中控DCS系统操作规程

仪表控制系统操作规程

9.1 DCS系统概述

DCS集散系统: DCS ( Distributed Control System ),中文全称为集散型控制系统。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS的主要特点归结为一句话就是：分散控制集中管理。

DCS是对生产过程集中管理、集中监控和分散控制的一种全新的分布式计算机控制系统。系统通过局域控制网和过程控制网，可对生产过程中的各种参数进行监控。现场一次检测元件把检测到的模拟信号通过I/O（控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O）。转换设备，转换成数字信号，通过过程控制网送到过程控制器进行运算，数据通过局域控制网被传递到系统的操作站上的显示器显示出来。过程操作人员可通过操作台上的操作员键盘输入操作命令及数据。数据又通过局域控制网传递到过程控制器进行运算，通过过程控制网送到I/O进行信号的数字/模拟转换，最终送到被执行的设备上，完成控制任务。通常系统是以数台、数十台操作站进行过程监控，全部信息还可通过以太网与工厂的管理网连接，实现全厂统一调度管理。优化服务器可通过局域控制网对生产过程提供最佳的控制方案，实现先进及优化控制。系统可通过操作站及报警打印机，对生产过程进行高度集中地操作、显示和报警。用户可根据现场情况，将过程控制网分散延伸到危险现场，I/O转换可在危险场合进行。真正做到集中管理，分散控制。整个装置继承了常规模拟仪表控制系统和计算机集中控制系统的优点，并且克服了单微机控制系统危险性高度集中以及常规仪表控制功能单一、人/机界面联系差的缺点。可以进行连续控制、批量（顺序）控制、逻辑控制；可以实现过程监控、数据打印、报警显示、历史数据储存等日常的全部操作要求。

作为生产过程控制的计算机系统主要有硬件部分和软件部分组成。硬件部分主要包括计算机（主机）、外部设备、外围设备、自动化仪表和操作控制台等。它是实现计算机控制的物质基础。为了使计算机具有最基本的程序存贮及程序自动执行的功能，除必要的硬件设备外，还应配有一定的软件。下面是DCS控制系统的基本组成框图。

外部设备 操作控制台 外围设备 软 件 外存储器 数据输出设备 数据输入设备 过程输入通道 计 检测仪表 被 算 控 机 报警显示设备 对 （主机）过程输出通道 控制仪表 象

计算机控制系统的基本组成框图

本装置的DCS操作系统是：浙江中控技术股份有限公司的ECS-100集散控制系统。 9.2 主要工艺操作仪表逻辑控制说明 9.2.1 集散系统的基本结构图

由图可见，集散控制系统一般由以下五部分组成：1）过程输入/输出接口2）过程控制单元3）操作站4）局域控制网5）上位（管理）计算机。 9.2.2 操作站的各种设备使用

本装置共有12台操作站组成。都是用浙江中控ECS-100集散控制操作系统。这12台计算机由操作人员使用，操作员通过它对生产过程进行控制和监视。其中12台操作站主要由显示器、主机、鼠标、键盘组成。 9.2.2.1显示器

显示器是集散控制系统的人/机接口装置，配备为21′液晶彩色显示器(LCD) 。执行对过程的监控，为了使操作直观方便，一般都有动态流程图显示功能。本装置共有12台显示器， 显示器位于操作台上方，显示器作用是显示各种信息，包括流程图、过程参数、历史趋势、报警信息等，另外在显示器上有箭标在移动，它是由鼠标或键盘来控制。 9.2.2.2 鼠标

用来移动箭标和完成操作，将鼠标在操作台上移动，显示器上的箭头就会跟着移动，鼠标上有二个键，一个为选择键，一个为作用键。 9.2.2.3 键盘

本操作系统配有操作键盘和控制键盘。操作键盘嵌于位于操作平台面上，用于输入参数及移动箭标和选中操作。控制键盘采用标准式通用键盘，用于除输入参数及移动箭标和选中操作外，还对系统进行修改、设置等维护。 9.2.3 进入系统操作环境 9.2.3.1 如何进入系统操作环境

系统开机后，能分别进入以下三个操作环境（本操作规程主要讲Operator操作环境）： 操作员(Operator)：——最低的层次，具有最少的存取和处理特权。

管理员(Supemisor)：——中等层次，具有比Operator更多的存取和处理特权，但低于Engineer的特权。

工程师(Engineer)：——最高层次，具有最多的存取和处理特权。

系统开机后，进入到Operator环境，在Operator环境中，操作员可以进行下列操作：1、系统简介，2、报警一览，3、系统总貌，4、控制分组，5、调整画面，6、趋势图，7、流程图，8、小流程图，9、报表画面，10、数据一览，11、故障诊断，12、口令，13前页，14、后页，15、翻页，16、系统，17、报警确认，18、消音，19、退出系统，20、操作记录一览。 9.2.4 菜单

