SIEMENS S7-400PLC在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用

1、siemens s7-400plc在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用i siemens s7-400plc在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用摘 要隨著造紙工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，造紙企業(yè)對造紙過程中的自動化程度要求越來越高。在我國，造紙企業(yè)在生產(chǎn)過程中采用的微機監(jiān)視與控制系統(tǒng)一般為單獨運行且分散在各個設(shè)備處，沒有進行對整個生產(chǎn)過程進行集中實時監(jiān)控，使得生產(chǎn)管理人員無法及時全面地了解各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)狀態(tài)，難以做到及時、準確地指揮生產(chǎn)。本論文設(shè)計是利用plc系統(tǒng)對造紙過程中制漿環(huán)節(jié)進行控制，具有安全可靠，通用靈活的特點，從而實現(xiàn)對整個造紙生產(chǎn)流程的自動化監(jiān)控。本論文重點是對堿回收燃燒工段的系統(tǒng)分

2、析與研究，提出了一種安全可靠的控制方案。詳細介紹了系統(tǒng)中西門子s7-400系列plc所用到的各種硬件模塊的選型和組態(tài)。 關(guān)鍵詞：堿回收，燃燒，plc，wincc iisiemens s7-400 plc recovery workshop in the process ofburning paper in the application of sectionabstractalong with the industrial scale of paper spreading time and again, the papermaking enterprise is more and more h

3、igh to in the papermaking process automaticity request. in our country, the papermaking enterprise the microcomputer surveillance and the control system which uses in the production process generally for alone moves also disperses in each equipment place, has not carried on to the entire production

4、process carries on the centralism to monitor at times, causes the production management personnel to be unable promptly comprehensively to understand produces the link one by one the production condition, achieves with difficulty promptly, accurately directs the production. in this paper, the design

5、 is the use of plc systems in the pulp and paper manufacturing process control link with a safe, reliable, universal and flexible features, the entire paper in order to achieve the automation of production process monitoring.this paper focused on the recovery combustion process analysis and research

6、, a safe and reliable control programme. details of the system in the siemens s7-400 series plc used by the various hardware module selection and configuration.key words：soda recovery，combustion ，plc，wincc iii目 錄摘 要 . i abstract . ii1 緒 論 . 11.1引言 . 11.2本論文的工作 . 12 堿回收簡介 . 22.1堿回收的生產(chǎn)過程. 22.2實施堿回收的意義

7、. 22.3燃燒工段工藝流程 . 22.3.1黑液的燃燒過程. 32.3.2影響黑液燃燒的因素 . 32.3.3燃燒工段的工藝流程 . 52.3.4燃燒工段設(shè)備介紹 . 63 dcs系統(tǒng)的簡介 . 83.1 dcs的組成 . 83.2 dcs系統(tǒng)的發(fā)展過程. 93.3 mpi網(wǎng) . 103.4 profibus-dp . 103.5工業(yè)以太網(wǎng) . 114控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計. 124.1測控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 124.2 plc簡介 . 144.2.1 plc的基本結(jié)構(gòu) . 154.2.2 plc的工作原理 . 164.2.3 plc的特點. 174.2.4 plc的發(fā)展. 184.3 pl

8、c 硬件設(shè)計 . 194.3.1 plc模塊的安裝 . 194.3.2 cpu模塊 . 194.3.3 sm321數(shù)字量輸入模塊 . 214.3.4 sm322數(shù)字量輸出模塊 . 234.3.5 sm331模擬量輸入模塊 . 23iv4.3.6 sm332模擬量輸出模塊 . 274.3.7電源模塊 . 274.3.8機架. 294.4其他硬件 . 294.5 傳感器 . 305 pid算法 . 315.1 pid控制的優(yōu)點 . 315.2 pid的形式. 315.3比例調(diào)節(jié)作用 . 325.4比例積分調(diào)節(jié)作用. 335.5微分調(diào)節(jié)作用 . 345.6 pid控制子程序框圖 . 356 step

