子项目五DeltaV系统的组态与调试.docx

1、子项目五DeltaV系统的组态与调试子项目五 Delta V系统的组态与调试任务5.1 Delta V控制系统构建一、均酐装置自控设计要求（一） 均酐装置主要工艺均酐装置工艺流程水洗塔装置工艺流程图见附件3（二） 均酐装置控制方案的确定1、缓冲罐压力控制回路PIC8012、软水罐装置液位控制回路LICA8023、水洗塔装置流量比值控制回路FIQ802- FICQ803（三）均酐装置I/O清单根据设计要求，用于测量及控制的现场I/O点共计41点，详见测点统计表8.1-1。表5-1 均酐装置I/O点统计表装置名序号位号 描述 I/O类型测量范围单位功能要求空气缓冲罐装置1PIC801空气缓冲罐出口

2、压力测量、控制AI0250kPa报警、记录2TI801空气缓冲罐温度测量AI0100报警、记录3FIQ801空气缓冲罐出口流量测量AI03600m3/h报警、记录4PY801罗茨鼓风机的变频器AO0100%报警、记录、累计5HV801空气缓冲罐空气远程放空操作阀AO0100%6RL801罗茨鼓风机C0101运行/停止DI1/0软水罐装置7PI803软水泵出口压力指示AI0200kPa报警、记录8TI804软水罐内温度测量变送器AI0100报警、记录9LICA802软水罐液位测量、控制AI0100%联锁、记录L=10;H=90;SH=9510FIQ804软水泵出口流量指示积算AI0800t/h报

3、警、记录、累计11LV802软水罐液位控制阀(真阀 )AO0100%12KG805软水罐液位LICA802联锁动作DO1/013RL803软水泵P0603运行/停止DI1/0水洗塔装置14PI802水洗泵出口压力测量AI0200kPa报警、记录15TI802水洗塔尾气进料温度测量AI0100报警、记录16TI803水洗塔进水温度测量AI0100报警、记录17LIA801水洗塔底液位测量AI0100%联锁、记录L=10;H=90;SH=9518FIQ802水洗塔尾气进料流量测量AI04.8t/h报警、记录、累计19FICQ803水洗泵出口水流量测量、控制AI03.0t/h报警、记录、累计20FV

4、803水洗泵出口流量调节阀(真阀)AO0100%21KG804水洗塔液位LIA801联锁动作DO1/022RL802水洗泵P0501运行/停止DI1/0换热器装置23PI901换热器冷水进口压力测量AI0160kPa报警、记录24PI903换热器蒸汽进口压力测量AI0400kPa报警、记录25TI901换热器冷水进口温度测量AI0100报警、记录26TI903换热器蒸汽进口温度测量AI0200报警、记录27TI904换热器冷凝水出口温度测量AO0200报警、记录28TICA902换热器热水出口温度测量、控制AO0140联锁、记录L=20%;H=70%;SH=80% 29FIQ901换热器冷水进

5、口流量测量AO010.0t/h报警、记录、累计30FI902换热器热水出口流量测量AO010.0t/h报警、记录31FI904换热器冷凝水出口流量测量AO010.0t/h报警、记录32FICQ903换热器蒸汽进口流量测量、控制AO01.60t/h报警、记录、累计33V901Z换热器冷水进口阀AI0100%34V903Z换热器蒸汽进口阀AI0100%35FV903换热器蒸汽调节阀AO0100%36FV903C换热器蒸汽旁路阀AI0100%37FV903A换热器蒸汽截止阀DI1/038FV903B换热器蒸汽截止阀DI1/039V902Z换热器热水出口阀DI1/040V904Z换热器冷凝水出口阀DI

