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1、DCS 工程设计技术与应用实例工程设计技术与应用实例 集散控制系统是具体应用时，必须对系统进行适应性的设计和开发，这种设计和开发式与 被控对象密切关系的，任何一套 DCS，不论其设计如何先进，性能如何优越，如果没有很 好的工程设计和应用开发，都不可能达到理想的控制效果，甚至会出现这样或那样的问题 故障。1、 DCS 的工程设计 方案论证 方案论证也就是可行性研究设计（或简称可研设计）的主要任务是明确具体项目的规模、 成立条件和可行性；确定项目的主要工艺、主要设备和项目投资具体数额。对于 DCS 的建 设，可行性研究设计师必须进行的的第一步工作，它涉及 到经济发展、投资、效益、环境、 技术路线等
2、大的方面的问题。由于这步工作与具体技术内容关系不大，因此这里不再详细 描述。2、方案设计DCS 的基本任务 方案设计的开始阶段，首先熬明确 DCS 的基本任务，包括以下几方面： DCS 的控制范围 DCS 是通过对各主要设备的控制来控制工艺过程。设备的形式、作用、复杂程度、决定了 该设备是否适用于用 DCS 去控制。有些设备，如运料车，就不能由 DCS 控制，DCS 只能 监视料库的料位；而另一些设备，如送风机，就可由 DCS 完全控制其启动、停止，改变负 荷。那么在全厂的设备中，哪些由 DCS 控制，哪些不由 DCS 控制，要在总体设计中提出 要求。考虑的原则有很多方面，如资金、人员、重要性
3、，从控制上讲，以下设备宜采用 DCS 控制。 （1）工作规律性强的设备 （2）重复性大的设备 （3）在主生产线上的设备 （4）属于机组工艺系统中的设备，包括公用系统。 DCS 通过对这些设备的控制实现对工艺过程的总体控制。除此以外，工艺线上的很多独立 的阀门、电动机等设备也往往是 DCS 的控制对象DCS 控制深度 几乎任何一台主要设备是部分地由 DCS 控制。DCS 有时可以控制这些设备的起停和运行 过程中的调节，但不能控制一些间歇性的辅助操作， 如有些刮板门等。而对有的设备， DCS 只能监视其运行状态，不能控制这些就是 DCS 的控制深度问题。DCS 的控制深度越 深，就要求设备的机械与
4、电气化程度越高，从而设备的造价越高。在总体设计中，要决定 DCS 控制与监视的深度，使后续设计是可以实现的。DCS 的设计方案 硬件设计 硬件初步设计的结果应可以基本确定工程队 DCS 硬件的要求及 DCS 对相关接口的要求， 主要是对现场接口和通信接口的要求。 确定系统 I/O 点。根据控制范围及控制对象决定 I/O 点哦数量、类型和分布。 确定 DCS 硬件。这里的硬件主要是指 DCS 对外部接口的硬件，根据 I/O 点的要求决定 DCS 的 I/O 卡；根据控制任务确定 DCS 控制器的数量与等级；根据工艺过程的分布确定 DCS 控制柜的数量与分布，同事确定 DCS 的网络系统；根据运行
5、方式的要求，确定人机 接口设备、工程师站及辅助设备；根据与其他设备的接口要求，确定 DCS 于其他设备的通 信接口的数量与形式。软件设计 软件设计的结果使工程师将来可以在此基础上编写用户控制程序，需要做以下工作。 根据顺序控制要求设计逻辑框图或写出控制说明，这些要求用于组态的指导。 根据调节系统要求设计调节系统框图，它描述的是控制回路的调节量、被调量、扰动量、 连锁原则等信息。 根据工艺要求提出连锁保护的要求。 针对应控制的设备，提出控制要求，如启、停、开、关的条件与注意事项。 做出典型的组态用于说明通用功能的实现方式，如单回路调节、多选一的选择逻辑、设备 驱动控制、顺序控制等，这些逻辑与方案
6、规定了今后详细设计的基本模式。 规定报警、归档等方面的原则。人机接口的设计人机接口的初步设计规定了今后设计的风格，这一点在人机接口设计方面表现得非常明显， 如颜色的约定、字体的形式、报警的原则等。良好的初步设计能保持今后详细设计的一致 性，这对于系统今后的使用非常重要，人机接口的初步设计内容与 DCS 的人机接口形式有 关，这里所指出的只是一些最基本的内容。画面的类型与结构，这些画面包括工艺流程画面、过程控制画面（如趋势图、面板图等 ） 、系统监视画面等，结构是指他们的范围和它们之间的调用关系，确定针对每个功能需要 有多少幅画面，要用什么类型的画面完成控制与监视任务 画面形式的约定，约定画面的
7、颜色、字体、布局等方面的内容。 报警、记录、归档等功能的设计原则，定义典型的设计方法 人机接口其他功能的初步设计。4、工程设计 系统的方案设计完成后，有关自动化系统的基本原则随之确定。但针对 DCS 还需要进行工 程化设计（或称 DCS 的详细设计） ，才能使 DCS 与被控过程融为一体，实现自动化系统设 计的目标。DCS 工程化设计过程，实际上就是落实方案设计的过程。如果说在方案设计阶 段以及之前的各个设计阶段，其主要执行者是设计院的话，那么 DCS 工程化设计的主要执 行者将是 DCS 工程承包商和用户。用户在 DCS 的工程化设计中将扮演着重要的角色。控制系统的方案设计和 DCS 的工程
8、化设计这两部分的工作是紧密结合在一起的，而设计 院和 DCS 工程承包商、用户之间也将在这个阶段产生密切的工作联系和接口。因此，这个阶段是控制系统成败的关键，必须给予高度的重视。DCS 工程化设计与实施步骤 一个 DCS 项目从开始到结束可以分成：招标前准备、选型与合同、系统工程化设计与生成、 现场安装与调试、运行与维护五个阶段，为了对 DCS 的工程化设计和实施过程有一个清晰 认识，先给出一个 DCS 项目实施步骤及每一步所完成文件的清单，列出没一阶段要完成的 工作。 1、 招标前的准备阶段要完成的工作（用户设计院） 1） 确定项目人员。 2） 确定系统所用的设计方法 3） 制定技术规格书
9、4） 编制招标书 。 5） 招标 2、 选型与合同阶段要完成的工作（用户/设计院） 。 1） 应用评标原则分析各厂家的投标书 。 2） 厂家书面澄清疑点。 3） 确定中标厂家 4） 与厂家进行商务及技术谈判。 5） 签订合同书及技术协议 。 3、 系统工程化设计与生成阶段要完成的工作。 1） 进行联络会议，确定项目进度及交换技术资料，提供设计依据和要求，形成系统设 计 、 系统出厂测试与验收大纲 、 用户培训计划 。 2） 用户培训 3） 系统硬件装配和应用软件组态。 4） 软件下装、联调与考机。 5） 出厂测试与检查。 6） 系统包装、发货与运输。 4、 现场安装与调试阶段要完成的工作 1） 开箱验货和检查 2） 设备就位、安装 3） 现场接线 4） 现场加电、调试 5） 现场考机 6） 现场测试与验收 7） 整理各种有关技术文档 8） 现场操作工上岗培训 5、 维护与运行阶段要完成的工作 1） 正常运行的周期性检查 2） 故障维修 3） 装置大修检查 4） 改进升级