9、 7及wincc軟件簡介 . 376.1 西門子plc編程軟件step 7 . 376.2 西門子組態(tài)軟件wincc . 407 總 結(jié) . 43致 謝 . 44參 考 文 獻 . 45siemens s7-400plc在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用 11 緒 論1.1引言造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分。近年來，隨著國家對環(huán)境保護的日益重視，解決造紙廠的廢水排污問題已成為首要課題，特別是對于以麥草為原料的眾多造紙廠來說，麥草漿黑液的處理問題尤為突出。黑液是由堿法制漿蒸煮得到的廢液，其成分主要根據(jù)所采用的植物原料及制漿蒸煮條件不同而有所不同。對黑液采取回收的方法國內(nèi)也做過許多嘗試，但經(jīng)過

10、考核比較發(fā)現(xiàn)用燃燒法處理黑液回收堿是目前黑液治污中最為成熟和有效的技術(shù)1。然而對麥草漿的黑液來說，燃燒絕非易事。首先是因為堿回收的投資成本較大，使用設(shè)備復雜，而且麥草漿黑液的燃燒工藝和設(shè)備也仍處在整理與完善中；其次是因為麥草漿黑液屬于一種劣質(zhì)燃料，由于其含灰、含硅量大，燃燒值低，粘度大，濃度低，對燃燒的許多工藝條件要求都很高，因而使黑液燃燒變得比較困難，極易造成因燃燒不穩(wěn)定而甩不掉油槍，使堿回收成本大大增加的局面。因此，在麥草漿黑液的堿回收工程中，燃燒工段是最重要的環(huán)節(jié)之一2。plc系統(tǒng)在造紙行業(yè)的廣泛使用，使得造紙的自動化程度越來越高。隨著造紙工業(yè)的不斷發(fā)展，廢水污染日益加劇。因此，制漿黑液

11、的堿回收工藝對工廠起著尤為重要的作用，它是變廢為寶、化害為利、效益顯著的綜合利用工程，是造紙廠治理水污染的首要措施。1.2本論文的工作本論文重點在對當前堿回收燃燒工段系統(tǒng)分析研究后提出了一種安全可靠的控制方案。堿回收燃燒工段的過程控制系統(tǒng)是一個復雜控制系統(tǒng)。國內(nèi)對這方面的系統(tǒng)研究較少，本論文對堿回收燃燒工段的工藝流程和當前的繼電器控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、工業(yè)控制計算機控制系統(tǒng)及可編程邏輯控制系統(tǒng)(plc)的特點進行系統(tǒng)分析后，結(jié)合具體堿回收燃燒工段項目，采用西門子s7-400 plc設(shè)計了堿回收燃燒工段的過程控制系統(tǒng)。本論文要作以下工作：（a）熟練掌握造紙堿回收中燃燒工段的工藝流程。（b）完成

12、燃燒工段控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計。（c）了解step7與wincc之間的通信知識。 陜西科技大學畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 22 堿回收簡介2.1堿回收的生產(chǎn)過程堿回收工程包括四個生產(chǎn)過程：提取、蒸發(fā)、燃燒、苛化。（a）提?。罕M量使黑液與漿料分離，把黑液提取出來。（b）蒸發(fā)：使黑液濃縮到50%以上的濃度。（c）燃燒：黑液送入燃燒爐，將有機物燒去，剩下無機物碳酸鈉和硫化鈉(草漿情況下還有硅酸鈉)。燃燒后的無機物呈熔融狀態(tài)，經(jīng)溶解澄清后成為綠液。（d）苛化:把石灰加入綠液中，使碳酸鈉(草漿情況下包括硅酸鈉)苛化成為氫氧化鈉，并將苛化所產(chǎn)生的碳酸鈣和硅酸鈣(即白泥)沉淀分離，最后得到氫氧化鈉和硫化鈉的混合

