DCS销售经理常用技术常识.pptx

Click to edit Master title style,#,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,主控制器中的各种存储器的区别,Flash,（固态盘）:写寿命10万次左右，保存组态文件。,SRAM（,带电池）：保存实时数据的空间,DRAM(,内存)：运行程序的空间,主控制器备用式冗余的三种方式,冷备用（,Cold Backup）,温备用（,Warm Backup）,热备用（,Hot Backup）,DCS,的系统容量,机柜容量,电源容量,网络容量,主控容量,计算,DCS,系统容量时，必须同时满足上述限制条件,控制周期,什么是控制周期？,单一控制周期与复合控制周期,最短控制周期由主芯片速度、程序量和通讯量以及应用程序效率决定。,主控制器负荷率（,Load Rate）,负荷率定义,控制周期,控制周期空闲时间,负荷率=,x 100%,主控制器应用设计：工艺过程划分,第1对主控制器,IO,IO,工艺过程1,第2对主控制器,IO,IO,工艺过程2,系统网络,系统网络,系统网络,通过系统网络引用另一对主控制器的,IO,点数据,通过硬接线引用另一对主控制器的,IO,点数据,引用误差,定义：满量程内的最大绝对误差除以满量程。,GB/T 13283-91,工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级,真值,测量值,实际测量分布值,理想测量值分布,满量程点（,Full ScaleF.S.),Emax,引用误差=,F.S.,Emax,x 100%,常见的引用误差等级有0.1%,0.2%,0.5%，分别简称为0.1级，0.2级，0.5级仪表或设备。,AI,的隔离:为何需要隔离,现场设备电气烧毁时不殃及,DCS,设备；,现场设备对,DCS,系统之间存在高压时不损坏,DCS,设备；,限制,DCS,局部故障或损坏的扩散化；,切断现场设备接地点对,DCS,系统接地点间因地电位差形成的地环电流，该地环电流导致,AI,设备输入端存在高共模电压，影响测量精度。,（1）AI,隔离的程度,路间隔离：每个信号通道之间电气隔离，并都控制网络隔离。,模块与模块间隔离：,AI,模块之间隔离，并都控制网络隔离，但同一模块内的各通道之间不隔离。,一列模块与另一列模块隔离：比方说这5个模块与那5个模块之间隔离，且所有模块都与控制网络隔离，但同一列的5个模块之间不隔离。,站与站之间隔离：两个主控制站（一般装在不同的机柜中）之间隔离，但站内设备之间不隔离。,现场输入与,DCS,系统隔离：所有现场设备之间不隔离，但都与控制网络隔离。,AI,的隔离技术,隔离放大器隔离(在信号调理阶段隔离,传统的模拟仪表常用的方法),变压器隔离型放大器,电容隔离型放大器(飞越电容或集成型放大器),线性光耦隔离型放大器,数字光耦隔离(转化为数字量后隔离,数字式智能仪表常用的方法),隔离电压：一般以交流有效值表示，如500,Vrms.,过低的隔离电压将导致高压击穿。,共模和差模干扰信号,Vi,Vic,Vo+Voc,Vi,Vin,Vo+Von,Vic:,直流或50,Hz,交流共模输入,被测信号,被测信号,50,Hz,差模信号,Vo:,被测信号的输出值,Voc:,共模干扰的输出值,Vo:,被测信号的输出值,Von:,差模干扰的输出值,共模干扰,差模干扰,(串模干扰),抑制比的含义,“,一群坏人堵在大门口，有多少会混进去？,”,1000个坏人堵在大门口，有1个人混进去，则抑制比=1000：1，用分贝表示就是20,log1000=60dB（,也就是说有千分之一混进去）；如果1000个坏人中有10人混进去，抑制比=1000：10，用分贝表示就是20,log（1000/10）=40dB（,也就是说有百分之一混进去）。,共模抑制比或差模抑制比的含义与上述比喻类似，只是,“,坏人,”,的定义不一样而已。,AO,设备的技术指标,精度、分辨率、稳定度、温漂（参见,AI）,带负载能力：在确保最大能输出20,mA,的条件下，,AO,的最大电阻负载。