仿真机上机操作指南(最终)

石灰石-石膏湿法烟气脱硫

仿真系统

上

机

操

作

指

南

中电投远达环保工程有限公司

二00八年五月

一、仿真系统简介

本仿真系统是由我公司与上海新华控制工程有限公司联合开发，实现对石灰石-石膏湿法脱硫运行/维护人员进行仿真模拟培训。本仿真系统以重庆白鹤电厂烟气脱硫工程2×300MW 机组烟气脱硫系统为对象，对整个石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置的运行过程进行全范围仿真。主要包括的仿真子系统有：烟气系统、烟气换热系统、SO2吸收系统、石灰石接收及输送系统、湿式球磨机系统、石灰石浆液系统、石膏脱水系统、公用系统、废水系统、电气配电系统等。仿真机系统以简洁明晰的方式，将仿真机上指定过程中的所有仿真数据全部记录下来，这种过程数据记录表现为磁盘文件的形式，在给予授权的条件下可以方便地进行修改。这些过程数据记录文件可以完整或者部分地，快速、原速或者慢速地送上仿真机数据网络，形成回放的功能，通过回放可以在仿真机上追忆各种仿真操作的效果和重要参数的变化趋势，给予评判。

仿真系统基于新华控制工程有限公司分散控制系统XDPS系统平台，该软件系统是一个融计算机、网络、数据库、信息技术和自动控制技术为一体的工业信息技术系列产品。XDPS是英语XINHUA Distributed Processing System 的缩写。Netwin是XDPS系统控制执行软件的总控软件，在启动其他任何执行程序进行组态之前，必须首先启动Netwin，启动了Netwin，即启动了实时数据库和实时网驱动程序，为运行其他软件作好准备。

二、上机培训目的

通过仿真系统的上机操作培训，了解并掌握DCS控制系统的操作要点,从而提高用户对脱硫装置各工艺系统和设备的操作过程的了解，掌握脱硫参数的调整、查询方法。通过仿真机模拟操作使用户掌握石灰石-石膏湿法脱硫系统实际操控方式，提高认识脱硫装置运行正常与否的检查、判断能力。

三、 DCS系统简介

DCS系统也叫集散型控制系统，自1975年问世以来经历了三十余年的时间。1．DCS系统的概念

DCS集散型控制系统，又称分布式控制系统（ Distributed Control System)。它是基于计算机技术（Conputer)、控制技术(Control)、通讯技术(Communication)和图形显示技术(CRT)等4C技术，通过某种通信网络将分布在工业现场(附近)的现场控制站、检测站和操作站等操作控制中心的操作管理站、控制管理站及工程师站等连接起来,共同完成分散控制和集中操作、管理的综合控制系统。

2. DCS 系统的发展历程

DCS系统的发展大致是这样的:最早期的DCS系统采用以微处理器为基础的过程控制单元(PROCESS CONTROL UNIT),实现了分散控制。这些技术特点在现代的DCS 系统中仍存在。另外,还采用带屏幕显示器的操作站与过程控制单元分离,实现集中监视、集中操作、系统信息综合管理与现场控制分离。在通讯方面采用冗余通信系统,用同轴电缆作传输介质,将过程单元的信息送到操作站和上位计算机,实现了分散控制和集中管理。

DCS发展到第二阶段,其特点是向标准化的系统发展。现在国外已有OCS系统(Open Control System),它的特点是允许多个不同厂家、不同品牌的产品共存于一个控制系统中,可以说它是DCS系统的一个发展趋势。另外,操作站采用32位微处理器,处理信息量扩大,加工信息的质量提高,采用触屏、轨迹球、鼠标器,运用窗口技术及智能显示器,更加方便了操作指导，且控制算法软件也越来越丰富和完善。

受信息技术（网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软件技术、数据库技术等）发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加，各DCS厂商（以Honeywell、Emerson、Foxboro、横河、ABB为代表）纷纷提升DCS系统的技术水平，并不断地丰富其内容。可以说，以Honeywell 公司最新推出的Experion PKS（过程知识系统）、Emerson 公司的PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro公司的A2、横河公司的R3（PRM-工厂资源管理系统）和ABB公司的 Industrial IT 系统为标志的新一代DCS 已经形成。

如果我们把当年Foxboro公司的I/A Series看作第三代DCS 系统里程碑的话，那么以上几家的最新DCS可以划为第四代。第四代DCS 的最主要标志是两个“I”开头的单词：Information (信息)和Integration（集成）。

