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1、跳转到第一页DCS理论与理论与QCS基础基础制作制作 朱朱 毅毅2006年年11月月跳转到第一页什么是什么是DCSDCS DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System)，在国内自控领域又称为集散控制系统。 DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制的要求。它的过程控制点分散，系统具有很高的可靠性。它通过集中的操作和监控，DCS具有方便的操作和维护性能。DCS具有标准的接口，对外连接更加方便简捷。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是“分散控制，集中管理”。跳转到第一页DCSDCS的发展
2、的发展 1975 年美国 Honeyw ell （第一台DCS系统）分散控制系统TDC2000 70年代以模拟量反馈为主，开关量为次，各大公司推出的几十种型号的系统，采用的都是专利网络，通用性差80年代随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术, 80年代末许多公司推出新一代的集散系统, 其主要特征是新系统的局部网络采用MA P 协议; 引用智能变送器与现场总线结构; 在控制软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制, 使DCS 也具有PLC 的功能。90年代第三代DCS，网络协议引入标准化，系统具有开放性，可移植性，互操作性，应用速度及范围更大。跳转到第一页DCSDCS与与
3、PLCPLC的区别的区别 DCSDCSPLCPLC硬件上位机、网络、控制器、I/O接口、现场仪表等单一的控制器软件上位机组态软件、控制器编程软件、通讯接口软件、操作及设计画面人机接口软件等控制器编程软件运算周期相对长由于点数少，周期快特点分布式控制，全局性，控制回路大顺序扫描机制，以时间基准的控制，用于单一控制单元小系统PLCPLCPLCPLC可以说只是可以说只是可以说只是可以说只是DCSDCSDCSDCS系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制系统的一个控制器器器器PLCPLCPLCPLC可以说只是可以说只是可以说只是可以说只是DCSDCSDCSDCS系统的一个控制系统的一个控制系统的一个
4、控制系统的一个控制器器器器跳转到第一页PLC基础知识基础知识跳转到第一页PLC基础知识基础知识跳转到第一页PLC基础知识基础知识相当于相当于相当于相当于电电工工工工电电路中常开点路中常开点路中常开点路中常开点输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电工工工工电电路中路中路中路中输输出出出出相当于相当于相当于相当于电电工工工工电电路中常路中常路中常路中常闭闭点点点点输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电工工工工电电路中并路中并路中并路中并联联一个常开点一个常开点一个常开点一个常开点输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电工工工工电电路中并路中并路中并路中并联联一个常一个常一个常一个常闭闭点点点点
5、输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电工工工工电电路中串路中串路中串路中串联联一个常开点一个常开点一个常开点一个常开点输输入入入入相当于相当于相当于相当于电电工工工工电电路中串路中串路中串路中串联联一个常一个常一个常一个常闭闭点点点点输输入入入入跳转到第一页DCS组成结构组成结构 DCS DCS DCS DCS的的的的过过程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的程控制站是一个完整的计计算机系算机系算机系算机系统统，主，主，主，主要由要由要由要由电电源、高性能的中央源、高性能的中央源、高性能的中央源、高性能的中央处处理器（理器（理器（理器（CPUCPUCPUCPU）、网）、
6、网）、网）、网络络接口接口接口接口组组成。成。成。成。 高性能的中央高性能的中央高性能的中央高性能的中央处处理器是理器是理器是理器是现场过现场过程控制的中心，存程控制的中心，存程控制的中心，存程控制的中心，存放并运行所有的放并运行所有的放并运行所有的放并运行所有的过过程控制程序以及程控制程序以及程控制程序以及程控制程序以及现场仪现场仪表数据和控表数据和控表数据和控表数据和控制数据。制数据。制数据。制数据。DCSDCSDCSDCS的控制决策都是由它来的控制决策都是由它来的控制决策都是由它来的控制决策都是由它来执执行的。行的。行的。行的。 过过程控制站的网程控制站的网程控制站的网程控制站的网络络接