13、溶液，通稱白液，可供制漿使用3。2.2實施堿回收的意義堿回收系統(tǒng)從堿法制漿黑液中回收了堿和熱能，并實現(xiàn)了工廠企業(yè)自身封閉循環(huán)使用，對于堿法制漿黑液還有其它的治理措施，但會有相應(yīng)的副產(chǎn)品產(chǎn)生，存在運行成本和市場對其副產(chǎn)品需求變化的問題，因此堿回收對堿法制漿造紙企業(yè)而言是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、保護環(huán)境、廢液進行廠內(nèi)治理的重要組成部分。堿回收能最經(jīng)濟有效地削減廢液的污染負荷，大幅度提高資源回收利用率，再經(jīng)過物化-生化法的綜合處理就可使企業(yè)生產(chǎn)過程中的中段廢水達標排放。對造紙廠的黑液進行堿回收有以下好處2:(a）環(huán)境效益:黑液是紙廠主要污染源。其中的固形物約有2/3是有機物，1/3是無機物。有機物是紙漿廠污水

14、中的bod, cod, ss和色度的主要來源。無機物中主要是堿。因此每回收一噸堿大約要燒去兩噸以上的污染物，可以大大減輕紙漿廠對江河水質(zhì)的污染。(b）社會效益:電解法制堿，每噸堿要耗電2700度，食鹽1.61.7噸。每回收一噸堿，大廠耗電400600度，小廠1000噸左右，不用鹽只用石灰。因此每回收一噸堿比電解法節(jié)電17002300度，且不必由外廠運來3040%的堿液，每噸固堿可節(jié)約運力255噸以上。(c）經(jīng)濟效益:外購堿到廠價在2000元/噸左右?；厥諌A成本小廠約1000元/噸，大廠只要400600元/噸，經(jīng)濟效益非常顯著。2.3燃燒工段工藝流程我國堿法化學漿產(chǎn)量約占全國化學漿總產(chǎn)量的90%

15、，而堿法制漿產(chǎn)生黑液的污染負荷大，約占制漿造紙生產(chǎn)產(chǎn)生廢水總污染負荷的90% 左右。由此可見，制漿造紙工業(yè)水污染的防治，首先必須解決對制漿黑液的源頭治理。國內(nèi)外實踐證明，黑液治理最佳siemens s7-400plc在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用 3技術(shù)是堿回收，它是削減堿法蒸煮黑液最經(jīng)濟、最有效的途徑2。2.3.1黑液的燃燒過程黑液的燃燒過程基本上可分三個彼此相關(guān)的階段5：第一階段：黑液的蒸發(fā)干燥階段。經(jīng)過多效蒸發(fā)和直接蒸發(fā)后，送入堿回收爐的黑液濃度，草漿約50%，木漿約60%65%，這樣的濃度的黑液還不能直接燃燒。因此，黑液送入爐內(nèi)之后，要利用燃燒產(chǎn)生的熱量增大濃黑液，使其干燥成含水

16、10%15%的黑灰，才能燃燒，并發(fā)生一系列化學反應(yīng)，使全部游離的氫氧化鈉和大部分硫化鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉、硫酸鈉和硫化鈉等，黑液中有機化合的堿也生成亞硫酸鈉和硫酸鈉。第二階段：黑液的熱裂解及燃燒階段。經(jīng)過干燥的黑灰落在墊層上，有機物快速分解，同時放出大量的熱。第三階段：無機物的熔融及芒硝還原階段。此階段除有機物繼續(xù)燃燒外，主要是無機物熔融及芒硝還原。此階段溫度高達1000以上。黑液燃燒系統(tǒng)是制漿廠整個堿回收過程中最復雜也是最關(guān)鍵的工段。燃燒工沒的最主要設(shè)備為堿回收鍋爐，目前國內(nèi)外普通使用的堿回收鍋爐類型為噴射爐，噴射爐作為整個硫酸鹽制漿廠體積最大，造價也最高的設(shè)備，其作用一方面是回收黑液中大量有機質(zhì)

