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加油2022
发电⼚从事热控专业，难免会与DCS系统打交道，即便你不是专门负责DCS系统的，也会牵扯到基本的⼀些DCS内部的相关操作。因此，掌握DCS系统的学习⽅法，对于做好本职⼯作相当重要。然⽽，⽬前在国内的发电⼚流⾏着各种各样DCS系统，有没有能够把这些系统⼀下⼦全部掌握的⽅法呢，答案呢当然是没有啦！不是⼩编跟你开玩笑，的确是没有。就好⽐你天资再聪慧，也不可能⼀下⼦把《九阴真经》上的武功全部学通，不过你要是提前学会了九阳神功，打通了任督⼆脉，那学起来就可以开挂了！今天，我要讨论的就是掌握DCS学习的⽅法，⽽不是单独的掌握某⼀套DCS。
⼩编在电⼒系统⼯作多年，接触了四五套DCS吧，如果加上⾃⼰的所学的，怎么也有六七套之多。见多了，也就识⼴了。不过，感觉这⼏年⼯作下来，就是第⼀次接触DCS的时候稍微有些吃⼒，第⼀套掌握了以后剩下的就是看⾃⼰⼼情去学习了。
⾸先插个话题，说说DCS系统的分类。⽬前DCS系统分为国产和进⼝两类，国产的包括和利时、浙⼤中控、上海新华、国电智深等，此外还有⼀些像南京科远、杭州优稳应⽤也算⼴泛；进⼝的DCS包括艾默⽣、福克斯波罗、霍尼韦尔等，此外像西门⼦、⽇⽴也在国内有不错的市场。⽆论是国产还是进⼝系统，基本原理⼤都⼀致。甚⾄很多国产系统也有借鉴国外系统，国外系统在进⼊中国市场的时候，组态也都进⾏了部分，⽤起来的感觉还是差不多的。
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如果再细分⼀下的话，就逻辑组态的⼯具⽽⾔，主要分为两⼤类，⼀类是SAMA图组态，⼀类是德国3S公司的codesys组态。SAMA图的组态⼤体⼀致，不过使⽤codesys进⾏的组态的，在各个产品上有不同的体现，表⾯有区别，实质是⼀样。⽽就各个DCS系统组态使⽤的语⾔，⽆论是哪种组态⼯具，基本都会使⽤基于IEEE协议的标准算法库，add（加法）、sub（减法）、and（与）、or（或）等这些最基本的算法都是⼀致的。因此，掌握⼀套DCS系统的软件组态，⾸先就是要认识DCS系统的语⾔。⽽组态的语⾔，包括组态使⽤的⽂字（算法）以及组态的语法，根据这些分类，基本包含了顺序功能图（SFC）、结构化⽂本（ST）、连续功能图（CFC）、梯形图（LD）、中间语⾔（IL）、功能块图（FBD）。⽆论是SAMA 图组态还是使⽤代码组态，语⾔形式的变⼤基本离不开这四种形式，他们也是PLC组态的⼀种通⽤语⾔。好了，说了这么多，总结起来⽆⾮就两句话，DCS组态⽤了两种⼯具，使⽤了四种语⾔。⾄于⾥⾯详细的赘述，其实不需要知道的太多，如果有兴趣可以加⼩编695573988进⾏详细探讨。 关于组态语⾔这⼀块，咱们可以多说⼏句，艾默⽣、国电智深、ABB等系统基本使⽤的是SAMA图编程，和利时、中控的以及相当⼀批PLC使⽤的更倾向于德国的编程技术。在学习这些编程语⾔的时候，没必要每套系统都进⾏涉猎，只要专注每种类型的⼀两套即可，融会贯通才是最重要的。
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介绍完了DCS的语⾔，我们再说⼀下DCS的主要功能。如果再语⾔上有区别的话，那DCS在功能上则是没有任何的不同。这⾥说介绍的功能，并不是DCS表⾯上的，⽽是说的基于热控专业的相关功能。表⾯的功能⽆⾮就是画⾯显⽰、逻辑运算、报表打印等，⽽专业的功能我们可以分为两⼤部分，第⼀是组态系统功能，其次是操作系统功能。什么是组态系统功能，就是说我们在DCS系统进⾏组态时会⽤到的功能，包括编译数据库、逻辑，逻辑下装、图形下装等；所谓操作系统功能是指我们在正常运⾏期间会⽤到的功能，⽐如点强制、PID参数修改、调门整定等。