常州化工學(xué)校（21304）體說明DCS的構(gòu)成、基本配置、基本功能、主要技術(shù)指標(biāo)及性能。
1引畝DCS分散控制系統(tǒng)（又稱集散控制、分布式控制系統(tǒng)），是目前控制領(lǐng)域中的高新技術(shù)，其綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、CRT顯示技術(shù)和過程控制技術(shù)，采用多層分極的結(jié)構(gòu)形式和分散控制、集中操作、分級(jí)管理、分而自治的設(shè)計(jì)原則，解決了過去計(jì)算機(jī)控制危險(xiǎn)集中，常規(guī)模擬儀表功能單一、過于分散和人機(jī)聯(lián)系不方便的缺點(diǎn)。DCS的安全可靠性，通用靈活性，優(yōu)良的控制性和綜合管理能力，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用。
我校化工實(shí)訓(xùn)中心lOOOt聚酯生產(chǎn)線，是生產(chǎn)、教學(xué)實(shí)踐兩用裝置。在控制系統(tǒng)的選擇中，一是考慮到DCS具有較高的性能價(jià)格比及其技術(shù)先進(jìn)，市場(chǎng)占有率日趨增大，二是考慮學(xué)生實(shí)習(xí)要能接觸到先進(jìn)控制設(shè)備，掌握先進(jìn)控制技術(shù)，切合今后工作的需要。為此我們通過比較，選擇了國內(nèi)開發(fā)較早，技術(shù)成熟，質(zhì)量可靠且占有一定市場(chǎng)份額的浙江威盛自動(dòng)化有限公司研發(fā)的FB-2000DCS分散控制系統(tǒng)。
2lOOOt聚酯生產(chǎn)線DCS lOOOt聚酯生產(chǎn)線自動(dòng)化技術(shù)是安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證，本控制系統(tǒng)選用的FB-2000DCS是國內(nèi)第一套運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分散控制系統(tǒng)，采用了分級(jí)分布智能化體系結(jié)構(gòu)，可在線組態(tài)，帶電插拔，較傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)更能從體系結(jié)構(gòu)上保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，其具有技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，功能實(shí)用，界面親切，操作方便等特點(diǎn)，適應(yīng)于各種工業(yè)環(huán)境和規(guī)模，并具備向上兼容的能力。
3系統(tǒng)構(gòu)成根據(jù)PET聚酯生產(chǎn)線的工藝特點(diǎn)和監(jiān)控要求，系統(tǒng)采用過程控制級(jí)和監(jiān)控級(jí)兩級(jí)模式，主要有現(xiàn)場(chǎng)控制站和操作站組成。現(xiàn)場(chǎng)控制站負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程控制及數(shù)據(jù)采集，監(jiān)控級(jí)操作站負(fù)責(zé)顯示監(jiān)控、報(bào)警、控制回路、各類參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表等多種畫面，并對(duì)數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)處理及生產(chǎn)調(diào)度管理。現(xiàn)場(chǎng)控制站和操作站之間通過通訊線交換數(shù)據(jù)信息（見）。
4系統(tǒng)基本配置4.1操作站OPS CRT操作站2現(xiàn)場(chǎng)控制站FCS 8路模擬量輸出端子板4.3工業(yè)控制軟件包4.4現(xiàn)場(chǎng)儀表PtlOO鉑熱電阻，數(shù)顯儀表，壓力、流量、液位變送器，電磁-氣動(dòng)切斷閥，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥。5系統(tǒng)基本功能據(jù)PET聚酯生產(chǎn)流程（投料*打槳―酯化―縮聚―切粒―干燥―倉儲(chǔ)）特點(diǎn)和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制要求，確定系統(tǒng)各部分的控制策略，經(jīng)工業(yè)控制軟件組態(tài)，生成應(yīng)用程序，下載至過程控制站，實(shí)現(xiàn)下述功能。