17、（脫木素）中的有效熱值，以產(chǎn)生蒸汽供全廠發(fā)電或造紙干燥之用；另一方面使黑液中的無機堿鹽（na2so4，na2co3）經(jīng)還原反應(yīng)后回收供制漿蒸煮重復使用。2.3.2影響黑液燃燒的因素（1）影響黑液燃燒的因素很多，主要有以下幾個方面：（a）黑液的組成和性質(zhì)這是影響黑液燃燒的一個主要因素，應(yīng)根據(jù)黑液的不同組成和性質(zhì)，確定合適的工藝和燃燒條件。（b）黑液濃度黑液流量一定時，濃度低，會降低堿回收爐效率，如濃度太低，會使爐溫下降，爐襯脫落，滅火，甚至會發(fā)生爆炸。黑液濃度太高時，輸送和霧化就困難，流量不穩(wěn)定，會影響正常燃燒。（c）黑液噴射量和粘度最好能保持黑液噴射量保持一定，并使黑液粘度保持在一定范圍內(nèi)。（

18、d）燃燒所需的空氣量根據(jù)燃燒工藝的要求，燃燒所需的空氣量分二次或三次送入爐內(nèi)。其中燃燒所需要的空氣量也是黑液利用的一個參考點，這里先討論一下燃燒所需要的空氣量的分配問題以及風的作用問題。（2）空氣分配與燃燒陜西科技大學畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 4（a）硫的還原與燃燒溫度有關(guān)。如圖2-1所示，在爐底溫度高，還原率就高。適合的還原條件是通過調(diào)整分配一次風和二次風空氣流通的壓力和位置來獲得。1000攝氏度華氏溫度1500圖2-1 燃燒室的溫度立面圖（b）當燃燒的黑液濃度為70%75%時，燃燒空氣的分配如圖所示：一次風量30%，二次風量60%，三次風量10%。在爐子底完全碳化的墊層上方，適合于二次空氣的

19、燃燒。（c）黑液向下噴射在爐底碳化的墊層上方，但不是噴射在爐壁上。相應(yīng)高度的黑液噴嘴分布在爐壁四周，噴嘴數(shù)量與堿爐的蒸汽產(chǎn)量和規(guī)格相適應(yīng)。（3）一、二、三次風的作用一次風的作用：一次風位于爐底4501000mm處。主要供給墊層中游離碳燃燒所需的氧氣，使墊層中有足夠的熱量，保證無機鹽和芒硝的還原反應(yīng)。若一次風量過大，會造成墊層燃燒過快，難以保持適當高度的墊層，供給芒硝還原的碳量和co量減少，不利于芒硝的還原，而且促使鈉鹽升華或熱分解，降低芒硝的還原率和堿回收率。但也不能過小，否則會使揮發(fā)性的硫損失加大、爐溫過低和硫化鈉還原率降低。一般將一次風量控制在總風量的4550之間。一次風風壓可低些，一般在

20、7841176pa。二次風的作用：二次風位于黑液噴槍口上下，主要是為了加速黑液中水分汽化和固形物干燥與上升的煙氣流產(chǎn)生較強烈的混合作用，在爐膛內(nèi)產(chǎn)生充分的旋轉(zhuǎn)，并保持爐床墊層高度之完整形成；三次風的作用：三次風位于黑液噴槍以上，主要是用于可燃的揮發(fā)性氣體及少量未完全燃燒產(chǎn)物的進一步完全燃燒，以提高煙氣熱含量，同時起到封閉爐膛出口，捕集煙siemens s7-400plc在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用 5氣中所帶堿塵的作用。三次風進爐要送到爐膛中心空間與上升的煙氣產(chǎn)生較強烈的混合作用，在爐膛產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)，使黑液和氣體燃燒均勻一致，風壓要高一些，一般控制在0.782.45kpa6。（4）墊

