子项目五DeltaV系统的组态与调试.docx
《子项目五DeltaV系统的组态与调试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《子项目五DeltaV系统的组态与调试.docx（57页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
子项目五DeltaV系统的组态与调试
子项目五DeltaV系统的组态与调试
任务5.1DeltaV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PIC801
2、软水罐装置液位控制回路LICA802
3、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
1
PIC801
空气缓冲罐出口压力测量、控制
AI
0~250
kPa
报警、记录
2
TI801
空气缓冲罐温度测量
AI
0~100
℃
报警、记录
3
FIQ801
空气缓冲罐出口流量测量
AI
0~3600
m3/h
报警、记录
4
PY801
罗茨鼓风机的变频器
AO
0~100
%
报警、记录、累计
5
HV801
空气缓冲罐空气远程放空操作阀
AO
0~100
%
6
RL801
罗茨鼓风机C0101运行/停止
DI
1/0
软水罐装置
7
PI803
软水泵出口压力指示
AI
0~200
kPa
报警、记录
8
TI804
软水罐内温度测量变送器
AI
0~100
℃
报警、记录
9
LICA802
软水罐液位测量、控制
AI
0~100
%
联锁、记录
L=10;H=90;SH=95
10
FIQ804
软水泵出口流量指示积算
AI
0~800
t/h
报警、记录、累计
11
LV802
软水罐液位控制阀（真阀）
AO
0~100
%
12
KG805
软水罐液位LICA802联锁动作
DO
1/0
13
RL803
软水泵P0603运行/停止
DI
1/0
水洗塔装置
14
PI802
水洗泵出口压力测量
AI
0~200
kPa
报警、记录
15
TI802
水洗塔尾气进料温度测量
AI
0~100
℃
报警、记录
16
TI803
水洗塔进水温度测量
AI
0~100
℃
报警、记录
17
LIA801
水洗塔底液位测量
AI
0~100
%
联锁、记录
L=10;H=90;SH=95
18
FIQ802
水洗塔尾气进料流量测量
AI
0~4.8
t/h
报警、记录、累计
19
FICQ803
水洗泵出口水流量测量、控制
AI
0~3.0
t/h
报警、记录、累计
20
FV803
水洗泵出口流量调节阀（真阀）
AO
0~100
%
21
KG804
水洗塔液位LIA801联锁动作
DO
1/0
22
RL802
水洗泵P0501运行/停止
DI
1/0
换热器装置
23
PI901
换热器冷水进口压力测量
AI
0~160
kPa
报警、记录
24
PI903
换热器蒸汽进口压力测量
AI
0~400
kPa
报警、记录
25
TI901
换热器冷水进口温度测量
AI
0~100
℃
报警、记录
26
TI903
换热器蒸汽进口温度测量
AI
0~200
℃
报警、记录
27
TI904
换热器冷凝水出口温度测量
AO
0~200
℃
报警、记录
28
TICA902
换热器热水出口温度测量、控制
AO
0~140
℃
联锁、记录
L=20%;H=70%;SH=80%
29
FIQ901
换热器冷水进口流量测量
AO
0~10.0
t/h
报警、记录、累计
30
FI902
换热器热水出口流量测量
AO
0~10.0
t/h
报警、记录
31
FI904
换热器冷凝水出口流量测量
AO
0~10.0
t/h
报警、记录
32
FICQ903
换热器蒸汽进口流量测量、控制
AO
0~1.60
t/h
报警、记录、累计
33
V901Z
换热器冷水进口阀
AI
0~100
%
34
V903Z
换热器蒸汽进口阀
AI
0~100
%
35
FV903
换热器蒸汽调节阀
AO
0~100
%
36
FV903C
换热器蒸汽旁路阀
AI
0~100
%
37
FV903A
换热器蒸汽截止阀
DI
1/0
38
FV903B
换热器蒸汽截止阀
DI
1/0
39
V902Z
换热器热水出口阀
DI
1/0
40
V904Z
换热器冷凝水出口阀
DI
1/0
41
KG901
换热器热水出口温度TICA902联锁
DO
1/0
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（ProcessManagementStation）、过程控制站（ProcessControlStation）及冗余的控制网络（ControlNetwork）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5-1DeltaV系统构成
☞ProcessManagementStation：
过程管理站；☞ProfessionalPLUSStation：
PLUS站；
☞ProcessControlStation：
过程控制站；☞ProfessionalStation：
工程师站；
☞ControlNetwork：
控制网络；☞OperatorStation：
操作站；
☞PrimarySiwtch：
主交换机；☞ApplicationStation：
应用站；
☞SecondarySiwtch：
副交换机☞Controller：
控制器
☞PowerSupply：
供电电源；☞I/OSubsystem：
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10Mbps／100Mbps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（Workstation）
⑴DeltaV系统工作站功能
图5-2DeltaV系统工作站图5-3DeltaV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Books－on－line（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ConfigureAssistant（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。
⑵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（ProfessionalPLUSStation）—用以系统组态、操作、组态节点数据库；
✧工程师站（ProfessionalStation）—用以系统组态、操作及监视；
✧操作员站（OperatorStation）—用以系统操作及监视；
✧维护站（MaintenanceStation）—用以系统故障诊断；
✧基础站（BaseStation）——用以系统特定的功能；