5.1實(shí)時(shí)控制功能5.1.1反應(yīng)釜溫度調(diào)節(jié)醋化、縮聚兩反應(yīng)爸溫度閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用調(diào)節(jié)夾套導(dǎo)熱油流量控制熱平衡的方法。系統(tǒng)根據(jù)工藝要求，設(shè)定溫度給定值，通過柏?zé)犭娮鑲鞲衅骰厮透獌?nèi)溫度信號(hào)，經(jīng)比較、運(yùn)算處理，及時(shí)凋節(jié)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的開度，改變導(dǎo)熱油流量，修正平衡關(guān)系，使釜內(nèi)溫度能穩(wěn)定在給定值的范圍內(nèi)。系統(tǒng)具有手/自動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式。
5.1.2蒸餾塔塔頂溫度調(diào)節(jié)酯化釜蒸餾塔塔頂溫度閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用循環(huán)水冷卻方式。系統(tǒng)根據(jù)溫度設(shè)定值和介質(zhì)出口溫度，調(diào)節(jié)冷卻水流量，控制塔頂溫度。有手/自動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式。
5.1.3縮聚釜負(fù)壓調(diào)節(jié)縮聚釜負(fù)壓閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，據(jù)負(fù)壓設(shè)定值和爸內(nèi)負(fù)壓的大小，調(diào)節(jié)真空旁路氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的開度，控制釜內(nèi)真空度的高低。有手/自動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式。
5.1.4給漿泵、縮聚攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)速控制兩電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)采用開環(huán)控制方式，通過DCS操作畫面修改變頻器頻率設(shè)定值，即可改變變頻器的輸入電流信號(hào)和輸出頻率，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
5.2顯示及操作功能監(jiān)控級(jí)CRT除能顯示帶測(cè)量點(diǎn)工藝流程圖和前述各種畫面外，在操作員級(jí)別還可通過畫面按鈕操作！丨組電一氣執(zhí)行裝置，2組變頻調(diào)速，4組手/自動(dòng)程控調(diào)節(jié)及部分電機(jī)的啟停。在工程師級(jí)別則可進(jìn)行控制策略組態(tài)，流程圖畫面修改，并可向過程控制站直接下達(dá)控制命令進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度管理。
5.3報(bào)警功能CRT操作臺(tái)上配有閃光報(bào)警器，提醒操作人員及時(shí)處理。
5.4報(bào)表打印功能監(jiān)控級(jí)操作站配置的打印機(jī)可打印各種生產(chǎn)報(bào)表。
5.5后備儀表和手動(dòng)操作功能本系統(tǒng)重要工藝參數(shù)配置了后備顯示儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作器，故系統(tǒng)具有獨(dú)立的手動(dòng)操作功能，即使系統(tǒng)主控制器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍能在手動(dòng)操作下正常工作。
5.6生產(chǎn)實(shí)習(xí)仿真功能為配合學(xué)生實(shí)習(xí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有仿真實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)有十臺(tái)仿真計(jì)算機(jī)與系統(tǒng)相聯(lián)，能實(shí)時(shí)監(jiān)視生產(chǎn)過程，模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作，為學(xué)生熟悉DCS控制系（下轉(zhuǎn)第36頁）需要增大設(shè)備的問題。供應(yīng)商不得不考慮他們是否能允許超過一次保護(hù)的中間位置尺寸。另夕Mill們也在考慮建議在制造方面UK采納US安裝國內(nèi)必須遵循的電弧故障回路滅弧器。
雖然常規(guī)的斷路器是通過過載或短路跳閘，但它們總是忽略低的不穩(wěn)定的電流流過所帶來的電弧故障產(chǎn)生的火花。在低電壓回路中，這樣的電弧雖能長期持續(xù)，有時(shí)溫度高達(dá)5000*C，但會(huì)導(dǎo)致電纜絕緣水平下降，也會(huì)引起附近的材料產(chǎn)生火花。
