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新時(shí)期PLC和DCS在冶金生產(chǎn)中的選擇的技術(shù)措施分論文

時(shí)間:2021-03-20 10:25:35 畢業(yè)論文范文 我要投稿

新時(shí)期PLC和DCS在冶金生產(chǎn)中的選擇的技術(shù)措施分論文

  摘要:隨著科技的發(fā)展,PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)在冶金生產(chǎn)過程中,起著越來越重要的作用,過程監(jiān)控系統(tǒng)可以提供冶金的產(chǎn)量、質(zhì)量、安全等監(jiān)控指標(biāo),以便完成對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的檢測(cè)、顯示、記錄、調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警等功能。這些系統(tǒng)主要就是對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并且結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù),體現(xiàn)安全、高效又經(jīng)濟(jì)的功能。下文就PLC和DCS在冶金生產(chǎn)中的選擇和應(yīng)用分析進(jìn)行淺談。

新時(shí)期PLC和DCS在冶金生產(chǎn)中的選擇的技術(shù)措施分論文

  關(guān)鍵詞:PLC;DCS ;選擇;應(yīng)用

  引言

  在現(xiàn)代的工業(yè)領(lǐng)域中,為了方便工業(yè)企業(yè)的發(fā)展和管理,多數(shù)廠家都已經(jīng)采用PLC和DCS技術(shù)作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制器。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中,PLC和DCS仍然能夠引導(dǎo)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展,隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PLC和DCS也將在各個(gè)領(lǐng)域更加適應(yīng)不同客戶的要求。

  一、DCS分散控制系統(tǒng)特點(diǎn)介紹

  DCS是分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)的簡(jiǎn)稱,國(guó)內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù),其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便,DCS特點(diǎn)如下[1]。第一,高可靠性的特點(diǎn)。第二,易于維護(hù)的特點(diǎn)。第三,靈活性的特點(diǎn)。第四,協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)。第五,控制功能齊全的特點(diǎn)。

  二、PLC可編程邏輯控制器的功能特點(diǎn)

  1、可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)

  高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能[2]。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。

  2、配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)

  PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品�?梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

  3、易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎

  PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備[3]。它接口容易,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。

  三、PLC和DCS的區(qū)別

  DCS更側(cè)重于過程控制領(lǐng)域(如化工、冶煉、制藥等)主要是一些現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的監(jiān)視和調(diào)節(jié)控制,而PLC則側(cè)重于邏輯控制(機(jī)械加工類)。當(dāng)然現(xiàn)在的'PLC也能很好的處理過程控制問題,但是沒有DCS專業(yè)。模擬量大于100個(gè)點(diǎn)以上的,一般采用DCS;模擬量在100個(gè)點(diǎn)以內(nèi)的,一般采用PLC。DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”,而 PLC只是一種控制“裝置”,兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào),PLC裝置只實(shí)現(xiàn)本單元所具備的功能。

  DCS網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)的中樞神經(jīng),DCS系統(tǒng)通常采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 TCP/IP。它是安全可靠雙冗余的高速通訊網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)的拓展性與開放性更好。而 PLC因?yàn)榛旧隙紴閱蝹€(gè)小系統(tǒng)工作,在與別的PLC或上位機(jī)進(jìn)行通訊時(shí),所采用的網(wǎng)絡(luò)形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也經(jīng)常與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不符。

  響應(yīng)速度不同。PLC最早出現(xiàn)的目的是代替繼電器邏輯,因?yàn)槔^電器邏輯的響應(yīng)速度一般都在幾個(gè)毫秒以下,因此要求PLC的響應(yīng)速度要快;而DCS最早出現(xiàn)的目的是代替二次儀表,一般儀表都是測(cè)量壓力、流量、溫度、液位等,響應(yīng)速度都在幾百個(gè)毫秒到幾秒不等,要求響應(yīng)速度不高,但控制的計(jì)算方法一般都比繼電器邏輯復(fù)雜,因此DCS犧牲了速度去完成復(fù)雜的計(jì)算。