在操作员环境中，顶部菜单内设20个菜单。

分别为：1、系统简介，2、报警一览，3、系统总貌，4、控制分组，5、调整画面，6、趋势图，7、流程图，8、小流程图，9、报表画面，10、数据一览，11、故障诊断，12、口令，13前页，14、后页，15、翻页，16、系统，17、报警确认，18、消音，19、退出系统，20、操作记录一览。 9.2.4.1流程图画面菜单

画面内能够列出一些画面的名称，并提供进入这些流程图画面的入口，只要把光标移到面名称内就可随意选中调出所需要的流程图画面来。

9.2.4.2 进入画面的操作

从操作环境的顶部菜单图标中选中点击即进入。在进入画面中，可以选中所需要的画面的名称即可以进入所需要的流程图画面。 9.2.4.3组显示（Groups）

(1) 组显示菜单内容

画面上列有矩形每一个矩形中分别写着组号，在矩形的后面有八个小正方形，每个正方形代表一个组显示中的一块表，如果有报警，那么正方形就会变成红颜色。

(2) 菜单功能

提供进入所需要的组显示画面的入口 (3) 进入组显示画面的操作

在操作员环境中选中Groups就能进入组显示图中，可以选中所需要的组显示画面，从组显示图中可以一目了然地看出那个组显示画面的状态。 9.2.5 流程图画面

为了方便监视，有利于控制等方面将流程分成几个可调的流程画面，控制点和监视点相应的位置都标在画面上，可以从画上直接观察到，这几幅流程画面分别为：

1 气体分馏装置总图 2 气体分馏装置一 3 气体分馏装置二 4 气体分馏公用工程 17 气分装置热水系统 18 流量累积

9.2.5.1 流程画面中的图符说明

(1) 深色粗线表示主流向。 (2) 蓝色虚线表示控制回路。

(3) FIQ1103 1398.3t/h FIQ1103 表示流量计位号，数字表示实时监测显示值，t/h表示单位为吨/小时。

(4) 1398.3t/h、 45.8 ℃ 等为现场测量显示。 (5) 表示监测显示的字母有：TI、PI、LI、FIQ (6) 表示显示调节的字母有：PIC、HIC、LIC、FIC (7) 表示报警显示的字母有：LA (8) 仪表位号字母含义