6、1/041KG901换热器热水出口温度TICA902联锁DO1/0联锁、记录SH=90% 二、DeltaV系统体系结构（一） DeltaV系统硬件组成DeltaV系统由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要由过程管理站（Process Management Station）、过程控制站（Process Control Station）及冗余的控制网络（Control Network）三大部分构成；软件包括组态软件、控制软件、操作软件及诊断软件等，DeltaV系统构成如图5.1所示。图 5-1 DeltaV系统构成 Process Management Station：过程管理站； Profess

7、ional PLUS Station：PLUS站； Process Control Station：过程控制站； Professional Station：工程师站； Control Network：控制网络； Operator Station：操作站； Primary Siwtch：主交换机； Application Station：应用站； Secondary Siwtch：副交换机 Controller：控制器 Power Supply：供电电源； I/O Subsystem ：I/O子系统系统硬件组成：1 一个或多个DeltaV工作站 2 系统节点之间通信的控制网络（选择性冗余）3 电

8、源，一个或多个DeltaV控制器（选择性冗余），执行本地控制，管理数据，在I/O系统和控制网络间通信。4 每一个控制器至少有一个I/O子系统，处理从现场设备来的信息 5 系统授权（Licences）1.DeltaV系统控制网络Emerson公司DeltaV系统的控制网络是以 10M bps100Mbps以大网为基础的冗余的局域网（LAN）。系统的所有节点（工作站及控制器）均直接连接到控制网络上，不需要增加任何额外的中间接入设备。，简单灵活的网络结构可支持就地和远程操作站及控制设备，网络的冗余设计提供了通信的可靠和安全性。通过两个不同的网络交换机及连接网线，建立了两条完全独立的网络，分别接入工作

9、站和控制器的主副两个网口。DeltaV系统的工作站和控制器都配有冗余的以太网口。为保证系统的可靠性和功能执行，控制网络专用于DeltaV系统，与其他工厂网络的通信通过应用工作站（或PLUS站）来实现。DeltaV系统能力：DeltaV系统支持最多120个节点、100个（不冗余）或100对（冗余）控制器、65个工作站、1个PLUS站、64个操作站、10个工程师站、20个应用站、72个远程控制站、100个厂区（域）、8个远程数据服务器，每个控制器可支持64个I/O卡件，每个控制器可支持1500个DSTs点，光纤电缆任意扩展,安全可靠的远程连接,使用户安全管理更灵活。2.DeltaV系统工作站（Wo

10、rkstation）DeltaV系统工作站功能 图5-2 DeltaV系统工作站 图5-3 DeltaV系统工作站操作、组态画面示例DeltaV系统工作站是DeltaV系统的人机界面（见（图2.1.3、7.1.4所示），属于集散控制系统中的过程管理站，通过这些工作站，操作人员、工程管理人员及经营管理人员可随时了解、管理并控制整个企业的生产及计划。所有工作站采用最新的INTEL芯片及32位WindowsNT操作系统，21”彩色平面直角高分辨率的监视器。DeltaV系统的所有应用软件均为面向对象的32位操作软件，满足系统组态、操作、维护及集成的各种需求。而可以快速调出DeltaV系统Web 方式B

11、ooksonline（在线帮助手册）可随时提供有用的系统帮助信息DeltaV工作站上的Configure Assistant（组态帮助）给出了用户具体的组态步骤，用户只要运行它并按照它的提示进行操作，则图文并茂的型式，很快就可以使用户掌握组态方法。工作站的授权（Licences）DeltaV系统工作站根据其用途可被授权为： PLUS站（Professional PLUS Station）用以系统组态、操作、组态节点数据库； 工程师站（Professional Station）用以系统组态、操作及监视； 操作员站（Operator Station）用以系统操作及监视； 维护站（Maintenan

