第九讲 回路控制器和DCS系统 点击:0 | 回复:1



teacher zhang

    
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发表于:2002-11-07 21:27:00
楼主
七十年代,因为在现场工作的仪表工程师们对数字控制不太熟悉,希望数字控制的仪表面板作成与原来的模拟仪表的一样,这样就可以不改变操作习惯,另外也是为了危险分散,因而就出现了回路控制器。如HONEYWELL公司的KMM系列、FOXBORO公司的SPEC 200和日本北辰(后与横河合并)的HOMAC系列表,在面板上有过程变量(PV)、设定值和控制输出(CO)的棒图,指针式显示的过程值,手/自动切换、报警确认等。这种能完成以PID为基础的回路控制的数字仪表,只有一个或两个回路(两个单回路)。当时有人为了不与可编程序逻辑控制器(PLC)混淆,称这种仪表为可编程序调节器。到80年代出现了双回路(可作两个串级回路)、四回路的控制器、32路数据采集器以及无纸记录仪等一系列数字仪表,在面板上仍保留棒图和手/自动切换,用数字显示代替指针显示,这些数字仪表统称为回路控制器。 到目前为止,这种仪表种类很多。最有特点的是能与上位(即人机界面)通讯组成一个系统,每一块表可以与现场总线相连,I/O可以根据需要扩展,它内部的算法预先用程序作成功能块的形式,存在ROM中。可以按照所要求的控制策略,进行组态(不是编程)。如美国MOORE公司的353产品有80多块功能块,通过组态路图实现控制组态,用MODBUS与人机界面相连,人机界面的监控软件既可以用IFIX、也可以用INTOUCH。因为这两种软件都有这种可编程序调节器的驱动软件。国产监控软件只要有这种可编程序调节器的驱动软件,同样可以作为这种系统的监控软件。否则连不上去。353本身只有4个AI,2个AO,也就是能完成2个PID回路的控制。如果要增加控制回路,就要采用现场总线,因为它有LONWORKS的接口,可以把LONWORKS的模块连到该总线上。在组成系统时,要进行软件捆绑。为了数据安全,在表和总线之间加光电转换器。这种系统见图一。又如FOXBORO公司和SMAR公司的回路控制器,它有多回路的。并且还有与可编程控制器(PLC)的接口,所以在我国应用也比较多。 有几个模拟量的输出,就称为几回路的控制器。模拟量的输入可以多于模拟量的输出。另外还可以有少量的开关量的输入、输出。 另一类是不能与现场总线相连,它的I/O点数不能扩展,但它也能与 上位通讯组成一个系统。这种产品如美国HONEYWELL 公司的UDC、FOXBORO公司的另外的产品,费希尔的900系列、日本横河、富士、东芝和欧洲ABB公司都有类似的产品。最有代表性的产品是香港欧陆的系统6000,采用英国多家厂商的回路控制器,美国的可编程控制器,美国的监控软件,由香港人集成成为S6000系统。。由于它有良好的销售网络,在大陆应用很为广泛。尤其是制药行业应用较多。 可以用铺天盖地来形容产品之多的数显表是把PID算法作成固定的,只要把过程变量(PV)接到仪表的端子上,人为输进设定,表就能输出控制量(CO)。也就是说,一个仪表只有一个功能块,就是PID,这样的产品国内、外已经很多,如日本千野的表,香港朝辉,国内天辰、天津仪表厂、沿海各省的仪表厂等都生产这样的产品。国内有时把它们叫作S系列仪表。产品的外观见图三。它的功能非常单一,一块表只能完成一个功能。特点是不能组态。每一块表的价格只有几百元人民币。但进口的也需4000元左右。 总的来看回路控制器的输入、输出点数很少。如果有几百个I/O点,完成几十个PID回路的控制任务,而每个表都需要有一个外壳和带棒图显示的面板,相对于可插模件来说,其价格就高多了。另外它的功能块相对于DCS控制器来说要少很多,因为它的内存较小,特别是当既有很多的模拟量采集量、又有开关量并且还有高级运算,用回路控制器就更不合算。如果没有上位来显示,又感到不太直观。由回路控制器集成的系统,加上以CRT为基础的人机界面,其价格比由模件组成的DCS就高多了。还有一个缺点,回路控制器组成的系统一般采用MODBUS与人机界面相连,只能采用星形结构,即只有一个主站。对于电厂需要冗余操作站来说,这就是一个缺陷。所以它只适用于比较小的系统,即I/O点数比较少,且控制回路较多的被控对象中。如生产抗生素的制药厂就比较适用。另外,特别是对于一些化工企业,经常用于户外操作,它有特有的优势。有如电厂的旁路系统,采用它们也比较合适。也就是说它也占有一定的市场份额。它们的设计原理与DCS没有任何差别。把DCS的控制器和它相应的手操站合在一起,就是可骗程序调节器。所以说回路控制器是DCS系统中的一个分支,从本质上说还属于DCS。 对于DCS、PLC和可编程序调节器等都是计算机控制系统,它们的共同点是其基本结构相似,其中有几部分是必不可少的,只是随着系统规模的大小和被控对象的差别有一些区别。要把现场信号读进控制系统,首先把传感器的信号线接到端子。如果传感器不是一个,它的信号线多了,并需要作一些信号预处理,这时就要端子板。模拟信号要转换成数字信号,要模拟输入板。经运算后输出,要把数字信号转换成模拟信号,需要输出板,然后到端子板。最后将信号送到执行器(如阀门)。由于通讯技术的发展,控制系统中只有运算部分(即控制器)是可以讨论的,如果采用基金会现场总线,可以把这部分省去。把作运算的功能块分别存到传感器和执行器的存储器中。组态时通过网络去调用。目前由于开发的功能块还不太多、又受到各厂家利益的限制,这种总线应用还不够广泛。FISHER-ROSEMOUNT公司为现场总线作了许多工作。 比较大的系统,一定要有以CRT(或液晶显示器LCD)为基础的人机界面,用起来才会比较方便。对于用户来说,投资少、用起来又比较方便、功能比较全的系统才是合用的。



friday

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发表于:2002-11-07 21:27:00
1楼
请问前面几讲在哪可以找到呢?

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