如果把上述功能混为⼀谈，我们需要掌握的DCS的最基本的功能包括：查看点信息、点强制、逻辑离在线算法、逻辑修改及下装⽅法、图形修改及下装⽅法、曲线查询、PID参数调整、调门整定流程、报表打印。主要掌握了上述功能，基本的DCS操作和简单的组态时没有问题的。⽽像⼀些较为深⼊的功能，⽐如数据库组态，正常运⾏期间使⽤较少，可以作为了解。当然，如果你有幸参与的是⼀个全新的⼯程，DCS系统需要从0开始，那你就需要做更多的研究了。针对我们说的⽇常需掌握的功能，我们逐⼀做介绍。
第⼀，查看点信息。这是最基本的⼀个操作，这个操作的⽬的是让你知道⼀个实点所在的硬件的具体位置，以⽅便查线。⼀个点信息主要包括IO站号、模块地址号、通道号，搞清了这些就知道了⼀个点的物理地址。点信息中的其他参数包括量程、报警值、点类型等，也是最常⽤到的内容。
第⼆，点强制。对⼀个点进⾏强制，以满⾜试验或者检修的需要，是DCS系统常⽤的功能。点强制时有很多的注意事项，在今后的⽂章中我们会进⼀步探讨，这个功能⽆论是哪套DCS都很简单，但是⽤
途极⼴，是热控专业必须掌握的技能。
第三，逻辑离在线算法。逻辑离线算法是指，在不登录控制站的情况下我们看到的逻辑描述，⽽在线算法则是读取了控制器的实时参数。换句话说，我们要看懂逻辑，看明⽩逻辑的运算，只有看懂了逻辑，才能明⽩⼀个控制过程是怎么实现的。
第四，逻辑修改及下装。不管是什么类型的DCS，逻辑修改后都有⼀个编译的过程，只是有的编译与逻辑保存混在⼀起，有的编译与下装混在⼀起，只要你的逻辑没有算法错误，都是可以下装到DCS⾥。我们在⼈机交互界⾯（⼯程师站）修改完逻辑，只有下装到DCS才能使其产⽣作⽤。
光耦电路第五，图形修改及下装。这个更好理解，也就是修改后的图形同步到各个操作员站。⽬前我遇到了两种不同的下装⽅法，⼀种是DCS⾃带图形下装功能，⼀种是需要⼿动拷贝到各个操作员站相应的⽂件夹，当然也有两种功能兼备的。
第六，曲线查询。这个是⼀个常⽤功能，包括曲线的增减、时间设置、曲线颜⾊等参数设置、历史曲线查询等。
第七、PID参数调整。这是⼀个泛指，还包括其他参数的在线写⼊，不过PID的尤为重要。需要指出的是，不同的DCS系统PID参数稍有不同。⽐如，有的系统P就是指的⽐例带，有的则是⽐例带的倒数，还有的是在⽐例带上增加了⼀个整数倍，在整定PID参数的时候，我们需要提前弄清楚。
第⼋、调门整定。这个主要是牵扯到DEH的相关功能，我们需要知道调门的整定流程，这个⼯作⾮常重要。不过，需要指出的是，不管是⽤哪⼀套DCS系统进⾏调门的整定，都要保证调门LVDT安装合理正确。
第九，报表打印。这是DCS⼯程师的基本技能，不需赘⾔。
综上，你可以按照上述九个⽅⾯，检验⼀下⾃⼰是否已经掌握了⼀套DCS。当然，DCS作为发电⼚最核⼼、最有技术含量的关键所在，上述功能只是DCS的⼊门功能，⽽想要达到专业级别的⽔平，还需要付出更多的努⼒。
在上⼀部分我们讲到了DCS系统的组态语⾔、DCS的专业功能，包括逻辑及画⾯的修改和下装等。这些功能的实现，除了软件组态以外，更重要的是需要硬件⽅⾯的⽀持。所谓DCS系统的硬件，其实就
是说的DCS系统所有可见的实体部分，详细点说包括DCS系统电源、⽹络及其设备、⼈机交互界⾯、IO盘柜，更⼴义的分类可以将上层的管理系统也纳⼊DCS中。 很多第⼀次接触DCS的会感觉很复杂，软件⽅⾯的昨天我们已经讲过了，不知道⼤家有没有收获。硬件⽅⾯的，就按照我说的电源、⽹络、⼈机交换界⾯、IO盘柜四部分进⾏学习。
