氯碱装置的dcs控制系统的设计
本课题是以淮安安邦电化股份有限公司氯碱工艺中的“电解和脱氯生产监控系统”为研究背景，基于浙大中控JX-300X DCS和监控软件JX-300X AdranTrol对氯碱装置集散控制系统进行设计，包括硬件设计和软件设计两个部分。硬件设计包括系统硬件配置图、I/O卡件和测点的分配图。软件设计分系统组态软件设计和实时监控软件设计两部分。本文主要分析了DCS应用设计过程中的主要步骤和设计要点，然后对控制方案，硬件和软件的设计等进行详细描述。关键词 氯碱装置，DCS，系统设计
目 录
1 引言1
2 SUPCON JX300X系统1
2.1 系统硬件1
2.2 系统软件5
3 氯碱工艺流程7
3.1 工艺流程简图7
3.2 工艺路线8
4 氯碱装置DCS的硬件组态8
4.1 I/O点的选择8
4.2 硬件选型10
4.3 卡件连接图与测点分配表11
4.4 控制回路14
5 现场仪表选择15
6 氯碱装置DCS的软件组态15
6.1 主机设置15
6.2 控制站组态17
6.3 操作站组态25
6.4 软件组态总结30
7 实时监控31
7.1 实时监控操作31
结论39
致谢40
参考文献41
1 引言
DCS(Distributed control system)是集散控制系统的简称,DCS具备高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制系统齐全等特点。DCS是一个由过程监控级和过程控制级组成的以通讯网络为纽带的一种多级计算机系统，它包括了计算机、通讯、显示和控制4C技术，具有集中操作、分散控制、分级管理、配置灵活、组态便捷的基本思想[1]。
随着DCS技术的不断发展完善，“1+1”模式即一套系统和一个主控室实现了装置的集中控制，从而成为当今新型工业化的发展方向。采用“全集成大中控”控制系统及可实现氯碱化工装置、公用工程、热电和成套设备的集中控制，且联锁水平、系统集成度、自动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
化程度都非常高。众所周知：氯碱化工行业安全是前提保障，主要特点有易燃、易爆、连续性强等，所以在化工行业中的安全事故也是时有发生。DCS之所以在氯碱化工行业中得以广泛运用，莫过于其系统稳定、可靠、操作简单、人员少、平稳、安全、能够长周期地经济运行。对于DCS系统的后期运行维护的费用低，为氯碱化工行业生产与管理模式创造了有利的条件。在当前氯碱装置急需优化改善的形式下，通过加强对氯碱工艺流程的集散控制，实现氯碱装置的安全、经济运行具有非常重要的意义。
2 SUPCON JX300X 系统
2.1 系统硬件
2.1.1 概述
工程师站、操作站的网络、控制站和过程控制网络是SUPCON JX300X系统硬件的主要成分。
工程师站：专门为工程技术人员设置了相应的组态软件与维护系统工具[2]。为满足生产工艺需求而利用系统组态软件组态出相应的应用系统，作用大概包含：生成系统、定义数据结构、操作组态、绘制流程图、编制报表程序等[3]。
操作站：集中显示与生产过程中的信息操作和管理都是由高性能的工业计算机，优秀的流程图，显示多窗口的框架来完成的。
控制站：在现场与I/O处理单元相关联，实现工业过程的全面实时监控。控制结构的作用不一样是因为对软件与硬件进行了设置，比方过程控制站、逻辑控制站、数据采集站等。
过程控制网络：将工程师站、操作站、控制站相连接，从而实现信息和控制指令的传输。设计了双冗余，保证内容安全和高速传输。
2.1.2 通信网络
JX300X的通信网络分三层：
第一层是信息管理网（Ethernet），信息管理使用的是以太网络，完成信息传送和管理，是实现整个工厂综合管理的信息通道[4]。
第二层是过程控制网，称为SCnet Ⅱ。JX300X SCnet Ⅱ网络采用冗余结构，如图21。可以避避免通讯线发生故障时，通讯网络无法完成数据正常传输的工作。
图 21 SCnet Ⅱ网络冗余结构示意图
第三层是控制站内部I/O控制总线，称为SBUS。SBUS总线可实现控制站内部I/O控制总线，主控制卡、数据转发卡、I/O卡之间的信息交换。
2.1.3 操作站和工程师站硬件
SUPCON JX300X操作站硬件基本包括：操作台、PC主机、显示器、鼠标、SCnet Ⅱ网卡、操作员键盘、打印机。工程师站和操作站在硬件硬件配置上基本一致，唯一的区别在于系统软件配置。除操作、监视等基本功能外，工程师站还装了系统组态、系统维护等软件工具。
2.1.4 控制站硬件
控制站硬件主要包括机柜、机笼、供电单元和各类卡件。卡件包括主控制卡、数据转发卡和I/O卡，其中主控制卡是核心所在。主控制卡具有实现现场信号的输入与输出，数据采集、回路控制、顺序控制等功能。在控制站中，主控制卡、数据传输卡和I/O卡是控制站卡件的重要构成部分。
设计采用的卡件分别是SP243X、SP233、SP311、SP313、SP322、SP363、SP64。为了使控制系统更加稳定、可靠，在本设计的硬件配置时中，也考虑了冗余技术。