7、口是同上一接口是同上一接口是同上一接口是同上一级级的操作的操作的操作的操作员员站和站和站和站和工程工程工程工程师师站的站的站的站的连连接通道。操作接通道。操作接通道。操作接通道。操作员员的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程的操作控制信息和工程师师站的站的站的站的组态组态程序都是通程序都是通程序都是通程序都是通过这过这一通道一通道一通道一通道发发送到送到送到送到过过程控制站，程控制站，程控制站，程控制站，过过程控制站收集整理的程控制站收集整理的程控制站收集整理的程控制站收集整理的现场现场数据也是通数据也是通数据也是通数据也是通过这过这一通道一通道一通道一通道传传递递到操作
8、到操作到操作到操作员员站上。站上。站上。站上。过过程控制站同程控制站同程控制站同程控制站同I/OI/OI/OI/O模模模模块块之之之之间间通通通通过现场总线连过现场总线连接。接。接。接。跳转到第一页DCS组成结构组成结构 一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报一台用于操作、监视、报警、趋势显示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报警、趋势显示、记录和打印报表的表的表的表的PCPCPCPC机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有机。操作员站通常装有操作软件以完成上述功能，并操作软件以完成上述功能，并操作软件以完成上述功能
9、，并操作软件以完成上述功能，并且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站且是通过以太网同过程控制站相连。相连。相连。相连。跳转到第一页DCS组成结构组成结构 一台用于组态过程控制软一台用于组态过程控制软件，诊断、监视过程控制站运件，诊断、监视过程控制站运行情况，供行情况，供DCSDCS工程师开发、工程师开发、测试、维护测试、维护DCSDCS系统使用的计系统使用的计算机。算机。跳转到第一页 DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。生产控制操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生
10、产数据，传达操作指令。从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。 操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。 DCS组成结构组成结构 跳转到第一页华章华章DCS系统系统 信息信息信息信息层层控制控制控制控制层层设备层设备层跳转到第一页华章华章DCS系统系统 以太网（信息层）以太网（信息层）ControlNETControlNET （控制层）（控制层）ControlNETControlNET
11、 （控制层）（控制层）造造造造纸纸DCSDCSDCSDCS制制制制浆浆DCSDCSDCSDCS碎解碎解碎解碎解DCSDCSDCSDCSMCC控制柜控制柜现场仪表现场仪表电机电机电机电机MCC控制柜控制柜现场仪表现场仪表logix5500logix5500logix5500logix5500控制器控制器控制器控制器4K01-4K034K01-4K034K01-4K034K01-4K035K01-5K025K01-5K025K01-5K025K01-5K022K01-2K042K01-2K042K01-2K042K01-2K043K013K013K013K01跳转到第一页DigiVisFreela
12、nce 系统结构系统结构现场仪表现场仪表集成集成 FF 总线设备的编程总线设备的编程DigiToolXXXXXX线海天测控线海天测控DCSDCSABB-AC800控制器控制器MCC控制柜控制柜电机电机西门子西门子IO模块模块以太网以太网跳转到第一页华章华章logix5500logix5500控制器模块种类控制器模块种类 电电源源源源 各种网各种网络连接模接模块各种各种输入入输出出IOIO模模块CPUCPU跳转到第一页华章华章logix5500logix5500控制器模块种类控制器模块种类 DeviceNetDeviceNetDeviceNetDeviceNet模模模模块块用于用于用于用于设备设