  兩者的掃描方式不同。PLC是從程序的開始一直掃描到程序結(jié)束,然后不斷循環(huán)掃描,可以說是一根腸子通到底的方式;DCS是按控制環(huán)掃面,可以說是一個(gè)多任務(wù)同時(shí)工作的方式。

  I/O冗余。DCS和PLC都能做到CPU冗余、電源冗余、底板冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余,但目前無論哪個(gè)品牌的PLC都沒有做到I/O冗余,而DCS能做到I/O冗余。

  三、系統(tǒng)的選擇

  通常在冶金生產(chǎn)過程中,如果系統(tǒng)規(guī)模較大、復(fù)雜程度較高時(shí)優(yōu)先選擇DCS系統(tǒng),因?yàn)镈CS可以對(duì)大量的模擬數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速處理、分析、運(yùn)算,能夠?qū)⒏鞣N復(fù)雜繁瑣的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。但是如果從經(jīng)濟(jì)適用的角度考慮,一些小型的,廉價(jià)的,性價(jià)比較高的系統(tǒng)可以采用PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。從售后服務(wù)的角度看,目前西門子S7系列PLC和美國(guó)羅科韋爾AB系列PLC占據(jù)主要市場(chǎng),因此在選擇相應(yīng)的系統(tǒng)時(shí),還應(yīng)該考慮售后服務(wù),技術(shù)是否有改進(jìn),能否對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。

  結(jié)語:

  通過對(duì)新時(shí)期PLC和DCS的特點(diǎn)進(jìn)行了分析,以及在冶金生產(chǎn)中的選擇進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,從而便于工業(yè)企業(yè)提高自動(dòng)化水平,選擇合適的控制系統(tǒng),從而降低工程造價(jià),促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

  參考文獻(xiàn):

  [1] 葛鎖良,袁業(yè)劍. 基于DCS和PLC的腈綸紡絲生產(chǎn)線混合控制系統(tǒng)[J]. 電氣自動(dòng)化. 2010(06)

  [2] 周學(xué)慧,袁奕,羅永濤. DCS與PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分析[J]. 平頂山工學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(01)

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新時(shí)期PLC和DCS在冶金生產(chǎn)中的選擇的技術(shù)措施分論文

  摘要:隨著科技的發(fā)展,PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)在冶金生產(chǎn)過程中,起著越來越重要的作用,過程監(jiān)控系統(tǒng)可以提供冶金的產(chǎn)量、質(zhì)量、安全等監(jiān)控指標(biāo),以便完成對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的檢測(cè)、顯示、記錄、調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警等功能。這些系統(tǒng)主要就是對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并且結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù),體現(xiàn)安全、高效又經(jīng)濟(jì)的功能。下文就PLC和DCS在冶金生產(chǎn)中的選擇和應(yīng)用分析進(jìn)行淺談。

新時(shí)期PLC和DCS在冶金生產(chǎn)中的選擇的技術(shù)措施分論文

  關(guān)鍵詞:PLC;DCS ;選擇;應(yīng)用

  引言

  在現(xiàn)代的工業(yè)領(lǐng)域中,為了方便工業(yè)企業(yè)的發(fā)展和管理,多數(shù)廠家都已經(jīng)采用PLC和DCS技術(shù)作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制器。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中,PLC和DCS仍然能夠引導(dǎo)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展,隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PLC和DCS也將在各個(gè)領(lǐng)域更加適應(yīng)不同客戶的要求。

  一、DCS分散控制系統(tǒng)特點(diǎn)介紹

  DCS是分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)的簡(jiǎn)稱,國(guó)內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù),其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便,DCS特點(diǎn)如下[1]。第一,高可靠性的特點(diǎn)。第二,易于維護(hù)的特點(diǎn)。第三,靈活性的特點(diǎn)。第四,協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)。第五,控制功能齊全的特點(diǎn)。

  二、PLC可編程邏輯控制器的功能特點(diǎn)

  1、可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)

  高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能[2]。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。

  2、配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)

  PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品�?梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

