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DCS系統(tǒng)優(yōu)勢性能、設計思想與特點

2025China.cn   2011年07月18日

DCS系統(tǒng)有如下的優(yōu)勢性能:

        1.這種系統(tǒng)使用高速通訊網(wǎng)路及全數(shù)字的馬達驅(qū)動器和友善的SCADA(數(shù)據(jù)通訊時間小于250m秒)使用HMI(人機接口)控制.它可容易的操作整個機器設備以達到完美的性能要求。

        2.我們從SCADA監(jiān)控計算機來設定馬達速度的設定值.由于純向量式的馬達驅(qū)動控制器可提供一個極高的速度準確度(高達0.05%/驅(qū)動器),所以實際速度值將相等于計算機設定數(shù)值。

        3.高動態(tài)的速度響應(低于0.25%/秒),由于這種系統(tǒng)使用計算機/PLC與高速通訊網(wǎng)路來控制,所以這機器速度將不受環(huán)境溫度變化/偏差的影響。

        4.自動作網(wǎng)絡分析及檢查所有相關硬件,既使SACDA計算機當機,系統(tǒng)亦能以先前的數(shù)據(jù)繼續(xù)運轉(zhuǎn),直到計算機重新開機完成。

        5.每一個控制數(shù)值將被記錄于制造的流程.這控制系統(tǒng)將提供高準確度和可靠的全機械線性率高達0.1% (LINEAR RATIO)。

        6.使用一般通用的打印機,來作日報表,周報表,月報表,季報表,打印有關于機械運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)或速度,溫度,壓力,流量等趨勢曲線圖。

        7.根據(jù)操作須要,自動打印系統(tǒng)操作分析報表,故障分析報表。

        8.當這條生產(chǎn)線在自動的速度條件下操作時,這種系統(tǒng)將可調(diào)整全部馬達加減速于同一時間內(nèi).主要是使用高速PLC,掃瞄時間將是小于40 msec,通訊更新時間將小于250 msec。

        9.這種系統(tǒng)提供機械輪子慣量自動的補償功能,這將可改善這臺機器因不同的機器輪子慣量或產(chǎn)品的線性速度性能。

        10.當系統(tǒng)須要作壓力或流量控制時,壓力或流量的數(shù)值是經(jīng)由壓力,流量感應器來偵測并回送到向量驅(qū)動器的PID控制(沒有使用任何壓力,流量控制儀表)直接地控制這馬達的加減速來控制壓力,流量值.在機械能完全配合的情況下,控制精密可高達0.1%。

        11.使用PLC的溫度控制模塊(RTD模塊),所有PT TYPE感應器或熱電偶感應器的訊號是直接回送到PLC模塊,并經(jīng)由一個PID的功能block所控制.使用這種系統(tǒng)可容易的達到0.1°C的溫度控制精度。

DCS控制系統(tǒng)的操作界面

        DCS控制系統(tǒng)使用人機界面(SCADA或者HMI)來直接設定全部的機器系統(tǒng),并使用屏幕監(jiān)視相關的配置及結構.系統(tǒng)能設定每個機器的狀況需求如電流,速度,溫度,壓力,上限下限,默認值等等。

        先用PLC處理相關的數(shù)值,在全部設定資料經(jīng)過計算后,經(jīng)由通訊網(wǎng)路傳輸?shù)今R達控制器或相關控制器來控制馬達速度與其它的控制裝備。

        在機器設定系統(tǒng),我們一般定義3個層次的 login 密碼來管理全部的操作人員,工程師或職員于不同層次的權限來操作這個系統(tǒng)。

DCS控制系統(tǒng)的設定功能包含:

        1. 機器配置及結構

        在屏幕上操作人員能設定機械,輪徑,馬達,齒輪比率,溫度,壓力,等等.操作人員能進一步選擇是否使用某段機械或者比例速度和設定相關的機械裝置數(shù)據(jù)。

        2. 速度設定

        每一個馬達控制從屏幕能設定速度及比例,操作人員能設定主要的線速度,加速比率和這臺機器生產(chǎn)線速度,單位為RPM,M/min或者百分比( % )。

        全部的速度設定數(shù)據(jù)將仍然是儲存于這部計算機的記憶體里面,那意指假如這臺機器是在連續(xù)使用中,速度設定仍然是有效的為下一個工作行程。

        3. 限制值設定

        這限制值設定主要的功能是限制較高的和較低的限制值,以確保設定的速度,溫度,壓力等的回饋值真正地在有效控制范圍HIGHT LIMIT及LOW LIMIT之間。

        HIGHT-HIGHT LIMIT較高的限制值通常是這些產(chǎn)品能忍耐的上限。

        HIGHT LIMIT較高的限制值通常是這些產(chǎn)品規(guī)挌充許的上限

        LOW LIMIT較低的限制值通常是這些產(chǎn)品規(guī)挌充許的下限

        LOW-LOW LIMIT較低的限制值通常是這些產(chǎn)品能忍耐的下限

        4. 速度設定

        設定速度參考值(SPEED REFRENCE)的目的為檢查驅(qū)動器式其它電氣設備是否保證在足夠范圍,它必須在驅(qū)動器和馬達或其它電氣設備的最大的速度范圍內(nèi)。

