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DCS系统优势性能、设计思想与特点

发布时间:2006-08-31 20:43   类型:专业论文   人浏览

                  DCS系统有如下的优势性能:

1.这种系统使用高速通讯网路及全数字的马达驱动器和友善的SCADA(数据通讯时间小于250m秒)使用HMI(人机接口)控制.它可容易的操作整个机器设备以达到完美的性能要求.

2.我们从SCADA监控计算机来设定马达速度的设定值.由于纯向量式的马达驱动控制器可提供一个极高的速度准确度(高达0.05%/驱动器),所以实际速度值将相等于计算机设定数值.

3.高动态的速度响应(低于0.25%/秒),由于这种系统使用计算机/PLC与高速通讯网路来控制,所以这机器速度将不受环境温度变化/偏差的影响.

4.自动作网络分析及检查所有相关硬件,既使SACDA计算机当机,系统亦能以先前的数据继续运转,直到计算机重新开机完成.

5.每一个控制数值将被记录于制造的流程.这控制系统将提供高准确度和可靠的全机械线性率高达0.1% (LINEAR RATIO).

6.使用一般通用的打印机,来作日报表,周报表,月报表,季报表,打印有关于机械运转的数据或速度,温度,压力,流量等趋势曲线图

7.根据操作须要,自动打印系统操作分析报表,故障分析报表.

8.当这条生产线在自动的速度条件下操作时,这种系统将可调整全部马达加减速于同一时间内.主要是使用高速PLC,扫瞄时间将是小于40 msec,通讯更新时间将小于250 msec.

9.这种系统提供机械轮子惯量自动的补偿功能,这将可改善这台机器因不同的机器轮子惯量或产品的线性速度性能.

10.当系统须要作压力或流量控制时,压力或流量的数值是经由压力,流量感应器来侦测并回送到向量驱动器的PID控制(没有使用任何压力,流量控制仪表)直接地控制这马达的加减速来控制压力,流量值.在机械能完全配合的情况下,控制精密可高达0.1%.

11.使用PLC的温度控制模块(RTD模块),所有PT TYPE感应器或热电偶感应器的讯号是直接回送到PLC模块,并经由一个PID的功能block所控制.使用这种系统可容易的达到0.1°C的温度控制精度.

DCS控制纟统的操作界面

DCS控制纟统使用人机界面(SCADA或者HMI)来直接设定全部的机器系统,并使用屏幕监视相关的配置及结构.系统能设定每个机器的状况需求如电流,速度,温度,压力,上限下限,默认值等等.

先用PLC处理相关的数值,在全部设定资料经过计算后,经由通讯网路传输到马达控制器或相关控制器来控制马达速度与其它的控制装备.

在机器设定系统,我们一般定义3个层次的 login 密码来管理全部的操作人员,工程师或职员于不同层次的权限来操作这个系统.

DCS控制纟统的设定功能包含:

1. 机器配置及结构

在屏幕上操作人员能设定机械,轮径,马达,齿轮比率,温度,压力,等等.操作人员能进一步选择是否使用某段机械或者比例速度和设定相关的机械装置数据.

2. 速度设定

每一个马达控制从屏幕能设定速度及比例,操作人员能设定主要的线速度,加速比率和这台机器生产线速度,单位为RPM,M/min或者百分比( % ). 

全部的速度设定数据将仍然是储存于这部计算机的记忆体里面,那意指假如这台机器是在连续使用中,速度设定仍然是有效的为下一个工作行程.

3. 限制值设定

这限制值设定主要的功能是限制较高的和较低的限制值,以确保设定的速度,温度,压力等的回馈值真正地在有效控制范围HIGHT LIMIT及LOW LIMIT之间.

HIGHT-HIGHT LIMIT较高的限制值通常是这些产品能忍耐的上限.

HIGHT LIMIT较高的限制值通常是这些产品规挌充许的上限

LOW LIMIT较低的限制值通常是这些产品规挌充许的下限.

LOW-LOW LIMIT较低的限制值通常是这些产品能忍耐的下限

4. 速度设定

设定速度参考值(SPEED REFRENCE)的目的为检查驱动器式其它电气设备是否保证在足够范围,它必须在驱动器和马达或其它电气设备的最大的速度范围内.

考虑到每一个机器速度修正的需求和自动的加速控制, 设定速度参考值通常只可有最大的速度的 90~95 %左右.速度参考值的指示一般使用RPM或百分比 % 显示.

5. 启动和停止设定

为完成平滑的速度加速,速度设定参考值被个别地产生在每个驱动器上使用一个直线性的或者S曲线式的功能来启动和停止这台机器.

停止方法被分成三类:

1.紧急的停止:使用最快的速度来煞车这台机器.

2.正常的停止:根据设定的加速和减速时间停止.

3.自由的停止:没有任何煞车停止,停止时间依赖机器的摩擦及惯量.

6. PID 值设定

全部的温度,压力,流量控制总是经由PLC的软件程序撰写来处理PID控制值.

P为比率(单位=百分比(%)),为调整安定/隐定度.

I为绩分(单位=秒),为调整反应/灵敏度.

D为微分(单位=秒),为调整误差量补偿度.

PID值可以是预设在SCADA工作站,这个PID值有必须是储存经由工程师调整后直接地设定或者经由软件自动调整然后的设定值.

PID的调整将实现这机器的安定或准确度,它有时候必须用长时间的观察和调整来精确地完成期待的性能.

DCS控制系统的异常警报功能

DCS系统所控制的机器操作人员,将有良好的机械信息来关切这台机器,例如有关机械的润滑系统,水,油,过滤网等等,重要的事件将被显示在屏幕上.异常事件的分类及警报必定得告知操作人员和出现于警报的窗体.经由操作人员或维修工程师来作事件确认.

当DCS系统是处于正常的工作状况,SCADA将继续核对全部有连结的装备看是否有超过原来的设定上限或者低限,经由一个设订好的程序,假如有任何讯号回馈不正常,它将给一个警告的警报.

经过PLC和网络,SCADA将不断的扫瞄每一个马达及其它控制设备,看是否有任何异常的警报或故障/失败的状况.假如读回的数值比对后是异常的,系统将自动引发异常事件警报功能.

DCS控制纟统的三层次的异常

层次 1 :这种异常需要直接的及快速的行动,将自动地停止机器运转,譬如当一个马达驱动器是故障的时侯.

层次 2 :这种异常能保持一个短的周期不须中止这台机器运转,譬如当一个马达是过热的时侯.

层次 3 :这种异常一般为通知操作人员当停止这台机器时须作修理或者保养,但是不需要中止这台机器的运转,譬如润滑油或过滤器是超过使用的时限.         


                      DCS设计思想与特点

        

  1。自主性:工作站通过网络接口连接起来,独自完成合理分配
的规定任务。控制功能齐全、算法丰富,连续控制和批量控制集于一体。


  2。协调性:系统信息共享,互相调节,统一调度。


  3。友好性:软硬件的先进技术使得人机界面更加友善便捷。


  4。开放性:软硬件采用开放式、标准化和模块化设计,具有灵活的配置,可适应不同用户的需要。


  5。在线性:通过人机接口和I/O接口,对过程对象的数据进行实时采集、分析、记录、监视、操作控制,并包括对系统结构和组态回路的在线修改、局部故障的在线维护等。


  6。可靠性:系统结构采用容错设计,在任一单元失效的情况下,仍然保持系统的完整性。所有硬件双重化,软件采用程序分段与模块化设计。








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