目錄
工廠管理控制體系的結(jié)構(gòu)和功能描述：
1.工廠管理控制體系的結(jié)構(gòu)和功能
1) 過(guò)程控制
2) 設(shè)備管理
3) 管理執(zhí)行
2.PlantWeb工廠管控網(wǎng)的工作方式和設(shè)計(jì)功能
3.江橋垃圾焚燒廠的工廠管控網(wǎng)的組成及系統(tǒng)描述
系統(tǒng)組成：
系統(tǒng)描述：
4.DCS集散控制系統(tǒng)（DeltaV）結(jié)構(gòu)組成及系統(tǒng)描述
1）系統(tǒng)配置及描述
2）DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
3）DCS控制功能
4）硬件配置及描述：
5）軟件配置及描述
6）數(shù)據(jù)通訊：
5．DCS軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
6．控制原理與檢測(cè)控制設(shè)備：
7．動(dòng)力系統(tǒng)：
1）系統(tǒng)供電
2）系統(tǒng)接地
3）動(dòng)力和控制元件：
附圖：


前言：此設(shè)計(jì)方案作為上海江橋垃圾焚燒發(fā)電廠的二期工程（500噸/日）DCS系統(tǒng)設(shè)備招標(biāo)及軟硬件的設(shè)計(jì)依據(jù)和指導(dǎo)方針，并在其中對(duì)全廠的管理控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，DCS系統(tǒng)的軟硬件配置和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了框架式的論述，并對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)機(jī)及其單體設(shè)備的控制方式和控制要求進(jìn)行概括和說(shuō)明，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商應(yīng)以此為參考結(jié)合相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行具體軟硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。


工廠管理控制體系的結(jié)構(gòu)和功能描述：
基于一期工程的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)我們?nèi)耘f選用Fisher-Rosemount公司基于DeltaV的PlantWeb-工廠管控網(wǎng)。它將過(guò)程控制（DCS）與設(shè)備管理（AMS）相結(jié)合,基于HART協(xié)議和F.F現(xiàn)場(chǎng)總線的具有高度集成的總線功能（包括AS-I,Profibus DP,DeviceNet），通過(guò)智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，智能網(wǎng)絡(luò)通訊和智能過(guò)程控制系統(tǒng)，組成了智能化工廠的工廠管控網(wǎng)。DeltaV OPC服務(wù)器（過(guò)程控制中的對(duì)象鏈接和嵌入式技術(shù)）功能可以幫助企業(yè)進(jìn)行設(shè)備及備件訂貨，生產(chǎn)任務(wù)安排，任務(wù)完成情況統(tǒng)計(jì)，庫(kù)存管理，維修管理，設(shè)備優(yōu)化等管理服務(wù)職能，從而實(shí)現(xiàn)了將先進(jìn)的過(guò)程自動(dòng)化控制和設(shè)備管理相結(jié)合的技術(shù)方案：
1.工廠管理控制體系的結(jié)構(gòu)和功能
1)過(guò)程控制
　　PlantWeb工廠管控網(wǎng)基于現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)提供了緊密、有效的控制以達(dá)到更佳的過(guò)程性能，通過(guò)與地點(diǎn)無(wú)關(guān)的控制，增加了新層次的靈活性、規(guī)模可變性和可承受性。
　　基于現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)，其設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)（DEVICENET）采用FF現(xiàn)場(chǎng)總線，能夠?qū)崿F(xiàn)與地點(diǎn)無(wú)關(guān)的控制。像PID等功能塊可運(yùn)行在任何有意義的地點(diǎn)，無(wú)論是在控制系統(tǒng)、變送器、閥門(mén)或其他設(shè)備中。
由于艾默生過(guò)程管理的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備采用一組通用的功能塊，無(wú)論控制功能是在何處完成的，控制策略的執(zhí)行都將保持不變。結(jié)果是設(shè)備擁有異常的靈活性以及規(guī)模可變的能力。這樣以二期工程的實(shí)際需要和費(fèi)用情況，可以，方便地增加更多的回路或功能－實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容。
　　2)設(shè)備管理
　　利用現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和系統(tǒng)的功能，設(shè)備管理，有助于降低費(fèi)用和提高生產(chǎn)率。
　　過(guò)程控制包括對(duì)過(guò)程內(nèi)容的監(jiān)控、測(cè)量和管理，而設(shè)備管理也包括對(duì)過(guò)程中運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行同樣的工作。如閥門(mén)、變送器、分析儀和其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以及轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備如泵和電動(dòng)機(jī)等。
　　3)管理執(zhí)行
　　PlantWeb工廠管控網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了過(guò)程控制和業(yè)務(wù)管理信息之間的無(wú)縫集成，覆蓋范圍從設(shè)備級(jí)到用于過(guò)程優(yōu)化的工廠和業(yè)務(wù)系統(tǒng)、維護(hù)管理、資源規(guī)劃和其他企業(yè)管理功能。
　　OPC提供了溝通工廠底層和業(yè)務(wù)管理之間的有價(jià)值的橋梁，并且，隨著互聯(lián)網(wǎng)和易于使用的瀏覽器功能的完善，在企業(yè)任何地方的管理者都能很容易的獲得所需信息，從而更好地管理過(guò)程、工廠和業(yè)務(wù)。
　　管理執(zhí)行的最大好處之一是將使垃圾焚燒生產(chǎn)線的排放更容易達(dá)到法規(guī)的要求，利用管理執(zhí)行上的功能——例如批處理跟蹤和執(zhí)行，以及于滿足法規(guī)的文檔保存來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些都包含在PlantWeb工廠管控網(wǎng)結(jié)構(gòu)之中。