（1） 主控制卡（SP243X）
功能：
被称作为控制站硬件核心的是主控制卡，在控制站里担当着调解全部的软硬件关系与各项控制任务的角色，例如，控制站的输入输出信号，控制算法的实现，处理该站的通信冗余诊断。
目 录
1 引言1
2 SUPCON JX300X系统1
2.1 系统硬件1
2.2 系统软件5
3 氯碱工艺流程7
3.1 工艺流程简图7
3.2 工艺路线8
4 氯碱装置DCS的硬件组态8
4.1 I/O点的选择8
4.2 硬件选型10
4.3 卡件连接图与测点分配表11
4.4 控制回路14
5 现场仪表选择15
6 氯碱装置DCS的软件组态15
6.1 主机设置15
6.2 控制站组态17
6.3 操作站组态25
6.4 软件组态总结30
7 实时监控31
7.1 实时监控操作31
结论39
致谢40
参考文献41
1 引言
DCS(Distributed control system)是集散控制系统的简称,DCS具备高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制系统齐全等特点。DCS是一个由过程监控级和过程控制级组成的以通讯网络为纽带的一种多级计算机系统，它包括了计算机、通讯、显示和控制4C技术，具有集中操作、分散控制、分级管理、配置灵活、组态便捷的基本思想[1]。
随着DCS技术的不断发展完善，“1+1”模式即一套系统和一个主控室实现了装置的集中控制，从而成为当今新型工业化的发展方向。采用“全集成大中控”控制系统及可实现氯碱化工装置、公用工程、热电和成套设备的集中控制，且联锁水平、系统集成度、自动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
化程度都非常高。众所周知：氯碱化工行业安全是前提保障，主要特点有易燃、易爆、连续性强等，所以在化工行业中的安全事故也是时有发生。DCS之所以在氯碱化工行业中得以广泛运用，莫过于其系统稳定、可靠、操作简单、人员少、平稳、安全、能够长周期地经济运行。对于DCS系统的后期运行维护的费用低，为氯碱化工行业生产与管理模式创造了有利的条件。在当前氯碱装置急需优化改善的形式下，通过加强对氯碱工艺流程的集散控制，实现氯碱装置的安全、经济运行具有非常重要的意义。
2 SUPCON JX300X 系统
2.1 系统硬件
2.1.1 概述
工程师站、操作站的网络、控制站和过程控制网络是SUPCON JX300X系统硬件的主要成分。
工程师站：专门为工程技术人员设置了相应的组态软件与维护系统工具[2]。为满足生产工艺需求而利用系统组态软件组态出相应的应用系统，作用大概包含：生成系统、定义数据结构、操作组态、绘制流程图、编制报表程序等[3]。
操作站：集中显示与生产过程中的信息操作和管理都是由高性能的工业计算机，优秀的流程图，显示多窗口的框架来完成的。
控制站：在现场与I/O处理单元相关联，实现工业过程的全面实时监控。控制结构的作用不一样是因为对软件与硬件进行了设置，比方过程控制站、逻辑控制站、数据采集站等。
过程控制网络：将工程师站、操作站、控制站相连接，从而实现信息和控制指令的传输。设计了双冗余，保证内容安全和高速传输。
2.1.2 通信网络
JX300X的通信网络分三层：
第一层是信息管理网（Ethernet），信息管理使用的是以太网络，完成信息传送和管理，是实现整个工厂综合管理的信息通道[4]。
第二层是过程控制网，称为SCnet Ⅱ。JX300X SCnet Ⅱ网络采用冗余结构，如图21。可以避避免通讯线发生故障时，通讯网络无法完成数据正常传输的工作。
图 21 SCnet Ⅱ网络冗余结构示意图
第三层是控制站内部I/O控制总线，称为SBUS。SBUS总线可实现控制站内部I/O控制总线，主控制卡、数据转发卡、I/O卡之间的信息交换。
2.1.3 操作站和工程师站硬件
SUPCON JX300X操作站硬件基本包括：操作台、PC主机、显示器、鼠标、SCnet Ⅱ网卡、操作员键盘、打印机。工程师站和操作站在硬件硬件配置上基本一致，唯一的区别在于系统软件配置。除操作、监视等基本功能外，工程师站还装了系统组态、系统维护等软件工具。
2.1.4 控制站硬件
控制站硬件主要包括机柜、机笼、供电单元和各类卡件。卡件包括主控制卡、数据转发卡和I/O卡，其中主控制卡是核心所在。主控制卡具有实现现场信号的输入与输出，数据采集、回路控制、顺序控制等功能。在控制站中，主控制卡、数据传输卡和I/O卡是控制站卡件的重要构成部分。
设计采用的卡件分别是SP243X、SP233、SP311、SP313、SP322、SP363、SP64。为了使控制系统更加稳定、可靠，在本设计的硬件配置时中，也考虑了冗余技术。
（1） 主控制卡（SP243X）
功能：
被称作为控制站硬件核心的是主控制卡，在控制站里担当着调解全部的软硬件关系与各项控制任务的角色，例如，控制站的输入输出信号，控制算法的实现，处理该站的通信冗余诊断。
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