对于以24,VDC,为驱动电源的,AO，,其理论最大负载24/0.02=1200欧姆。,一般要求,AO,的带负载能力达到750,（一般的负载电阻为250,）建立时间：,DA,转换从数字指令下发到,AO,输出值达到预计的精度范围的响应时间。,AO,带负载能力的测量,先将,AO,的输出值设置到20,mA,对应的数字量，然后将输出接到可调电阻器上，并串联电流表，不断增加电阻值，当电流开始随电阻的增大逐渐小于20,mA,时，该负载电阻即为,AO,的带负载能力。,DI,的触点型式,机械开关（干接点）,电子开关,电平接点,DI,的查询电压,24,VDC,48VDC,220VAC,220VDC,SOE(Sequence of Event)：,带时标的,DI,SOE：DI with time-stamp，,主要用于事故分析。,SOE,处理的基本原理:主控制器负责分钟以上时间，,SOE,模块负责分钟以下时间60000,ms,对时的基本原理:由同一个时钟源对其操作站、主控制器和,SOE,模块的时间.,GPS,作为标准时钟源。,开关量输出（,DO：Digital Output),继电器输出型,DO,DO：,输出开关的类型,机械继电器（,SPST，SPDT，DPST，DPDT）：Normal Opened，Normal Closed,固态继电器(,Solid State Relay,SSR)，,是,Photo-Darlinton,PhotoMOS,Thyristor,TRIAC,等类型开关的统称。,晶闸管（,Thyrister，,原来称为可控硅,Sillicon Controlled Rectifier,SCR），,适用控制直流负载。,双向可控硅(,TRIAC：Tri-electrode AC switch)，,适用于控制交流负载。,电源冗余：均流冗余,所有电源平均承担负荷,冗余结构相当于“热”冗余,可以构成1:1,N:1,N:M(MN),冗余,体积较小，单个电源成本较高。,如果不是1:1冗余结构，当系统需要双,AC220,V,输入冗余时，需要另外配置双,AC,冗余装置。,电源冗余：非均流冗余,非均流冗余电源，工作时输出电压较高的一个承担了绝大部分（90%以上）的负荷。,当主电源故障时，从电源才升级为主工作。,冗余机理相当于“温”冗余。,只能作到1:1冗余，体积较大。,系统需要双,AC,输入冗余时，分别将两路,AC,电源接主备电源即可。,DCS,电源容量核算,降额设计：70,电源容量限制是,DCS,系统容量核算的重要条件,DCS,电源容量计算方法：,DI，DO，2,线制,AI，420mA AO,需要考虑模块的自身功耗和随信号状态变化的附加功耗。,DI：5mA，,灯,DO：,继电器线圈电流,AI：2,线制变送器供电,AO：,执行器按全部20,mA,计,MTTF,MTBF,MTTR,系统正常,MTTF,系统正常,MTTF,MTTR,MTTR,修复,维修,MTBF,MTBF=MTTF+MTTR,如果,MTTR,MTTF:MTBF,MTTF,time,故障,MTTF:,M,ean,T,ime,t,o,F,ailure,平均无故障时间,MTBF:,M,ean,T,ime,B,etween,F,ailures,平均故障间隔时间,MTTR:,M,ean,T,ime,t,o,R,epair,平均维修时间,IEC529 IP,外壳防护等级,IEC529,采用,IP,编码代表防护等级，在,IP,字母后跟两位数字，第1位表示防固体异物的能力，第2位数字表示防水能力，如,IP55.,第,1,位,含义,第,2,位,含义,0,无防护,0,无防护,1,防,50,mm,，,手指可入。,1,防垂滴,2,防,12,mm,，手指不可入。,2,防斜,15,垂滴,3,防,2.5,mm,，导线不可入。,3,防淋，与垂直线成,60,以内淋水,4,防,1,mm,，不防砂尘。