2.PlantWeb工廠管控網(wǎng)的工作方式和設(shè)計(jì)功能如下：
　　1)智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備收集信息；
　　2)DaltaV自動(dòng)化系統(tǒng)為過(guò)程提供方便的控制、管理和信息；
　　3)AMS軟件處理信息以增加設(shè)備管理功能。
　　4)PlantWeb工廠管控網(wǎng)不同于傳統(tǒng)的過(guò)程自動(dòng)化方案，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在下述幾方面：
　　a.在工程上，PlantWeb工廠管控網(wǎng)的目標(biāo)是高效地收集和管理來(lái)自智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息資源；
　　b.在設(shè)計(jì)上，它是以FF現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的；
　　c.它是網(wǎng)絡(luò)化的，而不是集中的；
　　d.它的結(jié)構(gòu)的每個(gè)層次都采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)；
　　e.它提供管理執(zhí)行和設(shè)備管理，而不僅僅是過(guò)程控制。

2． 江橋垃圾焚燒廠的工廠管控網(wǎng)的組成及系統(tǒng)描述
系統(tǒng)組成：
工廠管控網(wǎng)的組態(tài)配置按照管控網(wǎng)絡(luò)圖配置，其中二期工程中需要進(jìn)行3#線的煙氣凈化系統(tǒng)和鍋爐保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，各DCS控制單元如下，他們構(gòu)成工廠管控網(wǎng)的第一層：
1）10＃焚燒線的焚燒爐－鍋爐控制系統(tǒng)。
2）20＃焚燒線的焚燒爐－鍋爐控制系統(tǒng)。
3）30＃焚燒線的焚燒爐－鍋爐控制系統(tǒng)（二期新建）。
4）10＃焚燒線的煙氣凈化控制系統(tǒng)。
5）20＃焚燒線的煙氣凈化控制系統(tǒng)。
6）30＃焚燒線的煙氣凈化控制系統(tǒng)（二期新建）。
7）煙氣凈化系統(tǒng)的公用輔助設(shè)備控制系統(tǒng)
8）焚燒爐－鍋爐系統(tǒng)的公用輔助設(shè)備控制系統(tǒng)

公用輔助設(shè)備控制系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容：
a.供水供氣系統(tǒng)
b.反應(yīng)生成物（如灰渣，廢水）的收集系統(tǒng)
c.電氣裝置系統(tǒng)，包括：35KV供變電系統(tǒng)
10KV供變電系統(tǒng)
400V低壓供配電系統(tǒng)
d.其他輔助系統(tǒng)
如：氣輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
蒸汽，飼水，冷凝，旁路等系統(tǒng)
垃圾破碎起重系統(tǒng)
各主控單元與其控制的子系統(tǒng)以及輔助公用系統(tǒng)以某種通訊協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互連接構(gòu)成工廠管控網(wǎng)的第二層：
系統(tǒng)描述：
1）每一個(gè)主控單元均通過(guò)F.F現(xiàn)場(chǎng)總線與其子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)相連，交換信息，并通過(guò)F.F總線送入管理信息系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督管理。
2）所有的控制管理設(shè)備均采用冗余的電源，硬件及網(wǎng)絡(luò)配置。
3）其中煙氣凈化系統(tǒng)是用來(lái)中和酸性污染物（HCI,HF,SO2）和收集灰塵，避免有害氣體排入大氣中。是全自動(dòng)的控制系統(tǒng)，當(dāng)酸性污染物在進(jìn)入反應(yīng)塔前超過(guò)某一定值，開(kāi)始中和程序。
4）煙氣凈化系統(tǒng)在中控室新增的操作站通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)并入一起原有的工廠管控網(wǎng)，與一期原有系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，從而完成其管理控制功能。

