子项目五 Delta V系统的组态与调试

子项目五 Delta V系统的组态与调试

任务5.1 Delta V控制系统构建

一、均酐装置自控设计要求 （一） 均酐装置主要工艺

均酐装置工艺流程水洗塔装置工艺流程图见附件3 （二） 均酐装置控制方案的确定 1、缓冲罐压力控制回路PIC801

2、软水罐装置液位控制回路LICA802

3、水洗塔装置流量比值控制回路FIQ802- FICQ803 （三）均酐装置I/O清单

根据设计要求，用于测量及控制的现场I/O点共计41点，详见测点统计表8.1-1。

表5-1 均酐装置I/O点统计表

装置名 空气缓冲罐装置 序号 I/O 位号 描述 空气缓冲罐出口压力测量、控制 空气缓冲罐温度测量 空气缓冲罐出口流量测量 罗茨鼓风机的变频器 类型 AI AI AI AO 0~250 0~100 0~3600 0~100 kPa ℃ % 报警、记录 报警、记录 报警、记录、累计 测量范围 单位 功能要求 1 PIC801 2 TI801 3 FIQ801 4 PY801 m3/h 报警、记录 5 HV801 6 RL801 7 PI803 8 TI804 9 LICA802 10 FIQ804 11 LV802 12 KG805 13 RL803 14 PI802 15 TI802 16 TI803 空气缓冲罐空气远程放空操作阀 罗茨鼓风机C0101运行/停止 软水泵出口压力指示 软水罐内温度测量变送器 软水罐液位测量、控制 软水泵出口流量指示积算 软水罐液位控制阀(真阀 ) 软水罐液位LICA802联锁动作 软水泵P0603运行/停止 水洗泵出口压力测量 水洗塔尾气进料温度测量 水洗塔进水温度测量 水洗塔底液位测量 水洗塔尾气进料流量测量 水洗泵出口水流量测量、控制 水洗泵出口流量调节阀(真阀) 水洗塔液位LIA801联锁动作 水洗泵P0501运行/停止 换热器冷水进口压力测量 换热器蒸汽进口压力测量 换热器冷水进口温度测量 AO 0~100 DI 1/0 AI AI AI AI AO DO DI AI AI AI AI AI AI AO DO DI AI AI AI 0~200 0~100 0~100 0~800 0~100 1/0 1/0 0~200 0~100 0~100 0~100 0~4.8 0~3.0 0~100 1/0 1/0 0~160 0~400 0~100 % kPa ℃ % t/h % kPa ℃ ℃ % t/h t/h % kPa kPa ℃ 报警、记录 报警、记录 联锁、记录 L=10;H=90;SH=95 报警、记录、累计 报警、记录 报警、记录 报警、记录 联锁、记录 L=10;H=90;SH=95 报警、记录、累计 报警、记录、累计 报警、记录 报警、记录 报警、记录 软水罐装置 水洗塔装置 17 LIA801 18 FIQ802 19 FICQ803 20 FV803 21 KG804 22 RL802 换热器23 PI901 24 PI903 25 TI901 装置 26 TI903 27 TI904 28 TICA902 29 FIQ901 30 FI902 31 FI904 32 FICQ903 33 V901Z 34 V903Z 35 FV903 36 FV903C 37 FV903A 38 FV903B 39 V902Z 40 V904Z 41 KG901 换热器蒸汽进口温度测量 换热器冷凝水出口温度测量 换热器热水出口温度测量、控制 换热器冷水进口流量测量 换热器热水出口流量测量 换热器冷凝水出口流量测量 换热器蒸汽进口流量测量、控制 换热器冷水进口阀 换热器蒸汽进口阀 换热器蒸汽调节阀 换热器蒸汽旁路阀 换热器蒸汽截止阀 换热器蒸汽截止阀 换热器热水出口阀 换热器冷凝水出口阀 换热器热水出口温度TICA902联锁 AI AO AO AO AO AO AO AI AI AO AI DI DI DI DI DO 0~200 0~200 0~140 0~10.0 0~10.0 0~10.0 0~1.60 0~100 0~100 0~100 0~100 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 ℃ ℃ ℃ t/h t/h t/h t/h % % % % 报警、记录 报警、记录 联锁、记录 L=20%;H=70%;SH=80% 报警、记录、累计 报警、记录 报警、记录 报警、记录、累计 联锁、记录 SH=90% 二、DeltaV系统体系结构 （一） DeltaV系统硬件组成

DeltaV系统由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要由过程管理站（Process Management Station）、过程控制站（Process Control Station）及冗余的控制网络（Control Network）三大部分构成；软件包括组态软件、控制软件、操作软件及诊断软件等，DeltaV系统构成如图5.1所示。