✧应用站（ApplicationStation）—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。
⑶主要工作站的功能
①PLUS站
每个DeltaV系统都有且只有一个ProfessionalPLUS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系统的每个节点设备。
ProfessionalPLUS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。
ProfessionalPLUS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。
ProfessionalPlus工作站也可用作操作员站。
②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）
☞Redundantpowersupply：
冗余供电电源；☞Redundantcontroller：
冗余控制器；
☞Networkinterface：
网络接口；☞Redundantnetwork：
冗余网络；
☞Fieldline：
现场接线；☞Ternimalblock：
端子板；
☞I/Ocard：
I/O卡件
图5-4DeltaV系统控制器与I/O卡件
（1）控制器
MDPLUS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；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
8Channel4-20mA（Hart）、16Channel4-20mA（Hart）、8Channel1-5V
2
热电偶转换卡
TC卡
8Channel（mV；）
3
热电阻转换卡
RTD卡
8Channel（Ω）
4
模拟量输出卡
AO卡
8Channel4-20mA（Hart）
5
脉冲输入卡
PI卡
4Channe
6
开关量输入卡
DI卡
8Channel24VDC/220VAC、32Channel24VDC
7
开关量输出卡
DO卡
8Channel24VDC/220VAC、32Channel24VDC
8
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（ConfigurationAssistant）、DeltaV浏览器（DeltaVExplorer）、控制工作室（ControlStudio）、图形工作室（GraphicsStudio、）配方工作室（RecipeStudio）。
其他的还包括用户管理器（UserManager），数据库管理器（DatabaseAdministrator），FlexLock和系统参数（SystemPreferences）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（DeltaVOperateRun）、过程历史视图软件（ProcessHistoryView）、诊断软件（Diagnostics）和批处理操作员软件（BatchOperatorInterface，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5.2DeltaV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DELLT3500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：
10.8.0.6
Professional站的IP地址设置：
主网IP：
10.4.0.10；副网IP：
10.8.0.10
2.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24/12VDC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5.3I/O卡配置表
名称
数量
单位
规格
AI卡
1
块
8通道4-20mA;HART;4W-I/O端子块1块
AI卡
2
块
8通道4-20mA;HART;2W-I/O端子块2块（备用1块）
RTD卡
1
块
RTD端子块1块
AO卡
1
块
8通道4-20mA;HART;I/O端子块1块
DI卡
1
块
32通道24VDC;干接点；I/O端子块1块
DO卡
1
块
32通道24VDC;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
AI
AI
AI
AO
AO
DI
DO
C01
C02
C03
C04
C06
C07
C08
CH1
FT803
CH1
PT803
CH1
TT901
CH1
FI901
CH1
PY801
CH1
FV903A
CH1
KG804
CH2
FT801
CH2
PT901
CH2
TT903
CH2
FI902
CH2
TI904
CH2
FV903B
CH2
KG805
CH3
FT802
CH3
PT903
CH3
VT901
CH3
FI904
CH3
TI902
CH3
RL801
CH3
KG901
CH4
FT804
CH4
PT801
CH4
VT903
CH4
FI903
CH4
备用
CH4
RL802
CH4
备用
CH5
FV903
CH5
TT801
CH5
备用
CH5
FV803
CH5
备用
CH5
RL803
CH5
备用
CH6
LT801
CH6
TT802
CH6
备用
CH6
FV903
CH6
备用
CH6
V902Z
CH6
备用
CH7
LT802
CH7
TT803
CH7
备用
CH7
HV801
CH7
备用
CH7
V904Z
CH7
备用
CH8
PT802
CH8
TT804
CH8
备用
CH8
LV802
CH8
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，4通道为AI卡，在此未统计；另外DI\DO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DeltaVI/O接口
I/O接口（I/OInterface），包括I/O端子板（terminalblocks）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、DeltaVExplorer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。
DeltaVExplorer（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DeltaVExplorer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.DeltaVExplorer功能
⑴添加工作站和控制器到数据库
⑵添加
升级会员 