任何的限制,都是從自己的內心開始的。
PCS(ProcessControlSystem,過程控制系統(tǒng))為代表的生產過程基礎自動化層,*二層以MES(ManufacturingExecutionSystem,制造執(zhí)行系統(tǒng))為代表的生產過程運行優(yōu)化層,*三層以ERP(EnterpriseResourcePlanning,企業(yè)資源計劃)為代表的生產過程經營優(yōu)化層。 本文針對**層(PCS)淺談DCS(DistributedControlSystem,集散控制系統(tǒng)或分散控制系統(tǒng))、FCS(Field-busControlSystem,現場總線控制系統(tǒng))的應用和發(fā)展。 1.DCS的應用和發(fā)展 DCS自20世紀70年代問世以來,經過幾代技術變遷和較新發(fā)展,現已廣泛應用于各個行業(yè),其中石油和化工企業(yè)的應用較為普及,技術改造項目用DCS,新建項目用DCS。在石油和化工企業(yè)有用DCS逐步替代常規(guī)儀表控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 DCS應用之所以如此普遍,究其原因它有以下一系列的特點和優(yōu)點: ①分散性:其含義是指分散控制、地域分散、設備分散、功能分散和危險分散。硬件積木化和軟件模塊化是分散性的具體體現。目的是為了使危險分散,進而提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。 ②集中性:其含義是指集中監(jiān)視、操作和管理。用通信網絡把分散的設備構成統(tǒng)一的整體,用分布式數據庫實現全系統(tǒng)的信息集成,進而達到信息共享。人們可以同時在多臺操作站上集中監(jiān)視、操作和管理。 ③自治性:其含義是指系統(tǒng)中的各臺設備均可獨立地工作。控制站自主地進行輸入、運算、控制和輸出,操作員站自主地實現監(jiān)視、操作和管理,工程師站可以在線或離線組態(tài)。 ④協(xié)調性:其含義是指系統(tǒng)中的各臺設備用通信網絡和數據庫互連在一起,相互傳送信息,相互協(xié)調工作,以實現系統(tǒng)的總體功能。DCS的分散和集中、自治和協(xié)調不是互相對立,而是互相補充。 ⑤靈活性和擴展性:硬件采用積木式結構,可以靈活地配置成小、中、大各類系統(tǒng),并可以根據企業(yè)的發(fā)展逐步擴展系統(tǒng)。軟件采用模塊式結構,提供輸入、輸出、運算和控制功能塊,可以靈活地組態(tài)構成簡單、復雜各類控制系統(tǒng),并可以根據生產工藝流程的改變,隨時修改控制方案。 ⑥可靠性和適應性:分散性帶來系統(tǒng)的可靠性,并采用一系列冗余技術、熱拔插技術、故障診斷和故障屏蔽技術。采用高性能的元器件、**的制造工藝和抗干擾技術,使DCS能夠適應惡劣的工作環(huán)境。 ⑦**性和繼承性:硬件上采用**的計算機、通信網絡和人機接口;軟件上采用**的操作系統(tǒng)、數據庫、網絡管理和控制語言;控制算法上采用自適應、預測、推理、優(yōu)化等**控制技術。DCS較新?lián)Q代比較快,繼承性體現在新、老系統(tǒng)互相兼容,可以給用戶帶來較好的利益。 DCS隨著計算機、控制、網絡通信、組態(tài)軟件、信息集成和數據庫技術的發(fā)展而不斷較新和發(fā)展,主要體現在以下幾個方面: ①信息化:DCS已從單一的控制系統(tǒng),發(fā)展為集控制和管理于一體的綜合信息系統(tǒng)。DCS提供了從生產現場到車間,再從工廠到公司,最后到企業(yè)集團的整個信息通道,充分體現了信息的全面性、準確性和實時性。 ②集成化:DCS已從單一封閉系統(tǒng),發(fā)展為集成各類PLC、工業(yè)PC、數字化儀表和設備,甚至不同型號DCS可以互相集成和信息共享,為較終用戶提供集成化綜合系統(tǒng)。 ③智能化:隨著人工智能、*系統(tǒng)、自適應、預測和推理等**控制技術的發(fā)展和應用,DCS也適時地融合這些新技術,實現**的智能化控制功能。 ④開放式網絡:DCS已從單一封閉網絡,發(fā)展為開放式網絡系統(tǒng),通過互聯(lián)網技術和IE瀏覽器,可以訪問過程畫面、查詢數據、管理調度和指揮生產。開放式網絡的關鍵是網絡安全,傳統(tǒng)DCS采用軟件*墻,現代DCS不僅有軟件*墻,而且有硬件*墻,既保證網絡安全開放,又保證監(jiān)控層的實時性。例如,Honeywell公司的ExperionPKSR300的控制站采用硬件*墻技術。 ⑤容錯以太網(FTE):傳統(tǒng)DCS用兩條獨立網絡(A,B)實現冗余,兩臺設備之間只有一條通信路徑,其本質是單條網絡運行,故障時整條網絡切換(A到B或B到A),切換時間長,可靠性低?,F代DCS用容錯以太網(FTE,FaultTolerantEthernet),如圖1所示。 圖1中交換機S1~S6互相連接,其中S1和S2為上層,S3~S6為下層,每臺設備(D1~D4)同時連接兩臺下層交換機,任意兩臺設備之間有4條通信路徑,其本質是多條網絡運行。例如,設備D1和D4之間的4條通信路徑分別為D1→S3→S1→S5→D4,D1→S3→S1→S2→S6→D4,D1→S4→S2→S1→S5→D4,D1→S4→S2→S6→D4。故障時只需切換路徑,切換時間短,可靠性高。例如,Honeywell公司的ExperionPKSR300采用此FTE技術,FTE設備節(jié)點之間網絡帶寬可達200Mbps,交換機之間可達1Gbps。
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?以PLC為**的礦井副并提升信號系統(tǒng)設計框圖如圖1所示。本系統(tǒng)主要由PLC控制器、信號輸入、信號輸出、井口信號箱、井底信號箱、絞車房信號箱、保護系統(tǒng)等幾部分組成。 PLC控制器是整個系統(tǒng)的**部分。具有功能變化靈活、編程簡單,自動檢測故障點,噪音低,可靠性高,抗干擾能力強,硬件配套齊全,功能完善,適用性強,系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量小,維護方便,容易改造,體積小,重量輕,能耗低等優(yōu)點
天才就是無止境刻苦勤奮的能力。——卡萊爾 在自動生產線上,各工序之間的物品常用有軌小車來轉運。小車通常采用電動機驅動,電動機正轉小車前進,電動機反轉小車后退。 2控制要求 對小車運行的控制要求為:小車從原位a出發(fā)駛向1號位,抵達后立即返回原位;接著又從原位a出發(fā)直接駛向2號位,抵達后又立即返回原位;*三次還從原位a出發(fā),直接駛向3號位,抵達后仍立即返回原位,如圖1所示: 根據工作需要,可以將上述
?PLC是專為工業(yè)自動控制而開發(fā)的裝置,通常PLC采用面向控制過程,面向問題的“自然語言”編程。不同廠家的產品采用的編程語言不同,這些編程語言有梯形圖、語句表、控制系統(tǒng)流程圖等。為了增強PLC的各種運算功能,有的PLC還配有BASIC語言,并正在探索用其他**語言來編程。 日本的FANUC公司、立石公司、三菱公司、富士公司等所生產的PLC產品,都采用梯形圖編程。在用編程器向PLC輸入程序
?面對激烈的市場競爭,石化企業(yè)要在競爭中不斷**優(yōu)勢而立于不敗之地,需不斷地提高自動化水平,將企業(yè)的生產過程控制、優(yōu)化、運行、計劃與管理作為一個整體進行控制與管理,提供整體解決方案,推廣和深化綜合自動化系統(tǒng),以實現企業(yè)的優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理。 石化企業(yè)自動化典型技術 集散控制系統(tǒng)DCS問世于1975年,生產廠家主要集中在美、日、德等國家。目前DCS正趨于小型化、多樣化、PC化和開
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