图 5-1 DeltaV系统构成

? Process Management Station：过程管理站； ? Professional PLUS Station：PLUS站；

? Process Control Station：过程控制站； ? Professional Station：工程师

站；

? Control Network：控制网络； ? Operator Station：操作站；

? Primary Siwtch：主交换机； ? Application Station：应用站； ? Secondary Siwtch：副交换机 ? Controller：控制器

? Power Supply：供电电源； ? I/O Subsystem ：I/O子系统 系统硬件组成：

1 一个或多个DeltaV工作站

2 系统节点之间通信的控制网络（选择性冗余）

3 电源，一个或多个DeltaV控制器（选择性冗余），执行本地控制，管理数据，在I/O系统和控制网络间通信。

4 每一个控制器至少有一个I/O子系统，处理从现场设备来的信息 5 系统授权（Licences）

1.DeltaV系统控制网络

Emerson公司DeltaV系统的控制网络是以 10M bps／100Mbps以大网为基础的冗余的局域网（LAN）。系统的所有节点（工作站及控制器）均直接连接到控制网络上，不需要增加任何额外的中间接入设备。，简单灵活的网络结构可支持就地和远程操作站及控制设备，网络的冗余设计提供了通信的可靠和安全性。

通过两个不同的网络交换机及连接网线，建立了两条完全独立的网络，分别接入工作站和控制器的主副两个网口。DeltaV系统的工作站和控制器都配有冗余的以太网口。为保证系统的可靠性和功能执行，控制网络专用于DeltaV系统，与其他工厂网络的通信通过应用工作站（或PLUS站）来实现。

DeltaV系统能力：DeltaV系统支持最多120个节点、100个（不冗余）或100对（冗余）控制器、65个工作站、1个PLUS站、64个操作站、10个工程师站、20个应用站、72个远程控制站、100个厂区（域）、8个远程数据服务器，每个控制器可支持64个I/O卡件，每个控制器可支持1500个DSTs点，光纤电缆任意扩展,安全可靠的远程连接,使用户安全管理更灵活。

2.DeltaV系统工作站（Workstation） ⑴DeltaV系统工作站功能

图5-2 DeltaV系统工作站 图5-3 DeltaV系统工作站操作、组态画面示例

DeltaV系统工作站是DeltaV系统的人机界面（见（图2.1.3、7.1.4所示）），属于集散控

制系统中的过程管理站，通过这些工作站，操作人员、工程管理人员及经营管理人员可随时了解、管理并控制整个企业的生产及计划。所有工作站采用最新的INTEL芯片及32位WindowsNT操作系统，21”彩色平面直角高分辨率的监视器。

DeltaV系统的所有应用软件均为面向对象的32位操作软件，满足系统组态、操作、维护及集成的各种需求。而可以快速调出DeltaV系统Web 方式Books－on－line（在线帮助手册）可随时提供有用的系统帮助信息

DeltaV工作站上的Configure Assistant（组态帮助）给出了用户具体的组态步骤，用户只要运行它并按照它的提示进行操作，则图文并茂的型式，很快就可以使用户掌握组态方法。

⑵工作站的授权（Licences）

DeltaV系统工作站根据其用途可被授权为：

? PLUS站（Professional PLUS Station）—用以系统组态、操作、组态节点数据库； ? 工程师站（Professional Station）—用以系统组态、操作及监视； ? 操作员站（Operator Station）—用以系统操作及监视； ? 维护站（Maintenance Station）—用以系统故障诊断； ? 基础站（Base Station）——用以系统特定的功能；

? 应用站（Application Station）—用以用户应用程序的实时数据库运行，用户应

用程序包括DeltaV批处理或其他用于与工厂管理网通讯的第三方OPC应用程序的运行

实际工程项目中常用的工作站有三种： PLUS站、操作站和应用站，当系统规模较大、复杂时还可以设置工程师站、维护站、基础站等。

⑶主要工作站的功能

①PLUS站

每个DeltaV系统都有且只有一个Professional PLUS工作站。该工作站包含 DeltaV系统的全部数据库，系统的所有位号和控制策略被映像到DeltaV系统的每个节点设备。Professional PLUS工作站配置系统组态、控制及维护的所有工具，从IECll31图形标准的组态环境到OPC、图形和历史组态工具一用户管理工作也在这里完成，比如：设置系统许可证和安全密码。

Professional PLUS工作站的主要功能特点包括： A 具有全局数据库、灵活和规模可变的结构体系 b 强大的管理功能

c 现代化的操作界面

d 内置的诊断和智能通讯

DeltaV系统的 ProfessionalPlus工作站也可用作操作员站，操作员工作站运行过程控制系统的操作管理功能。可使用标准的操作员界面，也可以根据您的操作需求和流程特点组态您的系统操作界面。通过 单击操作即可调出图形、目录和其它应用界面。