,4,防溅，任何方向可溅水,5,防尘，尘入量不影响工作,5,防喷，任何方向可喷水,6,尘密，无尘进入,6,防浪，强海浪冲击,7,防浸，在规定压力水中,8,防潜，能长期潜水,各种外壳防护等级之间的近似对应,NEMA,UL,CSA,近似的,IEC529/IP,1,1,1,IP23,2,2,2,IP30,3,3,3,IP64,3,R,3,R,3,R,IP32,4,4,4,IP66,4,X,4,X,4,X,IP66,6,6,6,IP67,12,12,12,IP55,13,13,13,IP65,防爆：等级划分,场所分类,I,类：有甲烷等气体的煤矿井下,II,类：各种易燃易爆气体的工业场所,III,类：有易燃易爆粉尘的场所,易爆等级,A,B,C,三级依次变得易引爆，按易爆物类型分。其中,I,类不在分，,II,类分,A,B,C,三级，,III,类分,A,B,两级。,温度分类(,C),I,II,类分为：,T1(450),T2(300),T3(200),T4(135),T5(100),T6(85),III,类分为：,T1-1(270),T1-2(200),T1-3(140),防爆：类型及等级标志,类型,隔爆型“,d,”，,冲油型“,o,”，,正压型“,p,”，,增安型“,e,”，,冲沙型“,q,”，,特殊型“,s,”，,本安型“,i,”，,无火花型“,n,”。,其中增安型是在隔爆型的基础上在有采取无火花设计形成的；本安型又分为,ia,和,ib,两级，前者安全数更大。,举例1：,dIIBT3,，,隔爆型仪表，可用于乙烯环境中，其表面温度不超过200,C,。,举例2:,iaIIAT5,本安,ia,型，可用于乙炔、汽油环境中，温度不超过,100,C,。,工业,控制中常用的,IEC61000-4,系列标准,标准内容,IEC61000-4,标准对应原,IEC801,标准(,GB/T17626,系列）,（,GB/T13926,系列）,抗扰度试验综述,IEC61000-4-1 IEC801-1静电放电抗扰度,IEC61000-4-2 IEC801-2,辐射电磁场抗扰度,IEC61000-4-3 IEC801-3,快速瞬变脉冲群抗扰度,IEC61000-4-4 IEC801-4,浪涌抗扰度,IEC61000-4-5 IEC801-5,射频场传导骚扰抗扰度,IEC61000-4-6,IEC801-6,电压瞬时跌落和中断抗扰度,IEC61000-4-11,IEC61000-4-2,：,静电放电抗扰度试验,试验目的：模拟操作人员或物体在接触或靠近设备时的放电。,试验方法：高压电源+150,pF,储能电容，尖端放电。,试验等级：,接触放电：2,kV(1,级）,4,kV,6kV,8kV.,气隙放电：2,kV(1,级）,4,kV,8kV,15kV.,IEC61000-4-3,：,辐射电磁场抗扰度试验,试验目的：考察设备抗移动电话、对讲机等连续波发射设备干扰的能力。,试验方法：电波室，频率可达150,MHz-5GHz,试验等级（场强）：,1,V/m(1,级):低强度电磁辐射，如1,km,远的电视台,3,V/m:,中等强度的电磁辐射，如,1-2,m,远的手持式,1,W,步话机。,10,V/m:,严重的电磁辐射，如与设备靠近的大功率步话机(5,W,以上）。,IEC61000-4-4,：,快速瞬变脉冲群抗扰度试验,试验目的：考察小电感负载（如继电器）的切换及高压真空开关的切换对设备的干扰。试验方法：在设备电源线和,I/O,线上输入脉冲宽度50,ns,30%，,重复频率为2.5,kHz/5kHz,持续时间,15,ms，,脉冲群周期300,ms,的共模脉冲电压。,试验等级(电源线/,IO,线,未注明的为5,kHz）,0.5,kV/0.25kV(1,级):计算机房,1,kV/0.5kV:,主控室,2,kV/1kV:,变电站,4,kV,2.5kHz/2kV:,采用气体绝缘开关的变电站,IEC61000-4-5,：,浪涌,抗扰度试验,试验目的：考察,us,级电压电流波动对系统的影响,。,100/1300,us,电压或电流浪涌（指上升时间100,us,持续时间1300,us）：,大容量熔断器烧毁的瞬间。,1.2/50,us,电压8/20,us,电流：电网开关动作或雷击,10/700,us,电压：,Modem,等通讯设备的雷击放电,试验方法：电压或电流跌加到电源线或,IO,线,。