21、層墊層的作用：把墊層中不燃燒的無機鹽類不斷地熔融出來；保留較多的游離碳將芒硝在熔融狀態(tài)下還原為硫化鈉；保持墊層中有機物氣化并不斷移出；使游離碳不斷燃燒，穩(wěn)定爐床墊層溫度。因此，燃燒過程中保持適當高溫的完整均勻的墊層是良好燃燒的基礎(chǔ)。2.3.3燃燒工段的工藝流程主要工藝流程如圖2-2所示。一二次風機將空氣鼓入，一二次風經(jīng)空氣加熱器加熱，使風溫提高到150左右，一、二次風再經(jīng)堿回收噴射爐的尾部的板式空氣加熱器再使進堿回收爐的一、二次風風溫達到280左右，以此提高了爐瞠的干燥區(qū)、燃燒區(qū)的環(huán)境溫度和熔融區(qū)溫度。經(jīng)過一二次風風管門調(diào)節(jié)，一二次風的按照一定的比例分配后，分別從不同高度鼓入堿回收爐。三次風機

22、將三次風送往空加器后送入堿回收爐。蒸發(fā)工段送來的濃黑液首先送往濃黑液槽，再經(jīng)黑液泵進入圓盤蒸發(fā)器。在這里，黑液與堿回收爐出來的煙氣相接觸，使黑液再次濃縮，且可以吸收煙氣的堿灰，減少了堿飛失，提高了堿回收率。而后圓盤蒸發(fā)器中的黑液自然溢流出來，進入入爐黑液槽，入爐黑液泵再將濃黑液泵往黑液加熱器。經(jīng)黑液加熱器的加熱后，經(jīng)黑液噴槍高壓噴入高溫狀態(tài)下的堿回收爐。在堿回收爐中，黑液經(jīng)霧化、干燥后進行燃燒。部分燃燒后的黑液落到堿回收爐的墊層上，在墊層上，黑液中的無機物不斷熔融，部分有機物熱裂解成氣體從墊層排出，部分有機物炭化為元素碳，供燃燒和還原硫酸鈉之用，芒硝還原成硫化鈉，部分有機物熱裂解能更完全燃燒，

23、含硅量高的熔融物能順利流出。在硫酸鹽法木漿堿回收工藝流程中，堿灰溶解槽中的堿灰液被送入芒硝黑液混合器，然后送入燃燒爐。麥草制漿則多采用燒堿法，若黑液堿回收沿用上述這樣的流程，會形成大量堿灰液在燃燒爐、堿灰溶解槽及黑液中間槽內(nèi)循環(huán)、沉淀，造成能源損耗，影響工藝流程的暢通。根據(jù)麥草漿黑液燃燒特性，讓堿回收爐燃燒產(chǎn)生的堿灰直接進入綠液溶解槽。靜電除塵器排出的堿灰進入堿灰溶解槽形成堿灰液，然后泵入綠液溶解槽。溶解槽中的綠液送苛化工段進行苛化，從而回收麥草漿中的堿5。陜西科技大學畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）6 圖2-2 燃燒工段工藝流程2.3.4燃燒工段設(shè)備介紹7整個堿回收燃燒工段涉及的設(shè)備較多，且有一些諸如

24、堿回收噴射爐，圓盤蒸發(fā)器等大型設(shè)備，有必要對此作以介紹。2.3.4.1 堿回收爐堿回收爐與一般工業(yè)蒸汽鍋爐有所不同。工業(yè)蒸汽鍋爐是以煤為燃料進行燃燒的壓力容器，它的成品是蒸氣，而堿爐是以黑液形物為燃料進行燃燒的壓力容器，它不但具備了工業(yè)鍋爐的危險性條件，還具備了工業(yè)鍋爐所沒有的更強烈的危險性（如水與融物接觸發(fā)生爆炸、未燃氣體爆炸）。堿爐不僅處在高溫、高壓的條件下，而且還處于強堿及高灰塵的堿性介質(zhì)中，堿性黑液及高溫熔融物對鍋爐有強烈的腐蝕作用。因此，堿回收噴射爐無論設(shè)計結(jié)構(gòu)上，還是材料選取上及制造要求上都比普通蒸汽鍋爐復雜得多。本設(shè)計采用全水冷壁噴射爐（也稱作方形噴射爐），它是漿廠黑液堿回收的重