第四代DCS的体系结构主要分为四层结构：现场仪表层、控制装置单元层、工厂（车间）层和企业管理层。一般DCS厂商主要提供除企业管理层之外的三层功能，而企业管理层则通过提供开放的数据库接口，连接第三方的管理软件平台（ERP、CRM、SCM等）。所以说，当今DCS主要提供工厂（车间）级的所有控制和管理功能，并集成全企业的信息管理功能。

3. DCS系统的基本结构与组成

(1)现场控制站

是完成对现场I/O处理并实现直接数字控制(DDC)的网络节点。它的功能可能有:

.现场数据的周期性采集；

.采集数据的处理,包括滤波、转换、放大；

.现场数据和现场设备状态的检查和报警处理；

.控制算法(连续调节和顺序逻辑控制)的运算；

.控制输出执行；

.与上位机或其他站进行数据交换,接收上位机的控制给定,向上传递各种采集、控制和状态信息。

(2)操作员站

操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面功能的网络节点。它的主要功能有:

.现场运行的自动监视、状态报告和控制操作等；

.历史数据处理；

.优化控制功能,利用数学模型和条件,计算最佳运行条件；

.自适应控制功能；

(3)工程师站

工程师站是对系统进行离线的配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络节点。其主要功能是提供对DCS进行组态、配置工作的工具软件,并在DCS在线运行实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置以及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。

4. DCS的基础硬件

DCS系统主要有三种节点组成,这三种节点对局域网而言没有什么本质的区别,但由于每种节点的功能不同,它们在硬件配置上有很大差异。这三种节点的基础硬件组成如下:

.现场I/O站,由各种I/O模板、信号调理板、电源组成；

.操作员站有工业微机(IPC)或工作站、工业键盘、轨迹球或鼠标、大屏幕CRT、操作控制台、打印机等硬件组成；

.工程师站有通用微机或工作站、标准键盘、轨迹球或鼠标、显示器等硬件组成。

5. DCS的基础软件

DCS的基础软件包括两大部分:第一部分是在线运行部分的软件,称为运行系软件:第二部分为生产运行系软件而离线运行的那部分软件,称为开发系软件。

运行系软件是建立在实时的操作系统之上的一套应用软件,实时操作系统是专门用于实时控制的操作系统,它具有以下基本特点:

.多任务并行处理；

.按优先级抢占处理机的任务调度方式；

.事件驱动；

.多级中断响应及处理；

.任务之间同步和信息交换；

.资源共享的互锁机制；

.设备与自动服务；

.文件管理与服务；

.网络通信服务。

四、仿真机操作指南（以新华仿真机为例）

(一)控制软件调用

（a）自动启动Netwin

在配置系统时，操作员站通常被配置成自动启动Netwin，当操作员站上电，系统启动时，将会自动启动Netwin。

（b）手动启动Netwin

从Windows XP操作系统的系统菜单选择“开始→程序（P）→Xdps6.0→Netwin”，运行XDPS系统总控软件Netwin。如图4-1所示。

图4-1 Netwin运行界面

（c）Netwin的界面

启动Netwin后，其界面如图4-2所示。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)(6)

(7)(9)

(8)

(12)

图4-2Netwin 运行界面

Netwin 程序界面具有如下的功能和操作：

(1)标题栏：标识软件的版本(2.0/6.0)

(2)网络状态：按钮“网络A ”“网络B”矩形背景区为绿色时表示对应网络通

讯正常，红色时表示对应网络通讯不正常。单击按钮“网络A ”，将显示A 网的相关信息，如图4-3所示。

图4-3 网络信息

(3)软件注册：在运行Netwin 软件之前，必须进行注册。

(4)项目数据路径：设置并显示项目数据路径。项目数据路径用于存放项目的

组态数据。

(5)显示MMI节点号和MMI级别：Netwin显示本节点的节点号和MMI级别，

并显示当前实时网上具有最高级别的MMI节点的节点号和级别。具有最高级别的MMI节点有权校对网上时钟和管理网上节点上下网到全局开关点的转换的网络管理权。网络管理权包括设备点和实时时钟。

