會計學1ESDPLCDCS三大控制系統(tǒng)介紹2可程式邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController）化工生產(chǎn)自動控制技術

PLC是一種專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字運算電子系統(tǒng),它將計算機技術、自動控制技術和通訊技術融為一體,成為實現(xiàn)單機、車間、工廠自動化的核心設備。具有可靠性高、抗干擾能力強、組合靈活、編程簡單、維修方便等諸多優(yōu)點。隨著技術的進步,其控制功能由簡單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復雜的連續(xù)控制和過程控制,成為自動化領域的三大技術支柱之一。其主要應用的技術領域有:順序控制、過程控制、位置控制、生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理、結(jié)合網(wǎng)絡技術等。第1頁/共16頁3PLC控制系統(tǒng)組成化工生產(chǎn)自動控制技術硬件組成軟件組成PLC控制系統(tǒng)PLC系統(tǒng)I/O電路PLC外圍設備：編程器、可編程終端、打印機、條碼讀入器等1、主控模塊CPU、儲存器、以及通信接口2、輸入/出模塊：開關量輸入/出模塊、模擬量輸入/出模塊3、電源模塊：將交流電源轉(zhuǎn)換成CPU等需要的直流電源，

是整個PLC系統(tǒng)的能源供給中心I電路：對被控制對象進行檢測、采集、轉(zhuǎn)換和輸入O電路：接受PLC輸出的控制信號，對被控制對象執(zhí)行控制任務系統(tǒng)軟件用戶程序：由使用者編制并輸入，用于控制外部對象的運行1、系統(tǒng)管理程序：控制PLC的運行2、用戶指令解釋程序：將梯形圖逐條翻譯成相應的機器

語言指令3、標準程序模塊及系統(tǒng)調(diào)用：由許多獨立的程序塊組成，

各程序塊具有不同的功能，有些完成輸入和輸出處理，

有些完成特殊運算等第2頁/共16頁4分散控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem)化工生產(chǎn)自動控制技術

國內(nèi)一般習慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機（Computer）、通訊（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。系統(tǒng)主要有現(xiàn)場控制站（I/O站）、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、人機接口單元（操作員站OPS、工程師站ENS）、機柜、電源等組成。系統(tǒng)具備開放的體系結(jié)構(gòu)，可以提供多層開放數(shù)據(jù)接口。第3頁/共16頁5集散控制系統(tǒng)的組成化工生產(chǎn)自動控制技術4個組成部分1、現(xiàn)場控制級2、過程控制級3、過程管理級4、經(jīng)營管理級第4頁/共16頁61、現(xiàn)場控制級化工生產(chǎn)自動控制技術

又稱數(shù)據(jù)采集裝置，主要是將過程非控變量經(jīng)行數(shù)據(jù)采集和預處理，而且對實時數(shù)據(jù)經(jīng)行進一步加工處理，供CRT操作站顯示和打印，從而實現(xiàn)開環(huán)監(jiān)視，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控計算機。輸出裝置在有上位機的情況下，能以開關量或者模擬型號的方式，向終端元件輸出計算機控制命令。這一個級別直接面對現(xiàn)場，跟現(xiàn)場過程相連。比如閥門、電機、各類傳感器、變送器以及執(zhí)行機構(gòu)等2、過程控制級

又稱現(xiàn)場控制單元或者基本控制器，是DCS系統(tǒng)中的核心部分。生產(chǎn)工藝的調(diào)節(jié)都是靠他來實現(xiàn)。比如閥門的開閉調(diào)節(jié)，順序控制、連續(xù)控制等第5頁/共16頁73、過程管理級化工生產(chǎn)自動控制技術DCS的人機借口裝置。普遍配有高分辨率、大屏幕的彩色CRT、操作者鍵盤、打印機、大容量儲存器。操作員通過操作站選擇各種操作和監(jiān)視生產(chǎn)情況。這個級別是操作人員跟DCS交換信息的平臺。是DCS的核心顯示、操作跟管理裝置。操作人員通過操作站來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程，可以通過屏幕了解到生產(chǎn)運行情況，了解每個過程變量的數(shù)字和狀態(tài)?？梢愿鶕?jù)掌握的情況隨時經(jīng)行手動自動切換，修改定值，調(diào)整控制信號，操作現(xiàn)場設備，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。第6頁/共16頁84、經(jīng)營管理級化工生產(chǎn)自動控制技術

又稱上位機，功能強、速度快、容量大。通過專門的通信借口與高速數(shù)據(jù)通路相連，綜合監(jiān)視系統(tǒng)各單元，管理全系統(tǒng)的所有信息。這是全廠自動化系統(tǒng)的最高一層。只有大規(guī)模的集散控制系統(tǒng)才具備這一級。他們所面向的使用者是廠長、經(jīng)歷、總工程師等行政管理或者運行管理人員。第7頁/共16頁9DCS系統(tǒng)特性化工生產(chǎn)自動控制技術①實時性