25、要設(shè)備。它由爐膛燃燒室和鍋爐兩大部分組成燃燒室的爐壁、爐頂和爐底都由水冷壁管組成，故由此而得名。其燃燒室為黑液固形物燃燒和進行化學反應(yīng)的場所，作用是干燥、燃燒、還原和熔融，由爐底及四面水冷壁組成的密封方形空室。燃燒室根據(jù)工藝的不同，大致可分為三次風口處的煙氣完全燃燒區(qū)、黑液噴口附近的黑液干燥區(qū)，二次風口以下至一次風口的黑液燃燒區(qū)、一次風口以下的熔融區(qū)，其鍋爐是吸收燃燒過程中釋放的熱量而產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備，與燃燒室連成一體。由上下汽包、水冷屏管束、省煤器、以及爐墻、siemens s7-400plc在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用 7構(gòu)架、管件等組成。這種噴射爐的主要特點是生產(chǎn)能力大，便于實現(xiàn)自

26、動控制，操作簡便，廢熱利用率可達60，芒硝還原率可達90以上。缺點是構(gòu)造復雜，造價高，投資大，修理更換爐管不方便，適用于大型紙廠的堿回收使用。2.3.4.2 靜電除塵器靜電除塵的原理 在電場的負極加上負的直流高壓電源，而將正極接地，在負極周圍形成“電暈”產(chǎn)生帶電離子，灰塵顆粒被帶電離子充電后，向正極運行而吸附在接地的正極板上，再通過震打落下而收集起來。電暈電流的大小是決定除塵率的主要因素，因而靜電除塵也可稱為電暈除塵。然而電暈電流的大小除與介質(zhì)有關(guān)外，主要由電壓值的大小決定，所以，當電壓越高時則除塵效率也越高。可是，電壓的升高有一定限度，當升到電暈的極限情況下，就發(fā)生“閃絡(luò)”而不是電暈現(xiàn)象了，

27、閃絡(luò)的極限情況就出現(xiàn)電弧，電弧是靜電除塵器除塵不允許出現(xiàn)的危險現(xiàn)象。2.3.4.3 圓盤蒸發(fā)器從堿爐尾部出來的煙氣進人圓盤蒸發(fā)器，黑液與煙氣直接接觸蒸發(fā)，濃度由 43濃縮至4548。同時降低了煙氣溫度，除掉了煙氣中較大顆粒的灰塵。由于麥草漿黑液具有較高的粘度，圓盤蒸發(fā)器的優(yōu)點：操作簡單，動力消耗低，可以單獨使用，也可以與靜電除塵器串聯(lián)使用，特別是對最初含塵量高的煙氣，與靜電除塵器串聯(lián)使用時，可以提高靜電除塵效果。圓盤蒸發(fā)器的缺點是因圓盤蒸發(fā)器中黑液沒有霧化，接觸表而積小，因此無論除塵、降溫及黑液增濃的效果并不理想。2.3.4.4 引風機引風機能有效控制堿爐的爐膛負壓，是燃燒工段的主要輔機。爐膛

28、負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是引風控制系統(tǒng)，它的任務(wù)是調(diào)節(jié)引風機入口靜葉，使引風量與送風量相適應(yīng)，從而維持爐膛內(nèi)的壓力在允許范圍內(nèi)，確保鍋爐安全運行。引風調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要通過變頻器調(diào)節(jié)引風機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)堿回收爐的引風量，借以控制爐膛負壓。監(jiān)測堿回收爐出口煙氣的壓力、溫度，了解爐膛燃燒的情況。引風調(diào)節(jié)系統(tǒng)是整個燃燒過程投入自動的基礎(chǔ)，可以說是鍋爐側(cè)首個投入自動的控制系統(tǒng)。 陜西科技大學畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 83 dcs系統(tǒng)的簡介多級計算機分布控制系統(tǒng)又稱為集散控制系統(tǒng)（dcs，distributed control system）是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。它是根據(jù)分布設(shè)計的基本思想，實現(xiàn)功能上分離，位置上