13、备网网网网在在在在传动传动上上上上连连接接接接现场现场操作台操作台操作台操作台PLCPLCPLCPLCDH+/IRODH+/IRODH+/IRODH+/IRO模模模模块块用于用于用于用于设备设备网网网网在在在在传动传动上上上上连连接接接接1336133613361336变频变频器器器器ETHERNETETHERNETETHERNETETHERNET模模模模块块用于以太网用于以太网用于以太网用于以太网连连接上位机接上位机接上位机接上位机电脑电脑ControlNETControlNETControlNETControlNET模模模模块块用于控制网用于控制网用于控制网用于控制网连连接多台接多台接多台
14、接多台LOGIXLOGIXLOGIXLOGIX控制器控制器控制器控制器跳转到第一页华章华章logix5500logix5500控制器模块种类控制器模块种类 模模模模拟拟量量量量输输入模入模入模入模块块（AIAIAIAI）1756-IF161756-IF161756-IF161756-IF16模模模模拟拟量量量量输输出模出模出模出模块块（AOAOAOAO）1756-OF81756-OF81756-OF81756-OF8开关量开关量开关量开关量输输入模入模入模入模块块（DIDIDIDI）1756-IB321756-IB321756-IB321756-IB32开关量开关量开关量开关量输输出模出模出模
15、出模块块（DODODODO）1756-OB321756-OB321756-OB321756-OB32跳转到第一页控制器的总线通讯控制器的总线通讯 我单位大部份设备上的我单位大部份设备上的电机是由操作员在电机是由操作员在DCS（集集散控制系统）室控制启停的，散控制系统）室控制启停的，操作员通过电脑上的画面发操作员通过电脑上的画面发出启停命令，电脑通过网络出启停命令，电脑通过网络向向PLC发出启停信号，发出启停信号，PLC再根据采集到的各类信号再根据采集到的各类信号（电机的状态信号、联锁信（电机的状态信号、联锁信号等）加以判断是否能启停号等）加以判断是否能启停该电机，然后向配电房内的该电机，然后向
16、配电房内的MCC柜发出启停信号，在柜发出启停信号，在MCC柜中的接触器相应作出柜中的接触器相应作出通断电机电源的动作，使电通断电机电源的动作，使电机启动或停止。机启动或停止。 跳转到第一页一、符号含一、符号含义PICPICPICPIC含义含义含义含义P P P P 压压压压力力力力I I I I 指指指指示示示示C C C C 控控控控制制制制TICTICTICTIC含义含义含义含义T T T T 温温温温度度度度I I I I 指指指指示示示示C C C C 控控控控制制制制FICFICFICFIC含义含义含义含义F F F F 流流流流量量量量I I I I 指指指指示示示示C C C C
17、 控控控控制制制制R R R R 记记记记录录录录C C C C 浓浓浓浓度度度度CRCCRCCRCCRC含义含义含义含义C C C C 控控控控制制制制跳转到第一页一、符号含一、符号含义（继）LIALIALIALIA含义含义含义含义L L L L 液液液液位位位位I I I I 指指指指示示示示A A A A 报报报报警警警警PIPIPIPI含义含义含义含义P P P P 压压压压力力力力I I I I 指指指指示示示示HSHSHSHS含义含义含义含义H H H H 手手手手动动动动S S S S 开关阀开关阀开关阀开关阀PIDPIDPIDPID含义含义含义含义P P P P 比比比比例例例
18、例I I I I 积积积积分分分分D D D D 微微微微分分分分PIDPIDPIDPID用来调整动作响应时间与灵敏度的用来调整动作响应时间与灵敏度的用来调整动作响应时间与灵敏度的用来调整动作响应时间与灵敏度的跳转到第一页二、参数设定二、参数设定操作操作操作操作员员点点点点击这击这里，里，里，里，出出出出现现基本参数基本参数基本参数基本参数设设置置置置高高高高级级用用用用户户点点点点这这里里里里出出出出现现PIDPIDPIDPID设设置窗口置窗口置窗口置窗口跳转到第一页三、设备控制三、设备控制液位、流量、液位、流量、液位、流量、液位、流量、阀阀位位位位4-20mA4-20mA4-20mA4-2
19、0mA送入送入送入送入AIAIAIAI模模模模块块1756IF161756IF161756IF161756IF16数据通数据通数据通数据通过过以太网送入上位机以太网送入上位机以太网送入上位机以太网送入上位机数据通数据通数据通数据通过过以太网送入控制器以太网送入控制器以太网送入控制器以太网送入控制器控制器送出控制器送出控制器送出控制器送出4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA信号到信号到信号到信号到现场调节阀现场调节阀1756OF81756OF81756OF81756OF8MCCMCCMCCMCC送入控制器开关量信号：送入控制器开关量信号：送入控制器开关量信号：送入控制器开关量信号：准