通過控制站，創(chuàng)建系統(tǒng)的O/I服務，完成對現(xiàn)場

控制點的數(shù)據(jù)采集，對生產(chǎn)系統(tǒng)的整體運行狀況在操作員站上通過流程畫面、單回路控制畫面、數(shù)據(jù)、聲音的變化體現(xiàn)出來。②參數(shù)調(diào)整

在操作員站上，操作員根據(jù)生產(chǎn)需要對運行參數(shù)做出及時、準確的調(diào)整，如壓力、溫度、流量、液位參數(shù)的調(diào)整。第8頁/共16頁10化工生產(chǎn)自動控制技術③報警功能

通過創(chuàng)建報警服務，對模擬量、開關量、硬件設備和系統(tǒng)運行狀態(tài)經(jīng)行報警監(jiān)視，提供報警發(fā)生時間、報警點、報警說明等報警信息的列表顯示。如當空壓機、攪拌機出現(xiàn)故障時，屏幕畫面會由綠色變成紅色，并伴隨燈光閃爍，聲音提示的方式經(jīng)行報警，從而提醒操作員及時處理，保證設備運行安全。④監(jiān)督功能

通過對歷史參數(shù)的瀏覽，查閱操作記錄及報警信息的處理和分析，監(jiān)督操作人員是否按時完成職責操作及有無誤操作。當發(fā)生故障時?？衫脤崟r和歷史的數(shù)據(jù)，對故障及時分析，明確故障發(fā)生的原因，以免故障再次發(fā)生，減少損失。第9頁/共16頁11DCS系統(tǒng)與PLC的區(qū)別化工生產(chǎn)自動控制技術DCSPLC1控制系統(tǒng)控制裝置2雙網(wǎng)絡單網(wǎng)絡3操作員站間聯(lián)系緊密操作員站間聯(lián)系松散4便于擴展難于擴展5雙冗余，安全可靠無冗余，安全性差6便于編程難于編程7I/O模塊帶CPU，操作靈活I/O模塊無CPU，操作不便第10頁/共16頁12緊急停車系統(tǒng)ESD（EmergencyShutdownDevice）化工生產(chǎn)自動控制技術

ESD是90年代發(fā)展起來的，具有高可靠性和靈活性。ESD緊急停車系統(tǒng)獨立于DCS集散控制系統(tǒng)，其安全級別高于DCS。在正常情況下，ESD系統(tǒng)是處于靜態(tài)的，不需要人為干預。作為安全保護系統(tǒng)，凌駕于生產(chǎn)過程控制之上，實時在線監(jiān)測裝置的安全性。只有當生產(chǎn)裝置出現(xiàn)緊急情況時，不需要經(jīng)過DCS系統(tǒng)，而直接由ESD發(fā)出保護聯(lián)鎖信號，對現(xiàn)場設備進行安全保護，避免危險擴散造成巨大損失。第11頁/共16頁13ESD系統(tǒng)的組成化工生產(chǎn)自動控制技術ESD系統(tǒng)傳感器單元：采用多臺儀表或者系統(tǒng)，將控制功能與安全

連鎖功能隔離，即檢測單元分開獨立配置的

原則，做到ESD儀表系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)的

實體分離邏輯運算單元：包括輸入模塊、控制模塊、診斷回路、輸出模塊四部分，

依據(jù)邏輯運算單元自動進行周期性故障診斷，基于自

診

斷測試的ESD儀表系統(tǒng)，系統(tǒng)具有特殊的硬件設計，

借

助于安全性診斷測試技術保證安全執(zhí)行單元：ESD儀表系統(tǒng)中危險性最高的設備。由于ESD儀表系統(tǒng)在正常工

況是靜止的，如果ESD控制輸出不變，則執(zhí)行單元一直保持在原

有的狀態(tài)，很難確認執(zhí)行單元是否有危險故障，所以執(zhí)行單元儀

表的安全等級的選擇十分重要。第12頁/共16頁14ESD系統(tǒng)的特點化工生產(chǎn)自動控制技術①冗余性

是指為實現(xiàn)同一功能，使用多個相同的能

模塊或部件并聯(lián)。他可以自動地檢測故障，

切換到后設備上②容錯性

是指模塊在出現(xiàn)故障和錯誤時，可以繼續(xù)

執(zhí)行特定功能的能力。進一步講是對失效

的控制系統(tǒng)元件進行識別和補償，并能夠

繼續(xù)完成指定的任務，不中斷過程控制的

情況下進行修復的能力第13頁/共16頁15ESD系統(tǒng)的必要性化工生產(chǎn)自動控制技術①降低控制功能和安全功能同時失效的概率，當維護DCS

部分故障時也不會危及安全保護系統(tǒng)②對于大型裝置或旋轉(zhuǎn)機械設備而言，緊急停車系統(tǒng)響應速

度越快越好。這有利于保護設備，避免事故擴大；并有利

于分辨事故原因記錄。而