ee22⾸先说⽹络。⽹络是DCS系统的神经部分，如果没有⽹络，则这个DCS系统没有办法进⾏集中管理，也就不能算是⼀套真正的DCS。PLC系统对⽹络的要求就稍微低⼀点，也算是DCS跟PLC的区别，在这⼉我们不进⾏赘述。DCS系统最重要的性能就是稳定性，DCS系统⽆论四⽹络还是电源都是冗余配置。就⽹络⽽⾔，每层⽹络都是双⽹结构。这种结构不仅可以实现冗余上的设置，还会在其中任何⼀路出现故障时⽆扰切换为另⼀套⽹络，这种切换是毫秒级别的。我们把这⼀段翻译⼀下，就是说DCS系统的⽹络是两套（可能是三套），每套正常情况下是⼀⽤⼀备，两套系统间可以实现互切。主流的⽹络虽然冗余配置，但是真正在⼯作的只有⼀套，另⼀套是备⽤状态。这样的设计，不仅可以保证安全运⾏，还可以降低系统运算的负荷。 ⽹络的节点包括交换机、⼈机交互界⾯、IO盘柜，三者通过⽹线、光纤等通讯⽹络有机连接在⼀起。三种节点设备每个设备都具备接受两路⽹络信号的功能，也就是设置有两套⽹卡。我们在学习这⼀段的时候，要弄清楚每个节点的IP设置原则，因为对于主控单元跟操作员站来讲，⽹卡地址的分配是不⼀样的，⾄少是分配的⽹段不⼀样。⽽对于交换机来讲，部分交换机需要设置IP，有的也可以使⽤默认设置，具体的设置⽅式⼤家可以参阅各个⼚家的说明书。⼀般来讲，如果你服务的是⼀家运⾏电⼚，这些问题是不需要考虑的，当然如果是⼀家基建电⼚，需要你去进⾏全程组态的话，这些是需要
考虑的。这⾥我们需要多说⼏句，由于所有盘柜和操作员站的⽹络都会汇集在交换机柜，部分⽹络在连接的时候难免会出现问题，最可怕的就是同⼀个节点的两个⽹络连到了同⼀个交换机上，由于是冗余配置，如果我们不进⾏⽹络切换试验，⽹络状态图上⼜没有体现的话，就会造成单⽹运⾏。曾经我在⼀家电⼚调试，就遇到了这类问题，因此作为DCS的服务⼈员或是调试⼈员，按图施⼯是⾮常重要的。当然，作为业主应该尤其重视此类问题，毕竟这是⾃⼰家的设备。
我们把上述的内容简单总结⼀下，就是两句话，⽹络是冗余配置，⽹络节点的连接要正确。在机组检修过程中，⽹络设备的切
换试验是很有必要的，曾经我遇到过备⽤⽹络休眠的问题，重启设备后恢复正常。关于⽹络的其他问题，我简单说⼀个事故，也是我的亲⾝体验。某电⼚4*350MW机组，全⼚DCS系统主辅⼀体化，全⼚包括辅⽹系统的DCS参数可以实现异地的读取，这样的设计可以说是⾮常的⼈性化，⽅便参数的调阅。但是，遇到的⼀个问题是，由于⽹络节点较多，所以同⼀⽹段就⽤到了三台交换机，三台交换机之间串联起来。但是由于三台交换机不具备环⽹功能，当时意外将某台机组的三台交换机造成了环⽹，爆发⽹络风暴，全⼚DCS出现离线故障，教训极为惨痛。后来通过⽹络改造，对DCS系统⽹络进⾏了优化，DCS系统也增加了⽹络风暴抑制的功能，这个问题才算彻底解决。每⼀次的进步都是建⽴在事故的深刻教训上，每⼀次的失败都是⼀次进步的开始。我们在选取DCS⽹络设备的时候，⼀定要认真了解其具备的功能，不能想当然的认为其具备什么功能，严谨的治学态度是很重要的。
关于⽹络系统，我们再补充⼏点。在设备的安装阶段，为了今后的检修⽅便，DCS系统盘柜的⽹线⼀定要保证标牌的正确和齐全，⼀旦其中任何⼀根⽹线出现问题，基本意味着还有⼀根存在问题的⽹线，在交换机以及各个盘柜，⽹线的链接⼀定要有顺序，不要不同的交换机连接⽅式各异。总⽽⾔之，对于复杂的设备，按图施⼯就是捷径。
现在我们把⽹络⽅⾯需要掌握的内容进⾏总结，也是两句话：弄清⽹络设备组成，理清⽹络节点地址。不管是哪⼀套DCS系统，都要按照这个思路去了解他的⽹络，⾄于深层次的东西，⽐如交换机的组态等，可以按照⾃⼰的兴趣进⾏学习。
⽹络虽然是整个DCS系统的神经，算是最重要的部分，但是由于技术较为简单，因此故障率相对来说还是很低的。只要购买的设备不存在质量问题，按图施⼯，⼀般不会因为⽹络出现事故。今天我们着重探讨⼀下DCS系统电源部分，作为整个系统的动⼒部分，电源是尤其重要的。