20、准准准备备、运行、故障、运行、故障、运行、故障、运行、故障模模模模拟拟量信号：量信号：量信号：量信号：电电流、流、流、流、频频率反率反率反率反馈馈控制器送控制器送控制器送控制器送给给MCCMCCMCCMCC开关量信号：开关量信号：开关量信号：开关量信号：启停信号启停信号启停信号启停信号模模模模拟拟量：量：量：量：频频率率率率给给定定定定跳转到第一页四、四、DCS故障识别与处理故障识别与处理开关开关开关开关阀阀DCSDCSDCSDCS画面出画面出画面出画面出现闪烁现闪烁表示开关表示开关表示开关表示开关阀阀到位信号未收到到位信号未收到到位信号未收到到位信号未收到检查阀门检查阀门是否卡死，是否卡死，
21、是否卡死，是否卡死，DCSDCSDCSDCS柜保柜保柜保柜保险丝险丝是否断等是否断等是否断等是否断等同同同同时时我我我我们们可以可以可以可以查查看开关看开关看开关看开关阀阀控制窗口控制窗口控制窗口控制窗口阀门阀门异常异常异常异常时时“阀门阀门状状状状态态”与与与与“阀门阀门命令命令命令命令”将出将出将出将出现现不一致，在不一致，在不一致，在不一致，在报报警状警状警状警状态栏态栏中也中也中也中也会出会出会出会出现现故障提示故障提示故障提示故障提示阀门闪阀门闪烁烁跳转到第一页DCS故障识别与处理（继）故障识别与处理（继）调节阀调节阀故障：故障：故障：故障：阀阀位已打开很大，位已打开很大，位已打开很
22、大，位已打开很大，但流量、但流量、但流量、但流量、压压力力力力显显示不正常示不正常示不正常示不正常数据没有或数数据没有或数数据没有或数数据没有或数值值固定不固定不固定不固定不动动调节阀调节阀控制窗口中控制窗口中控制窗口中控制窗口中实际阀实际阀位与回路位与回路位与回路位与回路输输出出出出显显示示示示值值偏差太大偏差太大偏差太大偏差太大处处理：理：理：理：检查阀门检查阀门、流量、流量、流量、流量计计、压压力力力力变变送器等送器等送器等送器等现场仪现场仪表表表表检查检查DCSDCSDCSDCS柜各柜各柜各柜各连连接点、保接点、保接点、保接点、保险丝险丝、电电源及源及源及源及输输入、入、入、入、输输出
23、出出出4-20mA4-20mA4-20mA4-20mA信号是否正常信号是否正常信号是否正常信号是否正常数据没有或数数据没有或数数据没有或数数据没有或数值值不不不不动动表示网表示网表示网表示网络传输络传输可能有可能有可能有可能有问题问题，检查检查网网网网络线络线及及及及电脑电脑跳转到第一页DCS故障识别与处理（继）故障识别与处理（继）在流量在流量在流量在流量计录计录窗口窗口窗口窗口出出出出现现流量波流量波流量波流量波动动处处理：理：理：理：检查现场仪检查现场仪表表表表检查检查工工工工艺设艺设定定定定检查检查PIDPIDPIDPID参数参数参数参数电脑电脑断断断断电电引起引起引起引起波型波型波型波
24、型图图无无无无记录记录段段段段跳转到第一页DCSDCS组态介绍组态介绍 组态(configuration) 它是指通过专用的软件来定义系统的过程。定义过程站各模块的排列位置和类型的过程叫过程站硬件组态过程站硬件组态过程站硬件组态过程站硬件组态；定义过程站控制策略和控制程序的过程叫控制策控制策控制策控制策略组态略组态略组态略组态；定义操作员站监控程序的过程叫操作操作操作操作员站组态员站组态员站组态员站组态；定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态网络组态网络组态网络组态。 XXXXXXXX机机DCSDCS用的是用的是RockwellRockwell RSLogixRSLogix 5000
25、5000组态软件组态软件人机接口画面用人机接口画面用RSRSView32View32View32View32软件实现监控软件实现监控软件实现监控软件实现监控I/O 组态组态跳转到第一页RSLogix 5000介介绍OSFOne Shot FallingStorage BitStore_bit1Output BitOut_bit1(OB)(SB)OSROne Shot RisingStorage BitStore_bit1Output BitOut_bit1(OB)(SB)跳转到第一页RSView32软件软件介介绍跳转到第一页QCS简介简介 QCSQCSQCSQCS是是是是 质质量控制系量控制系
26、量控制系量控制系统统的的的的简简称，称，称，称，ABB QCSABB QCSABB QCSABB QCS主要由三主要由三主要由三主要由三大部件构成：大部件构成：大部件构成：大部件构成：1 1 1 1、扫扫描架描架描架描架2 2 2 2、AC450AC450AC450AC450控制器控制器控制器控制器3 3 3 3、上位机、上位机、上位机、上位机 扫扫描架主要由水份、描架主要由水份、描架主要由水份、描架主要由水份、定量定量定量定量传传感器。水份、定感器。水份、定感器。水份、定感器。水份、定量量量量测测得的数据得的数据得的数据得的数据经经网网网网络传络传送到送到送到送到AC450AC450AC45
