DCS控制系统设计
一．被控对象：
图1 锅炉设备工艺
二．工艺要求
燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds,然后经过热器，形成一定气温的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。
压力为Ph的过热蒸汽经负荷设备调节阀供给生产设备负荷用。
与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱，排入大气。
三．DCS选型
本控制系统选择浙大中控Webfield JX-300XP系统。
四．硬件
①控制站硬件
1.机柜：SP202
结构：拼装
尺寸：2100*800*600
ESD：防静电手腕
散热：两风扇散热
接地：工作接地，安全接地
2.机笼
电源机笼：四个电源模块，型号：XP521
I/O机笼：20个槽位，用于固定卡件
3.接线端子板
冗余端子板：XP520R
4.端子转接板
5.主控卡：XP243X
地址范围：2到127。
后备锂电池模块：JP2，保持参数不丢失。
6.数据转发卡：XP233
地址范围：0到15
7.I/O卡件
(a)I/O点数计算
Ⅰ.锅炉控制系统中数字量输入点数：
启动；停止；点火；手动关闭蒸汽阀
以上共计四个数字量输入。
Ⅱ.锅炉控制系统中数字量输出点数：
给风；1号风机；给燃料；2号风机；蒸汽阀
以上共计五个数字量输出。
Ⅲ.锅炉控制系统中模拟量输入点数：
汽包液位、温度、压力。
以上共有三个模拟量输入（为了使模拟信号可以远传，变送器均选择电压式）。
(b)卡件选择
Ⅰ.XP363：触点型开关量输入卡。
8路输入，统一隔离。
Ⅱ.XP362：触点型开关量输出卡。
8路输出，统一隔离。
Ⅲ.SP314X:电压信号输入卡。
4 路输入，点点隔离，可冗余
Ⅳ.XP221：电源指示灯。
②操作员站硬件
1.PC机：
显示器；主机；操作员键盘，鼠标；操作员站狗；
2.Windows XP操作系统
3.安装Advan Trol-Pro实时监控软件。
③工程师站硬件
1.PC机
显示器；主机；工程师键盘，鼠标；工程师站狗
2.工程师站硬件可以取代操作员站硬件
3.Windows XP操作系统
4.安装Advan Trol-Pro实时监控软件
5.安装组态软件包
④通信网络
(a)信息管理网
通讯介质：双绞线（星形连接），50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆（总线形连接，带终端匹配器），光纤等；
通讯距离：最大 10km；
传输方式：曼彻斯特编码方式；
(b)过程控制网络（SCnet Ⅱ网）
传输方式：曼彻斯特编码方式；
通讯控制：符合 TCP/IP 和 IEEE802.3 标准协议；
通讯速率：10Mbps；
节点容量：最多 15个控制站，32个操作站、工程师站或多功能站；
通讯介质：双绞线，50Ω细同轴电缆、50Ω粗同轴电缆、光缆；
通讯距离：最大 10km。
⏹SCnet Ⅱ网部件
部件型号：SP024（10Base 2网卡，细同轴电缆）
⏹主控制卡SP243X地址设置：
方法：使用拨号开关 SW2 的 S4、S5、S6、S7、S8 共五位用于设置本卡件的网络（SCnet Ⅱ）节点地址。
拨在“ON”一侧时，表示“1”；反之，表示“0”。
采用二进制码计数方法读数，其中自左至右代表高位到低位，即左侧（S4）为高位，右侧（S8）为低位。
网络码选择128.128.1, S4、S5、S6、S7、S8分别拨至：OFF、OFF、ON、OFF，即主控卡地址选择位2。
主控卡安装：HUB 必须可靠接地。
⏹通信接口卡SP244
RS-485规范：
连接方式：点对多，半双工方式
同步方式：主从应答方式
数据格式：1 位起始位，1 位停止位，8 位数据（RTU ）
奇偶校验：允许/禁止，奇/偶
通信速率：1200/2400/4800/9600/19200bps
端口数：1 个
连接电缆：带屏蔽 2 芯双绞线
SP244供电：+24V：＜80mA
SP244接线：SP244卡件安装在系统机笼内I/O卡件的任意槽位
⏹SCnet Ⅱ网络结构：细缆网络连接
节点距离：大于185m，小于500米。
不使用中继器：
费用少，对应网卡除具有 RJ45 接口外，还应有 AUI 接口；如果网卡只具有 RJ45 接口，为与粗同轴电缆收发器相连接，必须配有相应的转换器（或带有 AUI 接口的集线器）；如果网卡具有 AUI 接口，可通过收发器电缆直接与粗缆收发器的 AUI 接口相连；
⏹HUB配置基本原则
JX-300X 控制系统中，主控制站上必须采用架装的方式固定两个互为冗余的 16 口HUB；
⏹SBUS总线
SBUS 总线分为两层：
第一层为为双重化总线 SBUS-S2。
SBUS-S2 总线是系统的现场总线，物理上位
于控制站所管辖的 I/O 机笼之间，连接了主控制卡和数据转发卡，用于主控制卡与数据转发卡间的信息交换。
第二层为 SBUS-S1 网络。
物理上位于各 I/O 机笼内，连接了数据转发卡和各块 I/O 卡件，用于数据转发卡与各块 I/O 卡件间的信息交换。
SBUS-S1 和 SBUS-S2 合起来称为JX-300X DCS 的 SBUS 总线，主控制卡通过它们来管理分散于各个机笼内的 I/O 卡件。
SBUS-S2 级和 SBUS-S1 级之间为数据存储转发关系，按 SBUS 总线的 S2 级和 S1 级进行
SBUS 总线拨码设置
SW102-5～SW102-8 为地址设置拨码，SW102-8 为低位（LSB），SW102-5 为高位（MSB）。
该系统对SBUS地址设置位4，即SW102-5～SW102-8分别设置为：OFF、ON、OFF、OFF。
SW102-1～SW102-4 为系统资源预留，必须设置为 OFF 状态。
五．注意事项
（a）使用环境
1. 密封所有可能引入灰尘、潮气和鼠害或其它有害昆虫的走线孔（坑）等；
2. 保证空调设备稳定运行，保证室温变化小于5℃/h，避免由于温度、湿度急剧
变化导致在系统设备上的凝露；
3. 避免在控制室内使用无线电或移动通信设备，以防系统受电磁场和无线电频率
干扰。
（b）上电注意事项
1. 系统重新上电前必须确认接地良好，包括接地端子接触、接地端对地电阻（要
求< 4 欧姆）；
2. 系统上电应严格遵循以下上电步骤：
1) 控制站
A. UPS 输出电压检查；
B. 电源箱依次上电检查；
C. 机笼配电检查；
D. 卡件自检、冗余测试等。
2）操作站
依次给操作站的显示器、工控机等设备上电
3）网络
A. 检查网络线缆通断情况；
B. 做好双重化网络线的标记，上电前检查确认；
C. 上电后做好网络冗余性能的测试。
六.仪器仪表及配件清单
燃料阀×1；蒸汽阀×1；给水阀×1；引风机×1；鼓风机×1；液位变送器×1；温度变送器×1；压力变送器×1；给水泵×1。
七．设计说明
锅炉控制系统是多输入多输出的系统，通过对被控对象的I/O点数计算，该锅炉控制系统选用浙大中控JX-300XP系统，可以实现锅炉汽包内压力，液位，温度的控制，通过对系统组态，还可以进一步实现对该系统实时监控的功能。