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国内自动化集散控制系统发展

发布时间:2021-08-24 17:09:48      点击次数:288

自动化集散控制系统简述:

 

复杂生产过程的自动控制系统是一个规模庞大、功能齐全的系统。要实时采集几千个参数值,自动控制数百个变量,存储几十亿个数据,并要完成显示记录、监控报警、事故处理、自动启停、系统优化等各种功能。因此,如果系统没有合理的结构和有效的通信联系,是无法正常工作的。

分级的递阶结构

    当前的生产过程自动控制系统大多采用分级的递阶结构,除去顶层的上位机系统和底层的生产过程。余下的部分就是狭义的集散控制系统,这在国内已成为习惯的术语。事实上,整个工厂乃至公司集团的经营、管理、设计和生产等环节的自动化系统也是一个广义的集散控制系统。为了区分起见,对后者常省略“控制”两字,称集散系统。其实两者并没有严格的区分界限和差别。

 

    生产过程依据其运转的特点可以分成三种类型:连续生产过程,如炼铁、炼油、发电、石化、化工等;离散生产过程,如机械制造、电子设备、家用电器、定量包装、仓库管理等;以及批量生产过程,如热处理、非连续的窑炉生产等但是,当对一个工厂实现全面自动化时,往往既有连续过程自动化,也有离散和批量过程自动化。如炼油是连续生产过程,运油的轮船和油幼车的计量灌装是批量生产过程.而修配车间是离散生产过程。因此,集散控制系统的功能应该满足三种类型的生产过程自动化的需求。

    集散控制系统的最低层是检测装置和执行机构,它们直接安装在生产设备上,是集散控制系统与生产过程的接合部位。检测装置是集散控制系统的感觉系统,集散控制系统通过检测生产过程的各种热工、电工、机械、化学和辐射等参数,可以对生产过程所处的状况了如指掌。执行机构是集散控制系统操作生产设备的“手”.由自动阀门、挡板、开关和自动定位装置等组成。最新型的智能检测装置和智能执行机构,都配有微处理器,具有相当强的数据处理和逻辑判断的能力。

    检测装置和执行机构通过现场总线同现场控制器连接,由数字通信实现信息交换。因而.新型集散控制系统的现场接线大大减少。

    现场控制器、检测装置和执行机构组成了过程控制级。从纵向来看,过程控制级是集散系统的墓层,承担起对生产过程的实时控制和实时数据采集的任务。从过程控制级的横向来看,是由成百上千个现场控制器组成的,它们虽然装在同一个或邻近的若干个机柜里,但是各司其职,在功能上是分散的,因而具有极高的整体可靠性。

 

    现场控制器的种类很多,如各类现场控制单元、可编程调节器、可编程逻辑控制器、工控模板微机和小型工控机等。现场控制器接收由检测装置发送并通过现场总线传来的信息,经过比较和处理后,产生控制指令,再通过现场总线把指令发送到有关的执行机构,指挥执行机构动作,完成实时控制任务。

    过程控制级的现场控制器都挂数据高速通道上。通过数据高速通道相互之间可以共享系统中的各种数据。生产过程的各项控制任务.可IA由一个Sl..场控制器完成,也可以由若干个现场控制器共同来完成;可以采用常规的PID控制规律,也可采用各神高级的控制玩律,例如串级控制、前馈一反馈复合控制、预估控制、自适应控制和多变量解偶控制等。控制系统的组织和参数的设定通过“软件”来完成,这种用软件来组织或改变控制系统的结构和设定控制器的参数叫做“组态”。组态可以在现场控制器机柜内进行,也可以由中央控制室的集中监控站来完成。

    现场控制器除执行控制(连续的或逻辑的)任务外.还可完成数据采集、多级监视报警、历史数据保存、各种算法实现自动化集散控制系统等功能。


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