電弧故障回路滅弧器能鑒別定形的電流和電壓所伴隨產(chǎn)生的電弧。如果探測(cè)到串并聯(lián)電弧、或?qū)Φ仉娀〉膱D形，它就跳閘。此安裝以新的國內(nèi)安裝從2002年1月起為US強(qiáng)制性執(zhí)行。雖然此描述僅適合于國內(nèi)安裝和電流為10-15A城郊回路的安裝，但也適用于低壓回路保護(hù)。
另一種附加保護(hù)設(shè)備即瞬變過壓抑制器已經(jīng)問世了許多年。主要UK開關(guān)柜商家和一些大陸公司正在加速生產(chǎn)。一種在US制造而另一種在澳大利亞制造。
瞬變過壓是高壓脈沖尖峰，這個(gè)脈沖最糟糕的是不僅能持續(xù)幾毫秒，而且能導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作或產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p壞。他們通常由雷電產(chǎn)生，僅僅只有20%的瞬變電壓是隨電源高壓輸電線網(wǎng)的開關(guān)開合產(chǎn)生的放電而產(chǎn)生的。其余從內(nèi)部電源如負(fù)荷開關(guān)及正常的設(shè)備操作產(chǎn)生。
如果沒有保護(hù)，直接的雷電沖擊能引起災(zāi)害性的損壞，甚至間接沖擊也能使附近鋪設(shè)的電纜瞬時(shí)感應(yīng)電壓。即使提供了外部保護(hù)，內(nèi)部的剩余瞬變電壓也能影響設(shè)備，除非在支線配電板上提供了二次保護(hù)。需要用三重保護(hù)來保護(hù)設(shè)備時(shí)，應(yīng)由終端配電回路來提供服務(wù)。
在制造商中沒有統(tǒng)一命名的設(shè)備來提供保護(hù)防止瞬時(shí)過電壓，根據(jù)他們?cè)谂潆娤到y(tǒng)所使用場(chǎng)所，來識(shí)別這些不同名稱的設(shè)備，其中有瞬時(shí)電壓脈沖抑制器、脈沖避雷、起脈沖保護(hù)設(shè)備和瞬時(shí)電壓保護(hù)器。由于國際的差別產(chǎn)生了進(jìn)一步的混淆。如在德國，瞬時(shí)電壓保護(hù)器符合VDE、DIN標(biāo)準(zhǔn)，UK用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)有4種分類：A類用于低壓架空線；B類用于進(jìn)線電源雷電保護(hù)；C類用于防止內(nèi)部產(chǎn)生的瞬時(shí)過電壓，而D類用于設(shè)備保護(hù)特殊項(xiàng)目。D類設(shè)備必須配C類一起使用；美國制造的符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)C62.41的設(shè)備，以反相指令分類，只有三個(gè)區(qū)域。
C類是在大樓室外，或在主進(jìn)線低壓配電板電源側(cè)。B類是在電源配電系統(tǒng)，在進(jìn)線配電板的負(fù)荷側(cè)與插座電源側(cè)之間或熔斷器，或內(nèi)部儀器設(shè)備不能從墻壁插座饋電的，或支線配電板帶一串聯(lián)的20m電纜C類設(shè)備，或插頭設(shè)備或培斷器帶一串聯(lián)20m電纜C類設(shè)備。A類明確作為插頭設(shè)備或側(cè)孔大于20m電纜以C運(yùn)行的設(shè)備。
有UPS系統(tǒng)的地方不能保證防止瞬變電壓，雖然許多供應(yīng)商在UPS的系統(tǒng)中包含了濾波器，通常只能滿足抑制低壓過壓，沒有能力對(duì)抗來自雷電沖擊的脈沖。許多UPS系統(tǒng)在操作故障和過電壓之間有一個(gè)旁路連接，這種情況需要加一個(gè)旁路脈沖抑制器。
統(tǒng)、生產(chǎn)操作等培訓(xùn)提供了方便。
6主要技術(shù)指標(biāo)及性能工藝參數(shù)檢測(cè)顯示及報(bào)警精度反應(yīng)釜溫度控制精度（穩(wěn)態(tài)）縮聚釜負(fù)壓控制精度（穩(wěn)態(tài)）縮聚釜攬拌電機(jī)變頻調(diào)速給漿泵電機(jī)變頻調(diào)速蒸餾塔塔頂溫度控制精度（穩(wěn)態(tài)）手/自動(dòng)無擾切換系統(tǒng)自診斷、在線維護(hù)、仿真7結(jié)束語本系統(tǒng)經(jīng)過近二年多批次生產(chǎn)運(yùn)行，設(shè)備性能穩(wěn)定，故障率極低，并且大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，由于系統(tǒng)具有優(yōu)良的控制性能和穩(wěn)定性，產(chǎn)品質(zhì)量得以保證，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是為學(xué)校教學(xué)提供了先進(jìn)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)場(chǎng)所，解決了實(shí)際問題，這種生產(chǎn)教學(xué)兩用裝置是學(xué)校辦學(xué)思路的拓寬，一種新的嘗試，在2001年5月學(xué)校高職評(píng)估中，受到專家組和領(lǐng)導(dǎo)們的充分肯定。 |