A-报警（质量）、C-控制、F-流量、I-指示、T-温度（变送）、R-记录、P-压力、L-液位、Q-积算、H-手动

(8) 工艺设备上的 (9) 画面上图形的含义

1234.000 (黑底白字)表示实时数值显示区， 1234.00 (蓝底白字)表示实时数值显示与调控区，控制回路 (鲜绿色)表示控制回路选择。

为风关阀 为风开阀 9.2.5.2 进入流程图画面

(1) 从操作员环境的顶部菜单进入。 (2) 流程画面的功能

a. 可以直观地观察各个控制点的测量值并提供报警信息。 b. 可以通过流程画面对控制点进行操作。

c. 可以观察到各个值的情况（设定值、输出值），可以观察到调节阀状态。 9.2.5.2 进入流程图画面

(1) 从操作员环境的顶部菜单进入。 (2) 流程画面的功能

a. 可以直观地观察各个控制点的测量值并提供报警信息。 b. 可以通过流程画面对控制点进行操作。

c. 可以观察到各个值的情况（设定值、输出值），可以观察到调节阀状态。 9.2.6 组显示画面

组显示画面是由标准的面板图和趋势图构成，可被组态，根据情况需要，每个位置可被任意组态成面板图和趋势图。 9.2.7 组显示画面功能

9.2.7.1 组显示画面提供了所有控制点、检测点的面板图和趋势图，在画面上可以对控制点进行操作，监视控制点变化趋势。

9.2.7.2 组显示画面上同时还提供了过程报警信息，并且可以确认报警。 9.2.7.3 进入组显示画面的操作。

(1) 从操作员环境进入环境顶部菜单进入：

在操作员环境顶部菜单选中进入目录画面；在画面中可任意选中需要的组显示画面。 9.2.8组显示画面的操作

由于组显示画面是由面板图和趋势图构成的，组显示画面操作详见下面： 9.2.8.1 面板图操作法

I/A系统操作上的面板图相当于常规仪表的二次表头，操作员在面板上对控制回路进行手动、自动切换，设定值切换以及输出值操作。

(1) 板图的形式如下：

(2) 面板图的操作 改变状态操作：

本操作有三种状态，分别是 级状态。

如果要进入某控制状态选中点击即可。如：态。

9.2.8.2 趋势图操作法：

趋势图相当仪表的直趋势记录，以曲线形式把参数的变化波动情况反应出来，趋势图比常规仪表功能多：

表示已进入串级控制状

表示手动状态、

表示自动状态、

表示串

①

时间表示：在实时趋势状态下，显示趋势图的时间长度和趋势扫描时

间，其格式为：××时××分××秒。

②测量值；

从上到下，分别是测量对象、对应测量点编号、显示颜色和实时

③实时趋势/历史趋势转换键：当出现为黄色时，表示实时趋势；当出现暗灰色时，

表示为历史趋势；选中单击此键即可实现两者转换。

④

移）一个时间长度。

⑤长缩短。

⑥

值的变化趋势显示出来。

趋势曲线区，分别以蓝线、红线、白线把测量值、设定值、输出

趋势图显示时长调整键，单击

画面显示时长增加；单击

画面显示时

分别为历史趋势前移和后移键，选中此键即可把历史趋势前移（或后

9.3工艺控制 9.3.1工艺控制流程图

9.3.2本装置典型仪表控制方案

9.3.2.1脱丙烷系统工艺、系统仪表自控说明（包括原料系统）

a. 脱丙烷塔进料缓冲罐（D-1101）液位控制

液态烃进装置线上装两台风开式调节阀，当进料缓冲罐（D-1101） 液位LRCA-1101过高，则调节阀关小，液态烃进装置量变小，调节阀由液位调节器LRCA-1101输出信号控制。

b. 脱丙烷塔（C-1101）进料量控制

进料泵出口流量FRC-1101控制阀为风开阀，由进料泵出口流量调节器输出信号来控制，液态烃流量调节阀为风开阀，由流量调节器输出信号控制以调节脱丙烷塔进料量。

c. 脱丙烷塔（C-1101）压力控制

塔顶压力控制采用调节热旁路物料来控制，一部分物料通过主路直接进入脱丙烷塔顶回流罐（D-1102），通过压力调节器PRC-1101作用来调节冷凝器（EL-1101/1.2）出口温度，当塔顶压力测量信号变大时，调节阀走热旁路少，走冷凝器（EL-1101/1.2） 物料增多，使传热量增加，冷凝量增加，使塔压下降，反之，当塔顶压力变小时，三通调节阀走热旁路多，走冷凝器（EL-1101/1.2）少，减小冷凝量。

该调节系统为分程调节，采用塔（C-1101）顶压力输出信号控制热旁路三通调节阀和脱丙烷塔顶回流罐（D-1102）压控阀。

d. 脱丙烷塔（C-1101）顶回流流量控制

脱丙烷塔（C-1101）顶回流物料由一风关阀控制，通过流量调节器FRC-1102输出信号控制调节阀开度。

e. 脱丙烷塔（C-1101）液位控制

脱丙烷塔（C-1101）液位LRC-1103的液位测量信号控制碳四以上组份出装置流量调节阀，以改变碳四以上组份出装置流量来稳定脱丙烷塔（C-1101）液位LRC-1103的液位。

f. 脱丙烷塔（C-1101）底温控制

该控制系统为塔（C-1101） 底温与重沸器（E-1102）蒸汽流量串级调节系统，温度调节器TRC-1101的输出信号作为蒸汽流量调节器FRC-1113给定。由蒸汽流量调节器FRC-1113来控制调节阀。该调节系统温度为主调节参数，流量为副调节参数。

g. 脱丙烷塔（C-1101）顶回流罐（D-1102）液位控制

该控制系统为塔（C-1101）顶回流罐（D-1102）液位LRC-1107与脱乙烷塔（C-1102）进料流量FRC-1103串级调节系统，液位控制主回路LRC-1107的输出信号作为脱乙烷塔（C-1102）进料流量FRC-1103给定。由脱乙烷塔（C-1102）进料流量FRC-1103来控制调节阀。该调节系统液位为主调节参数，流量为副调节参数。 9.3.2.2脱乙烷（C-1102）系统的自控说明

a.脱乙烷塔压控

压力由外放乙烷气来控制，由塔顶压力测量信号来控制调节阀开度大小。 b.脱乙烷塔回流罐D-1103液控

脱乙烷塔回流罐D-1103液位控制主回路LRC-1108与脱乙烷塔（C-1102）回流量FRC-1104串级调节系统，液位控制主回路LRC-1108的输出信号作为脱乙烷塔（C-1102）回流量FRC-1104给定。由脱乙烷塔（C-1102）回流量FRC-1104来控制调节阀。该调节系统液位为主调节参数，流量为副调节参数。

c.脱乙烷塔（C-1102）进料量及塔底温度控制 --进料量FRC-1103控制

进料流量FRC-1103与脱丙烷塔（C-1101）顶回流罐（D-1102）液位LRC-1107液位构成一串级调节系统，进料调节阀由流量调节器输出来控制，同时液位LRC-1107测量信号的输出作为流量调节器的给定值。液位高，则调节阀开大，反之关小。液位控制主回路LRC-1107的输出信号作为脱乙烷塔（C-1102）进料流量FRC-1103给定。由脱乙烷塔（C-1102）进料流量FRC-1103来控制调节阀。该调节系统液位为主调节参数，流量为副调节参数。