12、ce Station）用以系统故障诊断； 基础站（Base Station）用以系统特定的功能； 应用站（Application Station）用以用户应用程序的实时数据库运行，用户应用程序包括DeltaV批处理或其他用于与工厂管理网通讯的第三方OPC应用程序的运行实际工程项目中常用的工作站有三种： PLUS站、操作站和应用站，当系统规模较大、复杂时还可以设置工程师站、维护站、基础站等。主要工作站的功能PLUS站 每个DeltaV系统都有且只有一个Professional PLUS工作站。该工作站包含 DeltaV系统的全部数据库，系统的所有位号和控制策略被映像到DeltaV系统的每个节点设

13、备。Professional PLUS工作站配置系统组态、控制及维护的所有工具，从IECll31图形标准的组态环境到OPC、图形和历史组态工具一用户管理工作也在这里完成，比如：设置系统许可证和安全密码。Professional PLUS工作站的主要功能特点包括：A 具有全局数据库、灵活和规模可变的结构体系b 强大的管理功能c 现代化的操作界面d 内置的诊断和智能通讯 DeltaV系统的 ProfessionalPlus工作站也可用作操作员站，操作员工作站运行过程控制系统的操作管理功能。可使用标准的操作员界面，也可以根据您的操作需求和流程特点组态您的系统操作界面。通过 单击操作即可调出图形、目录

14、和其它应用界面。大规模的DeltaV系统可以配备Professional工作站，即工程师站，用于系统组态，但不具有下载功能。Professional工作站有完整的图形库和相关的控制策略。常用的过程控制方案己经编制成为相应控制策略，只要将这些控制策略或图形拖放到实际方案和流程图中即可。每个DeltaV系统最多有10 台Professional工作站。Professional Plus工作站也可用作操作员站。操作站DeltaV操作员站可提供友好的用户界面、高级图形、实时和历史趋势、由用户规定的过程报警优先级和整个系统安全保证等功能，还可具有大范围管理和诊断功能。操作员界面为过程操作提供了先进的艺术

15、性的工作环境，并有内置的易于访问的特性。不论是查看最高优先级的报警、下一屏显示，还是查看详细的模块信息，都采用直观一致的操作员导航方式，操作界面友好，操作方便简捷，使用鼠标即可完成各种操作。DeltaV系统操作员工作站的主要功能包括生产过程的监视和操作控制；,直观的流程画面； 强大的显示、操作、报警及报警处理、历史趋势记录及报表功能；故障诊断方便；查看系统状态信息、系统信息、智能设备的管理等信息全面；安全性高。3.DeltaV系统控制器与I/O卡件（图5.5） Redundant power supply：冗余供电电源； Redundant controller：冗余控制器； Network

16、interface：网络接口； Redundant network：冗余网络； Field line：现场接线； Ternimal block：端子板； I/O card ：I/O卡件 图5-4 DeltaV系统控制器与I/O卡件（1）控制器 MD PLUS系列控制器可依据用户要求进行选择，主频高达260MHZ，内存最大可达48M，这就减少了CPU的资源占用比例，并提高了控制策略的功能；可自动分配地址、自动定位和自动I/O检测；控制器接受所有I/O接口通道信号，实现控制功能，并完成控制网络的所有通信功能，控制策略完全由控制器执行；系统将保存所有下装到控制器的数据的完整记录及所有曾做过的在线更改

17、；提供新的DeltaV批量操作选项的控制设备和先进控制功能；可将智能HART信息从现场设备传送到控制网络中的任何节点。此外，控制器还具有支持在线扩展、存储空间大、即插即用式安装、控制器冗余、不间断控制操作、自动确认、在线升级等特点。（2）I/O卡件DeltaV系统的所有 I/O卡件均为模块化设计，可即插即用、自动识别、带电热插拔。DeltaV系统可以提供两类 I/O卡件，一类是传统 I/O卡件，另一类是现场总线接口卡件（H1）。两类卡件可任意混合使用。卡件类型包括冗余AI卡、冗余AO卡、MV信号卡、冗余DI卡、冗余DO卡等。传统I/O卡件是模块化的子系统，安装灵活。它可安装在离物理设备很近的现