  3、易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎

  PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備[3]。它接口容易,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。

  三、PLC和DCS的區(qū)別

  DCS更側(cè)重于過程控制領(lǐng)域(如化工、冶煉、制藥等)主要是一些現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的監(jiān)視和調(diào)節(jié)控制,而PLC則側(cè)重于邏輯控制(機(jī)械加工類)。當(dāng)然現(xiàn)在的'PLC也能很好的處理過程控制問題,但是沒有DCS專業(yè)。模擬量大于100個(gè)點(diǎn)以上的,一般采用DCS;模擬量在100個(gè)點(diǎn)以內(nèi)的,一般采用PLC。DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”,而 PLC只是一種控制“裝置”,兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào),PLC裝置只實(shí)現(xiàn)本單元所具備的功能。

  DCS網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)系統(tǒng)的中樞神經(jīng),DCS系統(tǒng)通常采用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 TCP/IP。它是安全可靠雙冗余的高速通訊網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)的拓展性與開放性更好。而 PLC因?yàn)榛旧隙紴閱蝹€(gè)小系統(tǒng)工作,在與別的PLC或上位機(jī)進(jìn)行通訊時(shí),所采用的網(wǎng)絡(luò)形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也經(jīng)常與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不符。

  響應(yīng)速度不同。PLC最早出現(xiàn)的目的是代替繼電器邏輯,因?yàn)槔^電器邏輯的響應(yīng)速度一般都在幾個(gè)毫秒以下,因此要求PLC的響應(yīng)速度要快;而DCS最早出現(xiàn)的目的是代替二次儀表,一般儀表都是測(cè)量壓力、流量、溫度、液位等,響應(yīng)速度都在幾百個(gè)毫秒到幾秒不等,要求響應(yīng)速度不高,但控制的計(jì)算方法一般都比繼電器邏輯復(fù)雜,因此DCS犧牲了速度去完成復(fù)雜的計(jì)算。

  兩者的掃描方式不同。PLC是從程序的開始一直掃描到程序結(jié)束,然后不斷循環(huán)掃描,可以說是一根腸子通到底的方式;DCS是按控制環(huán)掃面,可以說是一個(gè)多任務(wù)同時(shí)工作的方式。

  I/O冗余。DCS和PLC都能做到CPU冗余、電源冗余、底板冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余,但目前無論哪個(gè)品牌的PLC都沒有做到I/O冗余,而DCS能做到I/O冗余。

  三、系統(tǒng)的選擇

  通常在冶金生產(chǎn)過程中,如果系統(tǒng)規(guī)模較大、復(fù)雜程度較高時(shí)優(yōu)先選擇DCS系統(tǒng),因?yàn)镈CS可以對(duì)大量的模擬數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速處理、分析、運(yùn)算,能夠?qū)⒏鞣N復(fù)雜繁瑣的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。但是如果從經(jīng)濟(jì)適用的角度考慮,一些小型的,廉價(jià)的,性價(jià)比較高的系統(tǒng)可以采用PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。從售后服務(wù)的角度看,目前西門子S7系列PLC和美國(guó)羅科韋爾AB系列PLC占據(jù)主要市場(chǎng),因此在選擇相應(yīng)的系統(tǒng)時(shí),還應(yīng)該考慮售后服務(wù),技術(shù)是否有改進(jìn),能否對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。

  結(jié)語:

  通過對(duì)新時(shí)期PLC和DCS的特點(diǎn)進(jìn)行了分析,以及在冶金生產(chǎn)中的選擇進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,從而便于工業(yè)企業(yè)提高自動(dòng)化水平,選擇合適的控制系統(tǒng),從而降低工程造價(jià),促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

  參考文獻(xiàn):

  [1] 葛鎖良,袁業(yè)劍. 基于DCS和PLC的腈綸紡絲生產(chǎn)線混合控制系統(tǒng)[J]. 電氣自動(dòng)化. 2010(06)

  [2] 周學(xué)慧,袁奕,羅永濤. DCS與PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分析[J]. 平頂山工學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(01)