大规模的DeltaV系统可以配备Professional工作站，即工程师站，用于系统组态，但不具有下载功能。Professional工作站有完整的图形库和相关的控制策略。常用的过程控制方案己经编制成为相应控制策略，只要将这些控制策略或图形拖放到实际方案和流程图中即可。每个DeltaV系统最多有10 台Professional工作站。Professional Plus工作站也可用作操作员站。

②操作站

DeltaV操作员站可提供友好的用户界面、高级图形、实时和历史趋势、由用户规定的过程报警优先级和整个系统安全保证等功能，还可具有大范围管理和诊断功能。操作员界面为过程操作提供了先进的艺术性的工作环境，并有内置的易于访问的特性。不论是查看最高优先级的报警、下一屏显示，还是查看详细的模块信息，都采用直观一致的操作员导航方式，操作界面友好，操作方便简捷，使用鼠标即可完成各种操作。

DeltaV系统操作员工作站的主要功能包括生产过程的监视和操作控制；,直观的流程画面； 强大的显示、操作、报警及报警处理、历史趋势记录及报表功能；故障诊断方便；查看系统状态信息、系统信息、智能设备的管理等信息全面；安全性高。

3.DeltaV系统控制器与I/O卡件（图5.5）

? Redundant power supply：冗余供电电源； ? Redundant controller：冗余控

制器；

? Network interface：网络接口； ?Redundant network：冗余网络； ? Field line：现场接线； ? Ternimal block：端子板； ? I/O card ：I/O卡件

图5-4 DeltaV系统控制器与I/O卡件

（1）控制器

MD PLUS系列控制器可依据用户要求进行选择，主频高达260MHZ，内存最大可达48M，这就减少了CPU的资源占用比例，并提高了控制策略的功能；可自动分配地址、自动定位和自动I/O检测；控制器接受所有I/O接口通道信号，实现控制功能，并完成控制网络的所有通信功能，控制策略完全由控制器执行；系统将保存所有下装到控制器的数据的完整记录及所有曾做过的在线更改；提供新的DeltaV批量操作选项的控制设备和先进控制功能；可将智能HART信息从现场设备传送到控制网络中的任何节点。

此外，控制器还具有支持在线扩展、存储空间大、即插即用式安装、控制器冗余、不间断控制操作、自动确认、在线升级等特点。

（2）I/O卡件

DeltaV系统的所有 I/O卡件均为模块化设计，可即插即用、自动识别、带电热插拔。DeltaV系统可以提供两类 I/O卡件，一类是传统 I/O卡件，另一类是现场总线接口卡件（H1）。两类卡件可任意混合使用。卡件类型包括冗余AI卡、冗余AO卡、MV信号卡、冗余DI卡、冗余DO卡等。

传统I/O卡件是模块化的子系统，安装灵活。它可安装在离物理设备很近的现场。传统I/O配备”功能和现场接线保护键、以确保I/O卡能正确地插入到对应接线板上。

表5-2输入输出卡件

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 输入输出卡件类型 模拟量输入卡 热电偶转换卡 热电阻转换卡 模拟量输出卡 脉冲输入卡 开关量输入卡 开关量输出卡 AI卡 TC卡 RTD卡 AO卡 PI卡 DI卡 DO卡 规格 8Channel 4-20mA (Hart)、16Channel 4-20mA (Hart) 、8Channel 1-5V 8Channel（mV；） 8Channel（Ω） 8Channel 4-20mA (Hart) 4Channe 8Channel 24VDC/220VAC、32Channel 24VDC 8Channel 24VDC/220VAC、32Channel 24VDC 16Channel 事件顺序记录卡件 SOE卡 （二） DeltaV系统应用软件组成 DeltaV 系统软件包括许多应用软件，主要的应用软件被分类成组态工具软件和操作工

具软件和高级控制软件，DeltaV系统提供了功能强大的组态工具。

1.组态工具软件

主要的工程工具是：组态助手（Configuration Assistant）、DeltaV浏览器（DeltaV Explorer）、控制工作室（Control Studio）、图形工作室（Graphics Studio、）配方工作室（Recipe Studio）。其他的还包括用户管理器（User Manager），数据库管理器（Database Administrator），FlexLock和系统参数（System Preferences）等。

2. 操作员工具软件

操作员工具使用在过程控制系统的日常操作中。主要的操作员工具软件是DeltaV操作运行软件（DeltaV Operate Run）、过程历史视图软件（Process History View）、诊断软件（Diagnostics）和批处理操作员软件（Batch Operator Interface，需要许可证licenses）。DeltaV登录程序，是用户用来登录和离开DeltaV系统并改变DeltaV系统密码而使用的。 三、酐装置DeltaV系统结构