27、0AC450控制器，由控控制器，由控控制器，由控控制器，由控制器制器制器制器发发出信号出信号出信号出信号给给干燥部干燥部干燥部干燥部的蒸汽的蒸汽的蒸汽的蒸汽阀阀，控制其蒸汽，控制其蒸汽，控制其蒸汽，控制其蒸汽的大小，以达到水份的的大小，以达到水份的的大小，以达到水份的的大小，以达到水份的控制控制控制控制; ; ; ;而定量而定量而定量而定量测测得的数据得的数据得的数据得的数据经经控制器控制上控制器控制上控制器控制上控制器控制上浆泵浆泵的的的的定量定量定量定量阀阀大小，以控制上大小，以控制上大小，以控制上大小，以控制上浆浆量达到定量要求。量达到定量要求。量达到定量要求。量达到定量要求。跳转到第一
28、页AC450过程控制器过程控制器跳转到第一页ABB扫扫 描描 架架扫扫描工作描工作描工作描工作扫扫描停止描停止描停止描停止自自自自动纸边动纸边工作工作工作工作自自自自动纸边动纸边停止停止停止停止远远程程程程本地本地本地本地手手手手动动向前向前向前向前手手手手动动向后向后向后向后设设定左限位定左限位定左限位定左限位设设定右限位定右限位定右限位定右限位抽抽抽抽样检测样检测标标准准准准样样板板板板检测检测定量定量定量定量传传感器感器感器感器由放射性元素由放射性元素由放射性元素由放射性元素水份水份水份水份传传感器感器感器感器水份灯水份灯水份灯水份灯水分水分水分水分传传感器是基于感器是基于感器是基于感器
29、是基于红红外外外外线线吸收吸收吸收吸收原理而原理而原理而原理而设计设计，是当物体被，是当物体被，是当物体被，是当物体被红红外外外外光照射光照射光照射光照射时时，任何物，任何物，任何物，任何物质仅质仅吸收一吸收一吸收一吸收一定波定波定波定波长长的的的的辐辐射光，允射光，允射光，允射光，允许许其它波其它波其它波其它波长长的的的的辐辐射光通射光通射光通射光通过过 ，纸张纸张水分水分水分水分测测量量量量选选用用用用对对水不吸收的水不吸收的水不吸收的水不吸收的1.811.811.811.81微微微微米近米近米近米近红红外光作外光作外光作外光作为为参比波参比波参比波参比波长长和和和和处处于吸收峰中心的于吸
30、收峰中心的于吸收峰中心的于吸收峰中心的1.941.941.941.94微米近微米近微米近微米近红红外光作外光作外光作外光作为测为测量波量波量波量波长长, , , ,利用两种利用两种利用两种利用两种波波波波长长的的的的单单色光色光色光色光轮轮流交替地透流交替地透流交替地透流交替地透过过纸张纸张，取其，取其，取其，取其辐辐射射射射强强强强度的比度的比度的比度的比值值来来来来测测定紙定紙定紙定紙张张水分水分水分水分 放射源是采用放射源是采用放射源是采用放射源是采用带带有放射物有放射物有放射物有放射物质质Kr85Kr85Kr85Kr85的的的的射射射射线线束束束束测验测验量量量量纸页纸页的定量，其原理
31、是利用的定量，其原理是利用的定量，其原理是利用的定量，其原理是利用纸页对纸页对射射射射线线的吸收敏的吸收敏的吸收敏的吸收敏感性。当放射源感性。当放射源感性。当放射源感性。当放射源发发出的射出的射出的射出的射线线穿透穿透穿透穿透纸页纸页后，后，后，后，纸页纸页会吸会吸会吸会吸收一部分射收一部分射收一部分射收一部分射线线，由于，由于，由于，由于纸页纸页吸收的射吸收的射吸收的射吸收的射线线量与量与量与量与纸页纸页的定的定的定的定量成量成量成量成线线性关系，利用性关系，利用性关系，利用性关系，利用电电子子子子电电路将穿路将穿路将穿路将穿过纸页过纸页的射的射的射的射线转线转换换成成成成电电信号，并将信号
32、，并将信号，并将信号，并将电电信号与信号与信号与信号与纸页纸页的定量数据的定量数据的定量数据的定量数据进进行行行行标标定，就可根据射定，就可根据射定，就可根据射定，就可根据射线转变线转变成的成的成的成的电电信号信号信号信号测测出出出出纸页纸页的定量的定量的定量的定量 保养保养保养保养测试测试标标准化准化准化准化 - + + 跳转到第一页QCS常见故障处理常见故障处理 - 不能扫描不能扫描 1.将扫描架操作侧传感器电源由“I”转为“O”。2.打开操作侧电箱。3.将传动皮带轮的固定螺丝松开，并将皮带轮向下滑动至限位开关。4.移开上下扫描头，并用酒精清洁传感器。5.完成后以相反的步骤将上面各步复位。扫描架运行：1.确认维护工作的各内容无故障。2.在上位机上确认无故障显示。3.在扫描架上按 键，与上位机联接。按 - + 键，做标定。标定时扫描架有红色 亮，完成后转为绿色 亮。按 键，开始扫描。扫描架传感器清洁：电电源开关由源开关由源开关由源开关由“I”I”I”I”转为转为“O”O”O”O”打打打打开开开开操操操操作作作作侧侧电电箱箱箱箱门门将将传动皮皮带轮的的固定螺固定螺丝松开，松开，并将皮并将皮带轮向下向下滑滑动至限位开关至限位开关移开上下移开上下扫描描头跳转到第一页完完2006-11-20