        考慮到每一個機器速度修正的需求和自動的加速控制, 設定速度參考值通常只可有最大的速度的 90~95 %左右.速度參考值的指示一般使用RPM或百分比 % 顯示。

        5. 啟動和停止設定

        為完成平滑的速度加速,速度設定參考值被個別地產(chǎn)生在每個驅(qū)動器上使用一個直線性的或者S曲線式的功能來啟動和停止這臺機器。

        停止方法被分成三類:

        1.緊急的停止:使用最快的速度來煞車這臺機器

        2.正常的停止:根據(jù)設定的加速和減速時間停止

        3.自由的停止:沒有任何煞車停止,停止時間依賴機器的摩擦及慣量

        6. PID 值設定

        全部的溫度,壓力,流量控制總是經(jīng)由PLC的軟件程序撰寫來處理PID控制值.

        P為比率(單位=百分比(%)),為調(diào)整安定/隱定度.

I        為績分(單位=秒),為調(diào)整反應/靈敏度.

        D為微分(單位=秒),為調(diào)整誤差量補償度.

        PID值可以是預設在SCADA工作站,這個PID值有必須是儲存經(jīng)由工程師調(diào)整后直接地設定或者經(jīng)由軟件自動調(diào)整然后的設定值.

        PID的調(diào)整將實現(xiàn)這機器的安定或準確度,它有時候必須用長時間的觀察和調(diào)整來精確地完成期待的性能.

DCS控制系統(tǒng)的異常警報功能

        DCS系統(tǒng)所控制的機器操作人員,將有良好的機械信息來關切這臺機器,例如有關機械的潤滑系統(tǒng),水,油,過濾網(wǎng)等等,重要的事件將被顯示在屏幕上.異常事件的分類及警報必定得告知操作人員和出現(xiàn)于警報的窗體.經(jīng)由操作人員或維修工程師來作事件確認.

        當DCS系統(tǒng)是處于正常的工作狀況,SCADA將繼續(xù)核對全部有連結的裝備看是否有超過原來的設定上限或者低限,經(jīng)由一個設訂好的程序,假如有任何訊號回饋不正常,它將給一個警告的警報.

        經(jīng)過PLC和網(wǎng)絡,SCADA將不斷的掃瞄每一個馬達及其它控制設備,看是否有任何異常的警報或故障/失敗的狀況.假如讀回的數(shù)值比對后是異常的,系統(tǒng)將自動引發(fā)異常事件警報功能.

DCS控制系統(tǒng)的三層次的異常

        層次 1 :這種異常需要直接的及快速的行動,將自動地停止機器運轉(zhuǎn),譬如當一個馬達驅(qū)動器是故障的時侯.

        層次 2 :這種異常能保持一個短的周期不須中止這臺機器運轉(zhuǎn),譬如當一個馬達是過熱的時侯.

        層次 3 :這種異常一般為通知操作人員當停止這臺機器時須作修理或者保養(yǎng),但是不需要中止這臺機器的運轉(zhuǎn),譬如潤滑油或過濾器是超過使用的時限.        

DCS設計思想與特點

        1、自主性:工作站通過網(wǎng)絡接口連接起來,獨自完成合理分配
的規(guī)定任務??刂乒δ荦R全、算法豐富,連續(xù)控制和批量控制集于一體。


  2、協(xié)調(diào)性:系統(tǒng)信息共享,互相調(diào)節(jié),統(tǒng)一調(diào)度。


 ?。?、友好性:軟硬件的先進技術使得人機界面更加友善便捷。


 ?。?、開放性:軟硬件采用開放式、標準化和模塊化設計,具有靈活的配置,可適應不同用戶的需要。


 ?。?、在線性:通過人機接口和I/O接口,對過程對象的數(shù)據(jù)進行實時采集、分析、記錄、監(jiān)視、操作控制,并包括對系統(tǒng)結構和組態(tài)回路的在線修改、局部故障的在線維護等。


 ?。?、可靠性:系統(tǒng)結構采用容錯設計,在任一單元失效的情況下,仍然保持系統(tǒng)的完整性。所有硬件雙重化,軟件采用程序分段與模塊化設計。

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