⽹络⼀般是冗余配置，DCS系统电源同样也是如此。DCS系统⼀般都是⼀路⼚⽤电、⼀路UPS电源进⾏供电，⼀般UPS电源作为主电源，⼚⽤电作为备⽤电源。两者在DCS系统的任何节点上都可以实现⽆扰切换，切换时间是毫秒级别，不会造成DCS系统的误动或者拒动。
上图：某品牌双电源切换装置
不过，尽管都是双切换，但是在DCS系统的不同节点上，切换的原理也稍有不同。⼀般在DCS系统电源柜，UPS和⼚⽤电送到之后，会通过上图中的双电源切换装置进⾏切换；在各个DCS系统盘柜，⼀
般是每个机笼有两套电源转换模块，其实也是⼀种电源切换装置。在这⾥，我们⾸先补充⼀下，DCS系统各个节点上使⽤的电源都是什么类型。⼀般通过主⼚房送到DCS 电源柜的两路电源都是220VAC，⽽在各个DCS系统盘柜会进⾏转换成24VDC⽤作设备的⼯作电源，转换成48VDC⽤作开关量输⼊信号的查询电源。当然，部分IO模块使⽤的是5VDC或者其他类型的电源，也都是通过⼀些特殊的电源模块进⾏转换。我还遇到过⽤24VDC作为查询电源的，其实个⼈认为它的稳定性不如48VDC的⾼。
上图，电源切换原理图
在各个⼯程师站和操作员站包括⽹络交换机，其⼯作电源⼀般是220VAC，不需要进⾏降压转换，不过为了保证这些节点的设备不会断电，⼀般也会采⽤不同的电源切换⽅式。有的操作员站内部存在两个电源，可以接受两路220VAC的电源输⼊，这样的可以把UPS和⼚⽤电电源直接接⼊即可。不具备这种功能的操作员站，就需要在DCS电源柜增设切换后电源，⽤电源切换装置进⾏切换后输出⼀路电源，作为操作员站或者⽹络交换机的电源。在这⾥需要解释的⼀个问题是，UPS指的是不间断电源，我们也可以称之为保安电源。在⽕⼒发电⼚中，⼀般⼩型机组使⽤的是UPS主机电源装置，这个装置可以接受⼀路
220VAC的电源，通过它你变成直流电源，然后再转换成220VAC的交流电源，同时这类装置⾃带充电电池，在其他电源失电的情况下，电池电源可以切⼊转换成220VAC输出⾄DCS使⽤。通过这套装置转换后的电源品质较⾼，电压稳定，适⽤于DCS这种⾼精尖的设备。因此，⼀般⽕电⼚都是把DCS电源作为⾸选电源。稍⼤型的机组，由于UPS装置的容载有限，DCS 不单独设置UPS电源，⼀般是从电⽓接⼊⼀路品质较⾼的保安电源作为DCS电源的主路。
上图，DCS供电⽰意图铸铁锅炉
上⾯说的这些可能过于复杂，我们略微进⾏⼀下整合，也是两句话：DCS节点⼀般都是两路电源，每个节点的电源切换⽅式稍有不同。唉这些DCS系统节点中，电源回路最复杂的就是IO柜内的电源。⽆论是送到盘柜内部的哪⼀路，都要转换成盘柜内设备设计要求的电源才⾏。前⾯我们已经提到，⼀般IO模块的⼯作电源是24VDC，查询电源是48VDC，这些电源也是要求冗余配置的。不管是UPS还是⼚⽤电在进⼊DCS盘柜后，都会有两套电源转换模块分别将其转换成24VDC或者48VDC，然后才会
送⼊到模块。如果模块需要的是5VDC，机笼⾥还会设计5VDC的电源转换模块，甚⾄在以前和利时的FM系列的模块⾃⾝就具备将24VDC转换成5VDC的功能。当然，说起来各有千秋，但是殊途同归，理念虽不同，⽬标是⼀致的。
说了这么多，其实DCS系统的电源主要是了解电源柜的切换回路原理，这个问题我们会在今后的⽂章中单独介绍；其次要了解各类DCS节点的电源使⽤情况，停机检修时要对电源进⾏切换试验，记录切换时间，看看是否能做到⽆扰切换。
咱们继续探讨DCS系统硬件最后的部分---DCS系统IO模块。所谓IO模块指的是信号输⼊输出卡件，⼀般分为AI（模拟量输⼊）、AO（模拟量输出）、DI（开关量输⼊）、DO（开关量输出）四⼤类，当然再细分的话还包括热电阻、热电偶、频率（脉冲）以及DEH伺服模块等。不过，整体来看，逃不出这⼏种类型。
>程控电压衰减器
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