均酐装置DeltaV系统网络结构配置参见图8.1-10所示，项目/O点卡件测点分配如表5.7所示。

图5-6 均酐装置DeltaV系统网络拓扑结构图

任务5.2 Delta V控制系统硬件配置

一、 配置均酐装置DeltaV系统硬件

根据控制要求及测控点清单，均酐装置DeltaV系统结构如下： 1. 工作站

(1) 配备2台Emerson认证的DELL T3500 工作站，作为Plus站和Professional站。

(2) 每台工作站配备双网卡，用以形成冗余控制网络。

Plus站的IP地址设置：主网IP：10.4.0.6；副网IP：10.8.0.6

Professional站的IP地址设置：主网IP：10.4.0.10；副网IP：10.8.0.10 2. 控制站

(1) 控制器采用VE3006型号的MD+控制器（冗余结构）。

控制器的IP地址设置：主网IP：10.4.0.14；副网IP：10.8.0.14 其余网络节点属于自动寻址，自动配置。

(2) 电源采用VE5009型号的24/12 VDC系统电源，冗余结构。主要用于为控制器提供+5V电压，同时为I/O卡件提供12V工作电压。

(3) I/O卡配置：

表5.3 I/O卡配置表

名称 AI卡 AI卡 RTD卡 AO卡 DI卡 DO卡 空槽盖板 数量 单位 1 2 1 1 1 1 1 块 块 块 块 块 块 块 规格 8 通道 4-20 mA; HART; 4W-I/O端子块1块 8 通道 4-20 mA; HART; 2W-I/O端子块2块（备用1块） RTD端子块1块 8 通道 4-20 mA; HART; I/O端子块1块 32通道 24 VDC; 干接点；I/O端子块1块 32通道 24 VDC; 高密度; I/O端子块1块 共计8块I/O卡，（I/O点留有一定的余量，以备改造之用。） （4）控制器及I/O底板、空槽盖板配置

控制器底板：2-槽 电源/控制器底板 2块；I/O底板：8-槽 I/O 接口底板；空槽盖

板：1块。

3. 网络交换机

网络交换机配置2台 8口CISCO产品。为了保证通信的可靠性，DeltaV控制网络设计了冗余。控制网络由主通信通道和副通信通道组成，它们都靠单独的以太网NIC卡件工作，同时，每个通道都有单独的网络交换机。除此之外，DeltaV系统的控制器、电源等关键卡件均采取了在线冗余模式，有效的保证系统的运行可靠与安全。

4. 均酐装置I/O点卡件测点分

表5.4 均酐装置I/O点卡件测点分配表 通道号 AI C01 CH1 FT803 CH1 CH2 FT801 CH2 CH3 FT802 CH3 位号 通道号 AI C02 位号 通道号 AI C03 位号 通道号 AO C04 AO C06 位号 通道号 DI C07 CH1 CH2 CH3 位号 通道号 位号 DO C08 KG804 KG805 KG901 PT803 CH1 TT901 CH1 FI901 PT901 CH2 TT903 CH2 FI902 PT903 CH3 VT901 CH3 FI904 CH1 PY801 CH1 FV903A CH2 TI904 CH2 FV903B CH3 TI902 CH3 RL801 CH4 FT804 CH4 CH5 FV903 CH5 CH6 LT801 CH6 CH7 LT802 CH7 CH8 PT802 CH8 PT801 CH4 VT903 CH4 FI903 TT801 CH5 TT802 CH6 TT803 CH7 TT804 CH8 备用 CH5 FV803 备用 CH6 FV903 备用 CH7 HV801 备用 CH8 LV802 CH4 CH5 CH6 CH7 CH8 备用 备用 备用 备用 备用 CH4 RL802 CH5 RL803 CH6 V902Z CH7 V904Z CH8 备用 CH4 CH5 CH6 CH7 CH8 备用 备用 备用 备用 备用 (注：考虑I/O点需要留有一定的余量，以备改造用，4通道为AI卡，在此未统计；另外DI\\DO卡为32点的卡件，在此表中只统计了8点) 二、安装I/O卡件和控制器

DeltaV系统安装步骤

1. 安装DIN轨道，在DIN轨道上安装电源/控制器底板（carrier）以及I/O接口底板。 2. 检查I/O终端功能块上的密钥设置，并在I/O接口底板上进行安装I/O卡件。 3. 在电源/控制器底板上安装DeltaV控制器。

4. 在电源/控制器底板上安装电源。

5. 安装DeltaV工作站和服务器，并安装系统授权（Licences）。 6. 设置DeltaV控制网络，在节点之间安装网络电缆。 7. 安装整体电源并连接电源输入并检验安装。 （一）安装DeltaV I/O接口

I/O接口（I/O Interface），包括I/O端子板（terminal blocks）和I/O卡件。端子板是安装在I/O接口底板上，用以对外接线。在将卡件安装进底板插槽中之前，要确保底板电源电压与卡件要求的电源电压相匹配(参见图5.7)。