18、场。传统I/O配备”功能和现场接线保护键、以确保I/O卡能正确地插入到对应接线板上。表5-2输入输出卡件序号输入输出卡件类型规格1模拟量输入卡AI卡8Channel 4-20mA (Hart)、16Channel 4-20mA (Hart) 、8Channel 1-5V2热电偶转换卡TC卡8Channel（mV；）3热电阻转换卡RTD卡8Channel（）4模拟量输出卡AO卡8Channel 4-20mA (Hart)5脉冲输入卡PI卡4Channe6开关量输入卡DI卡8Channel 24VDC/220VAC、32Channel 24VDC7开关量输出卡DO卡8Channel 24VDC/2

19、20VAC、32Channel 24VDC8事件顺序记录卡件SOE卡16Channel（二） DeltaV系统应用软件组成DeltaV 系统软件包括许多应用软件，主要的应用软件被分类成组态工具软件和操作工具软件和高级控制软件，DeltaV系统提供了功能强大的组态工具。1.组态工具软件主要的工程工具是：组态助手（Configuration Assistant）、DeltaV浏览器（DeltaV Explorer）、控制工作室（Control Studio）、图形工作室（Graphics Studio、）配方工作室（Recipe Studio）。其他的还包括用户管理器（User Manager），

20、数据库管理器（Database Administrator），FlexLock和系统参数（System Preferences）等。2. 操作员工具软件操作员工具使用在过程控制系统的日常操作中。主要的操作员工具软件是DeltaV操作运行软件（DeltaV Operate Run）、过程历史视图软件（Process History View）、诊断软件（Diagnostics）和批处理操作员软件（Batch Operator Interface，需要许可证licenses）。DeltaV登录程序，是用户用来登录和离开DeltaV系统并改变DeltaV系统密码而使用的。三、酐装置DeltaV系统结

21、构均酐装置DeltaV系统网络结构配置参见图8.1-10所示，项目/O点卡件测点分配如表5.7所示。图5-6 均酐装置DeltaV系统网络拓扑结构图任务5.2 Delta V控制系统硬件配置一、 配置均酐装置DeltaV系统硬件根据控制要求及测控点清单，均酐装置DeltaV系统结构如下：1. 工作站(1) 配备2台Emerson认证的DELL T3500 工作站，作为Plus站和Professional站。(2) 每台工作站配备双网卡，用以形成冗余控制网络。Plus站的IP地址设置：主网IP：10.4.0.6；副网IP：10.8.0.6Professional站的IP地址设置：主网IP：10.

22、4.0.10；副网IP：10.8.0.102. 控制站(1) 控制器采用VE3006型号的MD+控制器（冗余结构）。控制器的IP地址设置：主网IP：10.4.0.14；副网IP：10.8.0.14其余网络节点属于自动寻址，自动配置。(2) 电源采用VE5009型号的24/12 VDC系统电源，冗余结构。主要用于为控制器提供+5V电压，同时为I/O卡件提供12V工作电压。(3) I/O卡配置：表5.3 I/O卡配置表名称数量单位规格AI卡1块8 通道 4-20 mA; HART; 4W-I/O端子块1块AI卡2块8 通道 4-20 mA; HART; 2W-I/O端子块2块（备用1块）RTD卡1

23、块RTD端子块1块AO卡1块8 通道 4-20 mA; HART; I/O端子块1块DI卡1块32通道 24 VDC; 干接点；I/O端子块1块DO卡1块32通道 24 VDC; 高密度; I/O端子块1块空槽盖板1块共计8块I/O卡，（I/O点留有一定的余量，以备改造之用。）（4）控制器及I/O底板、空槽盖板配置控制器底板：2-槽 电源/控制器底板 2块；I/O底板：8-槽 I/O 接口底板；空槽盖板：1块。3. 网络交换机网络交换机配置2台 8口CISCO产品。为了保证通信的可靠性，DeltaV控制网络设计了冗余。控制网络由主通信通道和副通信通道组成，它们都靠单独的以太网NIC卡件工作，同