(6)当前主MMI节点：“当前主MMI节点”显示当前XDPS实时网络上具有最

高优先级的MMI站节点号及级别。MMI级别以数字表示，数字越小，级别越高。具有最高级别的MMI节点具有校对网络上所有节点的时钟及监视网络节点上下网报警的功能。

(7)当前用户：用于登录XDPS系统、显示当前用户信息或修改当前用户的

登录密码。具有ENG级别的用户才能退出Netwin。

(8)运行：运行其他XDPS应用软件，如DPU组态软件、MMI制图软件等。

一般级别用户可运行如自检、数据一览等软件，具有ENG或以上级别的用户才能执行DPU组态、图形生成等组态软件。

(9)软键盘:调出XDPS软键盘,XDPS系统的操作员站是基于鼠标操作的,系统

提供了一个CRT模拟键盘，供用户用鼠标输入字符。

(11)状态栏：显示通讯状态。

(12)任务切换：用于MMI站上多个应用程序之间的切换。

(二)图形窗口

通常在操作员站上，启动Netwin时，自动启动图形显示程序，将弹出图形显示的主画面，如图4-4所示。

图4-4 主画面

当用鼠标左击主菜单上某一操作区时，可弹出相应的窗口图，窗口图不能缩 放。对象操作窗口的操作非常简单，在当前打开的用户画面上，将鼠标指向要操作的对象，这时按动鼠标的左键就可以调出该操作对象的操作窗口图。

（三）点参数

在系统流程画面中，用鼠标指向需要查看的参数点，点击右键，选择“单点”，即可弹出该测点的中文描述、测点名及测点品质好坏、传感器上下限值等信息，如图4-5所示。

子菜单画面之间的切换按钮 按下此按钮可切至电气系统画面菜单

当前报警一览

图4-5 点参数画面

（四）典型窗口图

1、开关量控制典型窗口图（用于电动阀开关动作及电动设备等的启停操作）

各被控对象的单操在流程图上实现。在流程图上用鼠标单击要操作的设备时，将鼠标指向要操作的对象，这时，鼠标会由箭头形状变成手指状，按动鼠标的左键就可以调出该操作对象的操作窗口图。操作人员可依照窗口图中的提示，通过操作员窗口图中的按键进行操作。窗口图内容包括（如图4-6所示）：

。

图4-6 开关量控制窗口图

（1）将鼠标移至铭牌区域后，会出现一个手的样式，点击该区域，将弹出帮助画面（依现场设备情况而定）。当存在设备不在远方（显示粉色L ），操作电源消失（显示黄色P ），软手操在检修位（显示红色F ）或手操器禁止操作（取决于控制组态中的DEVICE 模块是否使能），铭牌上将出现禁操指示，并且出现状态指示,如果均无以上情况出现，只出现禁操指示，则表示操作人员人工设置的设备正处于检修状态。

（2）当设备开/关（启/停）反馈同时存在时，则“故障”红色闪烁；未发出指令而反馈发生变化时，则“跳闸”红色闪烁；当发出指令后，在规定时间内无相 手操器铭牌:

该区域说明手操器操作的对象 故障显示及确认:

该区域显示设备的故障 操作许可及联锁指令指示: 该区域用于显示设备的操作允许状态及是否存在联锁指令 操作按钮及反馈指示:该区域进

行设备开/关（启/停）操作及状

态显示

应的反馈信号，则“失败”红色闪烁。当发生故障报警时，可按下“确认”按钮确认故障，消除报警（“故障”除外，必须反馈正常后才可确认）。

（3）设备全开/已启为红色，打开过程用红色闪光；设备全关/已关为绿色，关闭过程用绿色闪光；故障状态则为黄色。

2、模拟量控制典型窗口图（用于可调阀门动作及单回路控制调节）

可调电动阀阀门开度小于5%时显示绿色, 阀门开度大于5%时显示红色，具体开度可看设备旁边的开度值显示。

有手操器的可调阀门，旁边显示A或者M，代表此阀门处于自动或是手动状态，A为红色，M为绿色，如图4-7所示。

图4-7 模拟量控制窗口图

（1）手操器铭牌

（2）变量显示区域

该区域显示过程量（PV）、设定值（SP）或偏置（BIAS）的棒状图及数值。（3）设定值（偏置值）设置

该区域进行设定值或偏置值的调整。有两种调整方法：增减按钮和置数。（4）方式选择

该区域用于设定并显示手操器的工作方式。

手操器有三种工作方式：手动（M）、自动（A）或就地(L）。

按钮底色为灰色表示未运行在该方式。当存在强制切手动条件时，投自动按钮上的字“A”呈灰色，表示该方式无效。

（5）输出控制

该区域用于手操器输出调节。

输出调整有两种方法：增减按钮和置数。

（6）指令、反馈显示

该区域用于显示手操器的输出及执行器的反馈。

（五）实时及历史趋势调用

实时趋势：显示有关趋势点的实时数据。

历史趋势：显示有关趋势点的历史数据。

1、趋势窗口

自弹出菜单以下，分别是工具栏、趋势窗口、趋势点数值显示及状态栏，如图4-8所示。

图4-8 趋势窗口图

趋势窗口以图形方式显示趋势点的数据变化，并且采用不同的颜色区别不同的趋势点曲线。趋势窗口中可以显示网格，帮助操作员更好地标定趋势曲线。趋势窗口下部显示时间标尺。在历史趋势或趋势转换工作方式下，时间标尺中还包括时间游标，使用鼠标移动游标可以显示游标所在时刻的趋势点历史数据。趋势

窗口的右部标注了窗口中各个趋势点数值显示的上下限。按照趋势点序号由小到大的顺序，由外向内排列趋势点的上下限说明。并且采用不同的颜色区别不同趋势点（如图4-9所示）。

?双击鼠标左键，弹出对话框“编辑组定义”，可以修改趋势窗口的显示方式。

?单击鼠标左键或移动鼠标，可以读取历史趋势曲线上某一点的数值。

最高

限

测点趋势

曲线

最低

限测点名测点描述测点值测点单位

图4-9 实时趋势窗口图

2、主要操作

将鼠标放在系统流程画面中的空白处，点击鼠标右键，选择“趋势图”，如

图4-10所示。

图4-10

选择“趋势图1”、“趋势图2”、“趋势图3”及“趋势图4”中的任

意一项，如图4-10所示。

趋势组的序号和描述。如图4-11所示。

图4-11

若要新建趋势组，则在趋势组编辑中定义组号后并点击“增加”，就可新建一个趋势组。若需要打开已经建好的趋势组，则应选择首先趋势测点组。

如果用户选择“实时趋势”方式，Trend 直接进入测点趋势的实时显示。 如果用户选择“历史趋势”后，还需确定时间参数，如图4-13所示。 选取弹出菜单“趋势组”中的菜单项“打开…”也能达到同样的效果，如图4-12所示。“增加”“复制”“删除”按钮用来管理趋势组。

图4-12 打开趋势组窗口

图4-13 设置时间参数

按下工具栏中按钮或选取菜单栏中“趋势组”下的菜单项“保存”，对趋势组和趋势点的定义所做的修改存盘。

3、趋势组定义

单击工具栏中快捷按钮，弹出“编辑组定义”窗口，可以修改趋势窗口的显示方式，如图4-14。

如果需要修改趋势图形窗口的网格线和背景色，在图4-15窗口中“网格线色”和“背景色”后的色块中，单击鼠标左键，将弹出调色板，从中选择所需的

颜色即可。

图4-15 趋势组定义

4、显示网格

单击工具栏中快捷按钮，切换趋势窗口背景中网格显示状态。

单击菜单栏中“视图”选取菜单项“显示网格”，也可以切换趋势窗口背景中网格显示状态。

5、趋势点定义

单击工具栏中快捷按钮或选择菜单栏“编辑”下的菜单项“趋势点定义...”，将弹出编辑趋势点（如图4-16所示），选择目标趋势点，然后进行编辑或删除操作。

选中目标趋势点，单击“编辑”按钮或双击选中目标，将弹出“编辑趋势点定义”窗口，如图4-17所示。

图4-16 编辑趋势点

图4-17 编辑趋势点定义

选取弹出菜单“编辑”中的菜单项“趋势点定义”也能达到同样的效果。

在趋势点数值框中，单击鼠标右键，也能达到同样的效果。

6、实时趋势操作

单击工具栏中快捷按钮，可以切换Trend的定时器，即允许或禁止Trend 定周期地扫描全局数据库。当“定时器”按钮按下时，Trend定周期地扫描数据库，并且刷新图形趋势视图和文本趋势视图。反之，“定时器”按钮弹起，Trend 停止扫描数据库，只是静态地显示过去读取的测点。

选取弹出菜单“操作”中的菜单项“定时器切换”也能达到同样的效果。

五、典型的DCS系统操作画面

1、DCS系统控制画面（以ABB控制系统为例）

图5-1 脱硫烟气系统图

（1）DCS操作画面上的设备状态（以图5-1为例）：

A、风机、泵设备：

运行状态：红色

停止状态：绿色