图5.7 安装I/O接口

安装步骤：

1、在I/O接口底板上确定已分配的插槽。

2、用I/O底板与I/O端子板上的连接器对准I/O卡件上的连接器，推动使其连接。 3、拧紧安装螺丝。 （二）安装DeltaV控制器：

图5.8 安装控制器

按照从右向左的安装顺序（安装顺序根据设计要求，可以随意），在安装完毕I/O卡件后，开始安装控制器。控制器是安装在2槽电源/控制器底板的右侧插槽上的，连接方式也采用插入式。安装控制器后，即可安装电源，不再赘述

任务5.3均酐装置控制系统总体结构的组态

一、DeltaV Explorer操作

DeltaV资源管理器（浏览器）是系统组态的主要导航工具。它用一个视窗来表现整个系统，并允许直接访问到其中的任一项。DeltaV Explorer（即DeltaV浏览器）外观与Windows资源管理器相似，是一个应用程序，应用DeltaV Explorer可以进行DCS系统的配置操作、归档和最优化控制过程、定义系统组成（例如区域、节点、模块和报警）、查看总体结构及系统硬件、组态和管理数据库、运行控制工作室和其他应用程序。

DeltaV资源管理器允许用户定义系统特性和查看系统的总体结构和布局。用户可使用树形结构来添加、删除或修改系统。

1. DeltaV Explorer功能

⑴ 添加工作站和控制器到数据库

⑵ 添加厂区（plant area）和控制模块（control module）到数据库 ⑶ 添加并编辑警告类型和警告优先级（alarm priority） ⑷ 创建可以被控制模块使用的命名集（named set） ⑸ 编辑网络、控制器和工作站属性 ⑹ 下载控制器中的控制模块

⑺ 装载和分配授权（licenses）

⑻ 导入、导出外部编辑工具（电子数据表或数据库）创建的数据 ⑼ 登录其他DeltaV程序

⑴ 模块(modules)：是一个系统主要的组成块，是独立的、有名称的实体。模块将算法、显示、输入/输出、条件及其他的设备特性联系在一起。根据模块的大小，模块由参数，历史集合策略，报警，条件，算法以及显示单元构成。这些项按照逻辑捆绑在一起组成了模块，在控制策略中可以随时调用。

⑵ 算法(Algorithms) ：是定义模块如何运行的逻辑步骤。DeltaV系统提供控制、装置、以及单元模块。

⑶ 控制模块(control module)：包含一个唯一的加上标签的控制实体，如一个控制回路及与其关联的逻辑。控制模块下载、操作、调试时不影响其他模块。

⑷ 装置模块(Equipment modules)：调整控制模块和其他与控制相关装置共同操作的装置模块的操作。包含装置模块的算法管理包含的模块操作。

⑸单元模块(Unit modules)：可以用于非批处理应用程序来整合控制模块和装置模块，便于报警管理。例如，可以组合对一个特殊单元的报警，比如一个锅炉。所有与该单元相关的控制和装置模块将包含在该单元模块内。

⑹区域(Area) ：紧密工作在一起来执行一个特殊过程控制功能的模块典型地分组在一个区域内。一个区域是对一个对象的逻辑分割。区域典型地描述对象的位置或主要的过程功能。组态工程师定义如何让逻辑对象分割成区域。

⑺厂区(Plant)：紧密相关执行一个特殊过程控制功能的模块典型可以分组在一个厂区内。一个厂区是一个对象的逻辑分割。厂区形象地描述对象的位置或主要的过程功能。 ⑻功能块(Function blocks)：是控制模块（Modules）的基本构成部分，用来建立连续和离散算法块，该算法用以过程控制或监控，算法范围从简单的输入转化到复杂的控制策略。功能块可以组合到复合功能块来建立复杂的算法每个功能块都有基本的过程控制算法（如PID、模拟输入输出）和自定义算法的参数。功能块算法的范围涵盖了简单输入转化到复杂的控制策略。功能块使用用户提供的数据，通过自身或其他功能块，来实现数值计算或逻辑计算功能，为其他功能块或现场设备提供输出值。

⑼参数(Parameters) 及路径：是用在一个模块算法的用户定义数据，用来执行计算和

逻辑。参数可以通过它们提供的信息的类型来描述，比如输入和输出。

⑽节点(Nodes)：是在控制网络的物理设备，如一个控制器或一个工作站。通过下载在控制器节点的模块来控制控制过程，组态告诉节点如何执行以及从控制过程接受或保存什么信息。

⑾装置信号标签（DSTs）(Device Signal Tag)：装置标签表示现场装置，一个装置信号标签（DSTs）由一个装置到另一个装置的信号组成。

⑿警报(Alarms)：警报（被分配到各模块）用以提醒操作员一个事件发生了，警报应同时可见和可听到。

⒀数据库(database)：包含组态信息并使你可以做出离线更改而不影响过程。在线控制算法监控和修改同样可用。

3 启动DeltaV Explorer

点击Start | DeltaV | Engineering | DeltaV Explorer所示，可以启动DeltaV资源管理器，主要包括Library和System Configuration两部分内容，结构如图5.9所示。