--底温TRC-1102 控制

该控制系统为脱乙烷塔（C-1102） 底温与重沸器（E-1103）蒸汽流量串级调节系统，温度调节器TRC-1102的输出信号作为蒸汽流量调节器FRC-1114给定。由蒸汽流量调节器FRC-1114来控制调节阀。该调节系统温度为主调节参数，流量为副调节参数。 9.3.2.3精丙烯塔（C-1103/1.2）系统的仪表自控说明

a. 精丙烯塔（C-1103/1）塔底温度TRC-1103控制。

塔底温度TRC-1103与塔底重沸器E-1104的蒸汽流量调节阀FRC-1106串级，由塔底重沸器E-1104的蒸汽流量调节阀FRC-1106来控制塔底温度。

重沸器E-1104由蒸汽流量测量信号来控制调节阀的开度。 b. 精丙烯塔（C-1103/2）液位LRC-1109控制。

精丙烯塔（C-1103/2）液位LRC-1109与丙烯中间流流量FRC-1112串级，该调节阀由精丙烯塔（C-1103/2）液位测量信号来控制，该阀的开度决定丙烯中间流流量的大小。

c. 精丙烯塔（C-1103/2）的压控PRC-1104。

精丙烯塔（C-1103/2）塔顶压力控制采用调节热旁路物料来控制，通过调节阀来控制物料走热旁路的流量，来调节冷凝量，从而达到调节压力的目的，由压力调节器输出信号控制调节阀。当塔顶压力测量信号变大时，调节阀走热旁路少，走冷凝器（EL-1103/1-4） 物料增多，使传热量增加，冷凝量增加，使塔压下降，反之，当塔顶压力变小时，三通调节阀走热旁路多，走冷凝器（EL-1103/1-4）少，减小冷凝量。

d. 精丙烯塔（C-1103/1）液位LRC-1104控制。

精丙烯塔（C-1103/1）液位LRC-1104的液位测量信号控制丙烷流量调节阀，以改变丙烷送出量来稳定精丙烯塔（C-1103/1）液位，才能保证塔底传热稳定以及由此决定的塔底温度，塔内上升的蒸汽量，塔底液相组成等稳定，从而确保塔的正常生产。

e. 精丙烯塔（C-1103/2）的回流量FRC-1107调节。

精丙烯塔（C-1103/2）的回流量FRC-1107调节阀是一风关式调节阀。 f. 精丙烯塔（C-1103/2）的塔顶回流罐D-1104的液位LRC-1106调节。

精丙烯出装置线上装一台风开式调节阀，当塔顶回流罐D-1104 液位LRCA-1106过低，则调节阀关小，丙烯出装置量变小，调节阀由液位调节器LRCA-1106输出信号控制。 9.4 控制仪表的常见故障及处理 9.4.1 DCS停电处理

DCS集散控制系统关机要有一定的程序，如果不按程序关机，就会有信息丢失，丢失信息后可能导致系统不能正常工作，掉电即是使整个系统突然断电，强迫系统不按程序关机，是一种很危险的事故。

处理方法：

a. 立即通知仪表维护人员。 b. 按常规仪表停电处理。

为了避免由于停电而发生掉电事故，DCS一般配有UPS(不间断电源)，在停电时UPS中的电池将其直流电变成交流电对系统供电，但UPS的供电只能保证一定时间(一般约15～30分钟)，超过限度，电池放电完毕后会损坏UPS。所以使用UPS只能起到应急作用，不能长时间维持生产，如长时间停电，其处理方法：

a. 立即通知仪表维护人员。 b. 装置紧急停车。 9.4.2 DCS死机处理

DCS死机即光标保持在某一位置不能移动，画面上的所有数值保持不变，死机时，一般情况下计算机内原有参数仍然存在，原有控制回路仍按原参数进行控制，但是不接收或采集新数据，也不能跟踪控制，所以死机时在短时间内一般仍能维持生产。发现这种情况：

a. 过程操作员立即通知仪表维护人员重新启动系统。 b. 过程操作员通过现场一次表短时间维持生产。

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