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08 第8章 DCS的现场操作及应用案例.pptx

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本课件为《集散控制系统》第八章,以攀钢酸再生机组为工程案例,先给出废酸再生的工艺设备与控制系统功能要求,再说明ROCKWELL ControlLogix的选型依据与系统结构,随后列出I/O模板配置、控制回路与联锁逻辑,最后展示上位监控与管理系统的总概貌图、分组画面、趋势与报警画面。

第八章DCS的现场操作及应用案例章节封面,标示本章以工程设计、安装调试验收与工程实例为主线
第八章知识点与学习目标页,列出了解工程设计、掌握安装调试验收、理解安全性与应用实例四项要求
酸再生工艺流程图,展示废酸经过滤、预浓缩、焙烧炉、分离器与吸收塔等设备的再生主流程及DCS应用点
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第1页:第八章DCS的现场操作及应用案例封面

本章为《集散控制系统》第八章,围绕集散控制系统工程设计、集散控制系统的安装调试验收、集散控制系统安全性,以及集散控制系统的应用实例展开。

第2页:知识点与学习目标

知识点

  • 了解集散控制系统工程设计
  • 了解集散控制系统的安装调试验收
  • 掌握集散控制系统安全性
  • 理解集散控制系统的应用实例

第3页:DCS在攀钢酸再生机组中的应用

图示为酸再生生产工艺及主要设备:生产线废酸经废酸过滤、预浓缩进入焙烧炉,经分离器、除尘器、洗涤塔、液滴分离器、吸收塔与二次吸收塔处理,再生酸进入再生酸灌,铁粉经破碎机、铁粉仓与装袋机外运,排烟风机排大气。

第4页:酸再生控制系统功能要求(一)

酸再生控制系统功能要求:

  • 过程控制系统能快速、准确地处理大量的、种类不同的现场输入、输出信号;
  • 能快速、准确地进行大量 PID 调节回路的运算和调节;
  • 能快速、准确地实现现场运转设备的联锁启停控制和变频调速控制;
  • 能快速、准确地实现复杂的装置联锁逻辑控制;
  • 过程控制系统硬件为模块化设计、带有自诊断功能、能带电插拔,有很强的通讯能力,能提供多种标准接口来满足连网要求和与第三方设备通讯。

第5页:酸再生控制系统功能要求(二)

  • 过程控制系统、上位监控与管理系统和通讯网络都要安全可靠,避免长时间工作下因系统硬件偶然故障造成装置停车和设备损坏;
  • 上位监控与管理系统能够方便地完成流程图的动态显示和控制操作、报警的声光显示和记录、实时趋势显示、历史数据记录、报表打印等功能,同时能够对流程图画面、报警信息、报表等进行汉化处理,减少用户的熟悉时间,提高用户日常操作和处理故障的准确性;
  • 有用户界面友好的软件,包括程序编制软件和画面组态软件,使用户在熟悉的环境下学习和使用。

第6页:控制系统选型(一)

ROCKWELL 公司作为一家遍布世界各地的稳定、可靠的 ISO9001 认证的厂商,ControlLogix 取得了多个国家和国际标准的认证,产品性能优越,环境适应性很强,可应用于范围广阔的、要求高可靠性的各种工业自动化控制领域。

ControlLogix 采用模块化设计,有很高的电磁兼容性和抗冲击、耐振动性能,因而能最大限度地满足各种工业标准,并且模板能带电插拔,这些特点使性能范围宽广的不同模板可灵活组合,维修和扩展都十分方便。

ControlLogix 在编程、启动和服务方面也性能卓越,具有高速执行指令、用户友好的参数设置、人—机界面服务、CPU 的智能诊断系统、口令保护、模式选择开关和扩展的系统功能表等特点;还具有多种通讯方式,能通过 ControlNet 和工业以太网把控制器、上位监控站以及第三方设备方便地组成网络,并能向上拓展把现场生产信息传送到全厂的信息网。

第7页:控制系统选型(二)

ControlLogix 控制系统以美国 Allen-Bradley 公司的 Logix5555 PLC 控制系统为核心,构成对酸再生装置的全部管理和控制,包括数字量、模拟量、控制、联锁、故障记录及声光显示报警,历史趋势数据记录,实时趋势,画面显示,流量累积等功能。

Logix5555 PLC 控制系统是 AB 公司最新推出的新产品,具有先进、可靠、功能强、便于扩展等优点,系统集模拟、数字控制及信息管理为一体。

以 Rockwell 公司的监控软件 Rsview32 为支持的上位操作站及操作盘完成流程的显示、历史数据采集、打印、实时趋势,同时也能进行各种监控与操作。上位操作站与操作员盘互为后备,使控制系统可靠性大为提高。

第8页:ControlLogix系统结构

本节标题:ControlLogix 系统结构。

图示给出 ControlLogix 控制器与 I/O 模板、通信模块及上位监控站的连接关系。

第9页:系统的硬件配置

本节标题:系统的硬件配置。

后续内容给出过程控制的现场 I/O 设备配置与控制回路设计。

第10页:过程控制1)现场I/O设备

控制系统的 I/O 模板全部为罗克韦尔的产品,具有良好的性能,同时在 I/O 点数上预留了后备量,后备余量 63 点,后备率约 18%,为系统功能和容量的扩展准备了硬件空间。

酸再生控制系统 I/O 模板配置
模块数量模块型号设计提供 I/O 点数实际 I/O 点数类型
51756-IB32160127开关量输入点(DC24V)
41756-OB3212682开关量输出点(DC24V)
51756-IF168055模拟量输入点(4~20mA)
31756-OF82417模拟量输出点(4~20mA)

第11页:过程控制2)控制回路

本节介绍过程控制的第二部分:控制回路。

控制系统配置了焙烧炉出口温度调节回路等调节回路。

第12页:显示、报警、联锁

本节标题:显示、报警、联锁。

控制系统通过显示画面、声光报警与联锁逻辑保障装置安全运行。

第13页:酸再生装置联锁逻辑

本节标题:酸再生装置联锁逻辑。

图示给出装置各设备之间的联锁条件与动作顺序关系。

第14页:上位监控与管理系统总概貌图

图示为上位监控与管理系统的总概貌图,用于整体浏览酸再生装置的运行状态与关键参数。

第15页:上位监控与管理系统酸再生主流程

图示为上位监控与管理系统的酸再生主流程画面,动态显示主要设备与物流状态,支持在画面上进行操作。

第16页:上位监控与管理系统报表

图示为上位监控与管理系统的报表画面,用于历史数据记录与报表打印。

第17页:2)控制分组画面

图示为控制分组画面,按控制回路分组显示,便于操作员集中监视与操作各组回路。

第18页:3)趋势记录画面

图示为趋势记录画面,用于实时趋势显示与历史趋势数据记录。

第19页:4)报警一览画面

图示为报警一览画面,集中列出报警信息,配合声光显示与记录便于及时处理。

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