图5.9 启动DeltaV浏览器

图5.10 DeltaV浏览器结构

⑴Library项主要内容

Library项主要包含两种常用的功能块模板Function Block Templates和Module Templates。

Function Block Templates：是可用的功能块模板种类，每一个功能块模板包含一个单一的功能块，包括如图所示的模拟量控制、IO控制、逻辑控制等主要模板。

图5.11 功能块模板

Module Templates：是可用的功能块模板种类，为公共控制任务提供基础的控制策略，例如PID控制、模拟控制、监控、电机控制和阀控制等。

图5.12 控制模块模板

⑵System Configuration项主要内容

Setup是系统组态的设置项，包括报警、系统安全、named set等关键内容。

Control strategies是系统的控制策略项，用以创建模块，为过程设备、控制过程指定输入输出、警告和状态，并创建厂区来保持控制模块(如图2.2.3所示)。

Physical network用以设置系统网络结构，包括控制网络的节点，如控制器及I/O卡、PLUS站及操作站等的设置。 二、配置系统网络节点

DeltaV Explorer 下的子条目Physical Network用以设置系统网络结构，包括控制网络的节点，如控制器及I/O卡、PLUS站及其他工程师站等的创建与设置。

右键Control Network，点New新建控制器节点（Controller），将节点名（NODAL）更名为CONTROLLER； 右键Control Network，点New新建操作站节点（Operator Station），将节点名（NODE）更名为OPERATOR；PLUS站节点在安装DeltaV时已经建立，PLUS站节点名为ZDHA2。

图5.13网络节点添加组态操作示意图

三、建立厂区和单元

厂区和单元的建立是为了方便控制方案的管理，Control strategies是系统的控制策略项，用以创建模块，为过程设备、控制过程指定输入输出、警告和状态，并创建厂区来保存控制模块。

DeltaV系统提供一个默认的系统区域叫做AREA_A，不能删除AREA_A，因为它是系统操作和执行某些DeltaV 功能的基础。一般可以为过程重命名一个更有意义的名字。接下来可以创建对象区域来保存控制模块，名字必须要少于等于16个字符，可以包含文字数字式字符，连字号（-）和下划线（_）。

组态步骤：首先，右键Control strategies，单击New Area新建厂区，按工艺控制要求，分别为PLANT_ AREA_A 和PLANT_AREA_B，右键PLANT_ AREA_A或PLANT_AREA_B，单击New Unit新建单元，分别为Unit_A1、Unit_ A2、Unit_B1、Unit_B2。

图5.14 新建厂区组态操作示意图

运用所提供的模块库，可通过复制DeltaV浏览器中已有的库模块进行控制策略的组态。通过点击DeltaV Explorer→Library→Module Templates，选取控制模块，如PID Module，拖拽至PLANT_ AREA_A和PLANT_AREA_B厂区下单元下，然后，使用控制工作室（Control Studio）定义用于唯一模块的控制策略。在控制工作室中，工程师能够定义并修改控制策略，剪切并粘贴组态的大部分，然后填入细目。

四、添加I/O卡件

在新建的控制器节点下，根据工程需要，右键I/O项New Card新建AI、AO、DI、DO及其他类型的卡件。本案例的I/O卡件配置要求参见表5.15。

图5.15 添加I/O卡件组态操作示意图

运用控制工作室（Control Studio）可以完成各种控制模块（Modules）的组态。 分别选中厂区、单元，添加控制模块（control module）到相应的区域/单元，本项目控制模块的分配见表。控制模块组态时尽量复制系统模块库中已有的相同功能的模块,因为模块库中的每块模板已经设置了必要的报警等参数,同时,在流程图监视画面中仪表模板的操作也简单方便。

1. 控制工作室功能

利用控制工作室，用户可以在一个模块上执行许多任务。通常用户先定义模块、运算法则，然后定义参数。在这些存在之后，用户可以使用这些参数用于报警、显示、趋势图、日志以及更多。控制工作室具有如下功能：

⑴ 创建一个新的模块或复合块。 ⑵ 从一个现有模块创建一个模块。 ⑶ 为一个模块或复合块编辑运算法则。 ⑷ 为一个模块编辑参数。

⑸ 为一个模块或复合块定义报警。 ⑹ 为一个模块调试运算法则。 ⑺ 编辑运算法则中的公式。 ⑻ 指派模块到一个节点。 ⑼ 下载一个模块。

2.自动检测回路控制策略的组态步骤

⑴ 新建控制模块

打开DeltaV Explorer选中厂区Plant_Area_A|Unit_A1 →右键→ New → Control Module，输入PI101作为模拟量输入模块名；或点击新建控制模块按钮