,试验等级（电压）,浪涌电压500,Vp(1,级):电站控制室,浪涌电压1,kVp:,无强干扰的工厂,浪涌电压2,kVp:,变电站,浪涌电压4,kVp:,民用架空线环境,IEC61000-4-6,：,射频场传导骚扰,抗扰度试验,试验目的：考察设备对射频骚扰的抵抗能力,试验方法：采用电缆耦合传导输入的方式，分为连续波和脉冲波两种型式。可以等效取代辐射骚扰抗扰度试验(,IEC61000-4-3)。,试验等级150,kHz-80MHz,干扰,并用1,kHz,正弦波调幅后通过耦合器加入）,1,V(1,级):低强度电磁辐射，如1,km,远的电视台,3,V:,中等强度的电磁辐射，如,1-2,m,远的,1,W,手持式步话机。,10,V:,严重的电磁辐射，如与设备靠近的大功率步话机(5,W,以上)。,IEC61000-4-11,：,电压瞬间跌落或中断,抗扰度试验,试验目的：考察电源电压瞬间跌落或中断的影响，如误动、数据丢失等。,电压跌落：跌落大于10%以上，持续时间0.5-50个周波,电压中断：电压跌落到0。,试验方法：电压切换装置,。,试验等级,跌落30%,持续0.5-50个周波,跌落60%,持续0.550个周波,电压中断，持续0.5-50个周波,TT,型系统的保护接地,DCS,系统的配电型式基本上都是,TT,系统,DCS,系统,使用220,V AC,380,V AC,DCS,DCS,系统的接地示意图,操作层设备,保护地,接地铜板,控制层设备,屏蔽地,接地铜板,系统,接地铜板,接地桩,屏蔽地,绝缘层,安装架,4,4,1,机柜保护地,本安接地,B,E,两点一般在,DCS,机柜一侧，应等电位。,D,点为变送器外壳接地，必须设法使,D,点电位与,B,E,等电位，才能保证本安！,变送器,外壳,通讯线防雷,通讯线路的雷击模拟测试，现普遍采用的是国际电联,ITU-T K20（,局端使用）和,ITU-T K21（,用户端使用）标准，测试,方法,为10/700,uS;1KV,和10/700,uS;4KV，,正反向各打5次。,外部采用防雷管(,Q1-Q3)，,内部采用,TVS,电源防雷器的接线图（第1，2级）,CISC,和,RISC（,精简指令集计算机）,有标书中说,“,如果是,RISC，,主频应在200,MHz,以上；如果是,RISC，,主频应在30,MHz,以上,”,。,CISC（,复杂指令集计算机），典型如,Intel,系列,CPU。,RISC（,精简指令集计算机）,典型如,IBM PowerPC，ARM。,1974年，,IBM,的,John Cocke,的研究表明，当时的,CPU,芯片中只有20%的指令是程序中经常用到的。如果将这80%的,“,多余,”,的指令删除，,CISC,就形成了,RISC。,RISC：,指令少，晶体管就少，功耗就低，价格就便宜。但不一定表明,RISC,比,CISC,快。,主控制器快慢的唯一实用的标准是负荷率，而不是,MHz.,控制网冗余?,主控,制器,IO,通讯接口,板,IO,通讯接口,板,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,双冗余的控制网,通讯板与,IO,板间,低速的非冗余,内部总线，并且，,背板线,一般不会损坏。,IO,机笼,传统的,DCS,结构，存在数据通讯卡（转发卡）。,控制网冗余,主控,制器,控制网只需一条网线，在机柜内部网线,不会损坏。就如同我们认定的图1中的机笼背板线不会损坏一样。,每个,IO,板直接支持,高速现场总线，,无需单独的通讯卡转发速据。,主控,制器,IO,板,IO,板,IO,板,IO,板,远程通讯,冗余控制器,如果需要将柜内通讯线,引出控制室,，加,FM1200,通讯模块隔离和冗余室外线，类似与,ABB,的,RLM01,模块。,柜内,室外,柜内,远程通讯,冗余控制器,IO,板,IO,板,IO,板,本地,IO,远程,IO,现代的,DCS,结构，没有数据转发卡，环节减少，可靠性提高。,The End,欢迎提问！,