4.DCS集散控制系統(tǒng)（DeltaV）結(jié)構(gòu)組成及系統(tǒng)描述
1）系統(tǒng)配置及描述
江橋二期工程DCS集散控制系統(tǒng)按照業(yè)主要求采用與一期相同的控制操作系統(tǒng)美國(guó)Fisher-Rosemount公司的DeltaV數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件和硬件。
整個(gè)工藝系統(tǒng)包括焚燒爐爐排系統(tǒng)，鍋爐保護(hù)系統(tǒng)，振打系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)，輔助公用系統(tǒng)，MCC供配電系統(tǒng)等子系統(tǒng)。其中煙氣凈化子系統(tǒng)用一個(gè)DeltaV站進(jìn)行控制，這個(gè)站通過(guò)通訊適配器掛在快速工業(yè)以太網(wǎng)上與其他站及上位機(jī)通訊。同時(shí)還在中央控制室設(shè)有一套工控機(jī)通過(guò)網(wǎng)卡掛在同一個(gè)以太網(wǎng)上，作為人機(jī)界面完成垃圾焚燒中煙氣凈化系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的監(jiān)視和控制，通過(guò)F.F現(xiàn)場(chǎng)總線與其子系統(tǒng)的PLC，VVVF,智能儀表等相連。

2）DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：
1）能夠完成整個(gè)生產(chǎn)線的工藝流程的控制功能和過(guò)程監(jiān)測(cè)
2）采用雙冗余以太網(wǎng)絡(luò)和F.F總線系統(tǒng)，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
3）具有焚燒爐，鍋爐，汽輪機(jī)發(fā)電，煙氣處理等系統(tǒng)和及系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備間以及單體設(shè)備的保護(hù)和安全連鎖。
4）具有事故記憶和系統(tǒng)仿真功能
5）具有中英文操作顯示系統(tǒng)界面和報(bào)表打印系統(tǒng)
6）采用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)由操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作（如手動(dòng)，半自動(dòng)，全自動(dòng)等操作方式）
3）DCS控制功能包括：
a. 信號(hào)采集，調(diào)節(jié)，處理，輸出和指示
b. 閉環(huán)回路控制
c. 開(kāi)環(huán)回路控制
d. 警報(bào)處置及預(yù)警
e. 事件發(fā)生順序記錄
f. 自動(dòng)/手動(dòng)/半自動(dòng)操作及切換
g. 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算記錄
h. 歷史趨勢(shì)圖和即時(shí)趨勢(shì)圖
i. 工藝流程圖形顯示
j. 管理報(bào)表生成
k. 系統(tǒng)故障的診斷和監(jiān)視
l. 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，以及歷史數(shù)據(jù)分析
m. 系統(tǒng)間和設(shè)備間的軟件保護(hù)聯(lián)鎖
4）硬件配置及描述：
　　煙氣回收自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件包括：
1）主站控制柜一臺(tái)，內(nèi)置1個(gè)DeltaV主站包括：
2個(gè)電源模塊、
2個(gè)CPU模塊
存儲(chǔ)器電池（一用一備）
2個(gè)通訊接口模塊（雙網(wǎng)配置）--串行接口（2口）RS232/RS485,MODUS主從可編程
10個(gè)模擬量輸入模塊（8點(diǎn)）--4－20Ma,1～5VDC 帶HART
1個(gè)模擬量輸出模塊（8點(diǎn)）--4－20Ma,1～5VDC帶HART
8個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入模塊（32點(diǎn)）--24VDC隔離的干接點(diǎn)
2個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出模塊（32點(diǎn)）--24VDC隔離的干接點(diǎn)
注：以上配置均為1：1冗余配置;
另配有24V穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源兩臺(tái)，主電源開(kāi)關(guān)一只，及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電源開(kāi)關(guān)（24VDC，220VAC）,盤(pán)內(nèi)設(shè)備電源（如風(fēng)扇，照明），以及備用電源開(kāi)關(guān)，具體數(shù)量待定。
2）接線控制柜一臺(tái)
包括：開(kāi)關(guān)量信號(hào)分配器
模擬量信號(hào)分配器
開(kāi)關(guān)量信號(hào)隔離器（輸入，輸出）
輸入輸出信號(hào)接線端子
動(dòng)力電源，控制電源接線端子
電源母排，接地母排
注：數(shù)量以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際輸入輸出點(diǎn)數(shù)量由設(shè)備承包商確定。

3）中央控制室增設(shè)以下設(shè)備：
1套Dell工業(yè)微機(jī);（包括顯示器，鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，工作站主機(jī)，外置揚(yáng)聲器）
2個(gè)高速以太網(wǎng)卡（10BaseT）—基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線2口
兩臺(tái)集線器（主，副）
彩色打印機(jī)一臺(tái)
操作臺(tái)一個(gè)
4）系統(tǒng)配置說(shuō)明：
現(xiàn)場(chǎng)控制站具有32位微處理器和備用微處理器，包括了所有需要的工藝流程控制功能，即使沒(méi)有操作人員參與或者通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，也能維持工藝過(guò)程的控制功能。
5）軟件配置及描述
a. 軟件配置說(shuō)明：
操作系統(tǒng)選用美國(guó)Microsoft微軟公司W(wǎng)indows NT中文版操作系統(tǒng)作為工作平臺(tái)，工作站選用DeltaV工程開(kāi)發(fā)軟件包，它的數(shù)據(jù)庫(kù)、畫(huà)圖、顯示、歷史趨勢(shì)、報(bào)警等功能緊密結(jié)合，不但可以模擬出現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工藝流程，還能將