，进行控制模块

的新建；或选中Library/Module Templates|Monitorionng|AALARM模块，用鼠标左键拖拽到厂区Plant_Area_A|Unit_A1,再改名为PI101，操作示意图如5.25所示；或选中已组态的AI类模块/复制/黏贴到厂区PLANT _AREA_AA/UNIT_A1目录下；改名为PI101，操作示意图如5.26所示。

图5.22控制模块的新建

图5.23控制模块的改名

⑵ 编辑PI101模块

右键单击PI101→ Open→ Open with Control Studio，打开该模块编辑窗口；或选中该模块，点击编辑控制模块按钮，以打开该模块编辑窗口。

在控制工作室（Control Studio）的编辑画面，从右侧功能块面板窗的I/O面板中拖拽AI功能块至结构图显示窗空白处，双击该模块IO_IN参数，打开编辑窗口；由DST/Brows,链接AI模块的“IO_IN”端子到FT101，设定L_TYPE类型为“Indirect”间接型。

图5.24 控制模块输入点的链接

⑶ 测量值显示范围及工程单位的组态

选中AI功能块，双击参数显示栏中OUT_SCALE参数；在对话框中修改OUT_SCALE参数，把0~4，工程单元描述符选择为MPa；

图5.25控制模块测量值显示范围及工程单位的组态

3.自动控制回路控制策略的组态步骤

⑴ PID功能块

PID功能块将所有需要的逻辑联合起来以实现模拟输入通道处理，带非线性控制的比例-积分-微分(PID)控制，还有模拟输出通道处理。PID功能块支持模式控制、信号缩放和限制、前馈控制、超驰跟踪、报警检测等。

PID功能块可以直接连接到过程I/O（不适合现场总线设备），也可以通过IN和OUT参数连接到其他功能块来实现串级或其他复杂控制策略。

①PID功能块组态参数

BKCAL_IN：连接来自下游功能块的BKCAL_OUT。

BKCAL_OUT：连接上游功能块，提供闭环控制无扰动切换的值和状态。 CAS_IN：是来自另一个功能块的外部SP值。 FF_VAL：前馈控制输入值和状态。

IN：来自另一个功能块过程变量PV的连接。

SIMULATE_IN：功能块在仿真启用的时候，替代模拟测量值使用的输入值和状态。 OUT：功能块输出的值和状态。

②PID功能工作种模式， PID功能块支持八种模式，比较常用的有：手动初始化（Iman）：Initialization Manual；手动（Man）：Manual；自动（Auto）：Automatic；串级（Cas）：Cascade。

通过使用设定值SP和过程变量PV之差，并用PID功能块来计算控制输出信号来实现基本单回路闭环控制，这是常规控制的基本应用。

⑵单回路控制模块组态步骤

①新建单回路控制（FIC101）模块

打开DeltaV Explorer选中厂区Plant_Area_A|Unit_A1 →右键→ New → Control Module，输入FIC101作为模拟量输入模块名；或点击新建控制模块按钮

，进行控制模块

的新建；或选中Library|ModuleTemplates|AnalogControl|PID_LOOP模块，用鼠标左键拖拽到厂区Plant_Area_A|Unit_A1,再改名为FIC101，操作示意图如5.26所示；或选中已组态的单回路控制模块/复制/黏贴到厂区PLANT _AREA_AA/UNIT_A1目录下；改名为FIC101，操作示意图如5.29所示。

图5.26PID控制模块的改名

②编辑FIC101模块

DeltaV控制工作室是面向对象的设计和布置，无需编译，直接生成控制器编码。控制模块编辑是拖放组态方式，每个单项均可直接编辑，内置批量控制软件和现场总线功能，直接轻松存档。

案例FIC101控制模块编辑：

右键单击FIC101→ Open→ Open with Control Studio，打开该模块编辑窗口；或选中该模块，点击编辑控制模块按钮

，以打开该模块编辑窗口。

在控制工作室（Control Studio）的编辑画面，从右侧功能块面板窗的面板中拖拽AI、AO、PID功能块至结构图显示窗空白处，并将AI、PID、AO功能块进行连接（参见图5.27）双击AI模块IO_IN参数，打开编辑窗口；由DST/Brows,链接AI模块的“IO_IN”端子，设定L_TYPE类型为“Indirect”间接型。

进料流量控制回路FIC101模块的内部结构如图5.29所示，采用PID功能块构建。进料量信号FT101通过AI功能块采集送入PID的IN端，与设定值比较获取偏差，经PID运算后，控制

信号经OUT端送至AO功能块输出到控制阀FV101进行调节。其中：AI功能块的IO_IN端子连接来自现场的变量FT101，如图5.28所

示；AO功能块的IO_OUT端子将控制信号送至阀门FV101，连接如图

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图5.27FIC101模块内部功能块结构

图5.31 PID控制模块输入点的链接

图5.28PID控制模块输出点的链接

③PID模块的CONTROL_OPTS参数设置

PID模块的CONTROL_OPTS参数设置中，Direct Acting未勾选，表示PID为反作用模式；SP-PV Track in Man勾选，表示在手动模式下，设定值跟踪过程值，以保证在手动-自动模式切换时为无扰动切换,如图5.29所示。