29、分散，達到以分散控制為主，集中管理為輔。3.1 dcs的組成集散控制系統(tǒng)dcs（distributed control system）是基于“4c” 技術(shù)（computer control communication crt）在20世紀70年代中期出現(xiàn)的新型工業(yè)控制系統(tǒng)。采用分布式的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，目的是為了減少風險，提高系統(tǒng)可靠性。它將整個控制系統(tǒng)按照區(qū)域、功能和回路作適當分解，再通過總線或通訊網(wǎng)絡(luò)將它們連接為有機整體。1975 年honey-well 公司推出了第一套dcs控制系統(tǒng)，首先被應(yīng)用于石油化工行業(yè)。自1975年以來，dcs控制系統(tǒng)的硬件和軟件功能不斷完善和強化，已經(jīng)經(jīng)歷了三代，但

30、從基本結(jié)構(gòu)來看特性相同，可分解為三大基本部分。（1）現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站是集散控制系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)主要的控制功能由它來完成。系統(tǒng)的性能、可靠性等重要指標也都要依靠現(xiàn)場控制站保證，因此對它的設(shè)計、生產(chǎn)及安裝都有很高的要求。現(xiàn)場控制站的硬件一般都采用專門的工業(yè)級計算機系統(tǒng)，其中除了計算機系統(tǒng)所必需的運算器（即主cpu）、存儲器外，還包括了現(xiàn)場測量單元、執(zhí)行單元的輸入/輸出設(shè)備，即過程量i/o或現(xiàn)場i/o。在現(xiàn)場控制站內(nèi)部，主cpu和內(nèi)存等用于數(shù)據(jù)的處理、計算和存儲的部分被稱為邏輯部分，而現(xiàn)場i/o則稱為現(xiàn)場部分，這兩個部分是需要嚴格隔離的，以防止現(xiàn)場的各種信號，包括干擾信號對計算機的處理產(chǎn)生不利的

31、影響。（2）操作站操作站是操作人員與集散控制系統(tǒng)的界面，操作人員通過操作站了解生產(chǎn)過程的運行狀況，并通過他發(fā)出操作指令。生產(chǎn)過程的各種參數(shù)在操作站上顯示，以便于操作人員監(jiān)視和操作。（3）通訊系統(tǒng)通訊系統(tǒng)是過程控制站與操作站之間完成數(shù)據(jù)之間的傳遞和交換的橋梁。有些集散控制系統(tǒng)在過程控制站內(nèi)又增加了現(xiàn)場裝置級的控制裝置和現(xiàn)場總線的通訊系統(tǒng)，有些集散控制系統(tǒng)則在操作站內(nèi)增加了綜合管理級的控制裝置和相應(yīng)的通訊系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)常采用總線型、環(huán)形等計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同的裝置有不同的要求。siemens s7-400plc在造紙過程堿回收車間燃燒工段中的應(yīng)用 93.2 dcs系統(tǒng)的發(fā)展過程9dcs系統(tǒng)大體可分為三個發(fā)展階段：第一階段：1975-1980年。在這個階段采用微處理器為基礎(chǔ)的過程控制單元（process control unit），實現(xiàn)了分散控制，有各種控制功能要求的算法，通過組態(tài)（configuration）獨立完成回路控制，具有自診斷功能；在信號處理時，采用抗干擾措施，它成功使分散控制系統(tǒng)在控制過程中確立了地位。還采用crt屏幕顯示器的操作站與過程