24、时，每个通道都有单独的网络交换机。除此之外，DeltaV系统的控制器、电源等关键卡件均采取了在线冗余模式，有效的保证系统的运行可靠与安全。4. 均酐装置I/O点卡件测点分表5.4 均酐装置I/O点卡件测点分配表通道号位号通道号位号通道号位号通道号位号通道号位号通道号位号AIAIAIAOAODIDOC01C02C03C04C06C07C08CH1FT803CH1PT803CH1TT901CH1FI901CH1PY801CH1FV903ACH1KG804CH2FT801CH2PT901CH2TT903CH2FI902CH2TI904CH2FV903BCH2KG805CH3FT802CH3PT903

25、CH3VT901CH3FI904CH3TI902CH3RL801CH3KG901CH4FT804CH4PT801CH4VT903CH4FI903CH4备用CH4RL802CH4备用CH5FV903CH5TT801CH5备用CH5FV803CH5备用CH5RL803CH5备用CH6LT801CH6TT802CH6备用CH6FV903CH6备用CH6V902ZCH6备用CH7LT802CH7TT803CH7备用CH7HV801CH7备用CH7V904ZCH7备用CH8PT802CH8TT804CH8备用CH8LV802CH8备用CH8备用CH8备用(注：考虑I/O点需要留有一定的余量，以备改造用，

26、4通道为AI卡，在此未统计；另外DIDO卡为32点的卡件，在此表中只统计了8点)二、安装I/O卡件和控制器DeltaV系统安装步骤1. 安装DIN轨道，在DIN轨道上安装电源/控制器底板（carrier）以及I/O接口底板。2. 检查I/O终端功能块上的密钥设置，并在I/O接口底板上进行安装I/O卡件。3. 在电源/控制器底板上安装DeltaV控制器。4. 在电源/控制器底板上安装电源。5. 安装DeltaV工作站和服务器，并安装系统授权（Licences）。 6. 设置DeltaV控制网络，在节点之间安装网络电缆。7. 安装整体电源并连接电源输入并检验安装。 （一）安装DeltaV I/O接

27、口I/O接口（I/O Interface），包括I/O端子板（terminal blocks）和I/O卡件。端子板是安装在I/O接口底板上，用以对外接线。在将卡件安装进底板插槽中之前，要确保底板电源电压与卡件要求的电源电压相匹配(参见图5.7)。图5.7 安装I/O接口安装步骤：1、在I/O接口底板上确定已分配的插槽。2、用I/O底板与I/O端子板上的连接器对准I/O卡件上的连接器，推动使其连接。 3、拧紧安装螺丝。（二）安装DeltaV控制器：图5.8 安装控制器按照从右向左的安装顺序（安装顺序根据设计要求，可以随意），在安装完毕I/O卡件后，开始安装控制器。控制器是安装在2槽电源/控制器底

28、板的右侧插槽上的，连接方式也采用插入式。安装控制器后，即可安装电源，不再赘述任务5.3均酐装置控制系统总体结构的组态一、DeltaV Explorer操作DeltaV资源管理器（浏览器）是系统组态的主要导航工具。它用一个视窗来表现整个系统，并允许直接访问到其中的任一项。DeltaV Explorer（即DeltaV浏览器）外观与Windows资源管理器相似，是一个应用程序，应用DeltaV Explorer可以进行DCS系统的配置操作、归档和最优化控制过程、定义系统组成（例如区域、节点、模块和报警）、查看总体结构及系统硬件、组态和管理数据库、运行控制工作室和其他应用程序。DeltaV资源管理器允许用户定义系统特性和查看系统的总体结构和布局。用户可使用树形结构来添加、删除或修改系统。1. DeltaV Explorer功能 添加工作站和控制器到数据库 添加