1. 总貌画面（Overview picture）—在画面层次里，总貌画面位于最顶层，里面包括了一些链接，用于访问层次里的其他画面。

2. 主画面（Main pictures）—主画面是典型的过程图，用于查找过程或设备。工程师从名为“Main”的画面模板文件创建主画面，主画面模板里有一些预定义好的性质，如左上角的一个小工具栏(有五个按钮)，还包含一些DeltaV 环境里需要的画面命令。

3. 面板（Faceplate）—面板是一个弹出画面，面板的外观取决于模块、功能块或所连接设备的类型，。 例如:用于PID控制回路的典型面板，如图5.48所示，上面显示了回路的设定值、过程变量、控制器输出、模式以及报警。通过适当的安全清除之后，操作员可以使用面板控制手动操作变量。DeltaV 系统为所有控制模块类型提供了一组标准面板，设计工程师也可以创建自定义面板。下图所示的是PID控制回路，面板上有一个条形图：右侧的那个图显示的是过程变量，左边的那个图显示的是输出。箭头指示过程变量和输出的范围。

图5.44 仪表面板

4. 细目显示（Detail Display）—细目显示是另一种弹出画面，用于显示比面板上更多的模块详细信息(参数限制、整定常数、报警信息及诊断报告)。通过安全检查之后，操作员就可以使用细目显示手动操作一些值。一般来说，细目显示画面用于执行一些不常用的功能。下图5.49所示是一个PID控制回路细目显示的案例。

图5.45细目显示

5.整定趋势图（Tuning Trend）—整定趋势图也是一种弹出画面，用于显示用于整定控制回路的主操作参数(过程变量、设定值以及输出)的一半趋势图。趋势图里不能保存任何数据，它从画面打开时开始到画面关闭时结束。下图5.50是一个PID控制回路趋势图的案例。

图5.46整定趋势图

任务5.6均酐装置控制系统调试与故障诊断

一、系统诊断软件的操作

DeltaV 系统提供了覆盖整个系统及现场设备的诊断（Diagnostic）。用户不需要记住用哪个诊断包诊断系统及如何操作诊断软件包。不论是尽快地检查控制网络通讯、验证控制器冗余，还是检查智能现场设备的状态信息，DeltaV系统的诊断功能都是一种快速简便获取信息的工具。

1.启动PLUS站的诊断功能

诊断应用程序（Diagnostic），可以提供关于系统设备状态和完整性的信息。当系统设备指派到控制网络上并下载到工作站后，请启动DeltaV软件并用DeltaV浏览器、工作站诊断功能以及DeltaV诊断校验并检测硬件安装有无故障。

点击start | DeltaV | operator | Diagnostic登陆诊断程序，或者启动DeltaV浏览器再点击浏览器快捷工具栏的诊断按钮

则可打开诊断程序视窗如图8.5.1所示。

诊断信息 故障发生的时间、位置等信息 节点的层次、子系统

图5.47诊断应用程序视窗

2.DeltaV诊断应用程序功能

⑴显示DeltaV控制网络中的每个节点和子系统的全面状态和详细的整体信息。

⑵查看节点的检测参数和子系统。

⑶显示控制器和工作站的通信信息和I/O卡件及设备上的详细数据。

⑷登陆与所选择的条目相关的过程历史查看程序，显示该条目的过程事件。

⑸从控制网络上的工作站检测远程网络上的大部分问题，并从远程工作站上检测远程工作站上的所有问题。

DeltaV诊断应用程序具有和DeltaV浏览器一样的外观和感觉图2.5.1所示。左侧窗格中显示了控制网络中节点的层次和子系统。一般地，工作站有通信、分配的模块、报警和事件、连续历史等条目，而控制器有通信、I/O和分配的模块子系统。

二、系统诊断案例

点击节点或者子系统旁边的加号展开内容，即可浏览其中的内容。选择节点或者子系统，并查看右侧窗格中所选择的检测信息，即可查看节点或者子系统的诊断信息。查看不同的视图：列表、详情、比较和详细，即可更改显示检测信息的方式。

案例1：PLUS站基本诊断信息

图5.48 PLUS站基本诊断信息

案例2：工作站主通信子系统诊断信息

图5.49 工作站主通信子系统诊断信息

案例3：控制站I/O卡件诊断信息

存在不完整性问题

图5.50 控制站I/O卡件诊断信息

三、系统诊断故障标志

在分析诊断信息时，我们可以参考系统提供的四个故障标志（指示器）来显示节点和子系统的状态。这些指示器出现在层次和指定的节点或者子系统的顶层。

图5.51系统诊断故障标志

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zr45.html