。使用每块卡件,如8通道输入卡,还要留出1-2个通道,16路输入卡,要留出2-3个通道,以便调试时更换通道用。尤其是热电阻或热电偶卡,一定



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1楼
ding

烧锅炉的天鹅

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2楼
版主,能把这些东西帮忙整理到一起吗?谢谢了!

要吃饭的电工

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vb 

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好,

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不错啊!

一丘之鲁

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6楼
  还行,听容易吸收的,谢了

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