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目前,在連續(xù)型流程生產(chǎn)工業(yè)過程控制中,有三大控制系統(tǒng),即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下:
1.1PLC
(1)從開關量控制發(fā)展到順序控制、運算處理,是從下往上的。
(2)邏輯控制、定時控制、計數(shù)控制、步進(順序)控制、連續(xù)PID控制、數(shù)據(jù)控制-PLC具有數(shù)據(jù)處理能力、通信和聯(lián)網(wǎng)等多功能。
(3)可用一臺PC機為主站,多臺同型PLC為從站。
(4)也可一臺PLC為主站,多臺同型PLC為從站,構成PLC網(wǎng)絡。這比用PC機作主站方便之處是:有用戶編程時,不必知道通信協(xié)議,只要按說明書格式寫就行。
(5)PLC網(wǎng)絡既可作為獨立DCS/TDCS,也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。
(6)主要用于工業(yè)過程中的順序控制,新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。
1.2DCS
(1)分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C(Communication,Computer,Control、CRT)技術于一身的監(jiān)控技術,是第四代過程控制系統(tǒng)。既有計算機控制系統(tǒng)控制算式先進、精度高、響應速度快的優(yōu)點,又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠、維護方便的要求。
(2)從上到下的樹狀拓撲大系統(tǒng),其中通信(Communication)是關鍵。
(3)是樹狀拓撲和并行連續(xù)的鏈路結構,也有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場儀器儀表。
(4)模擬信號,A/D—D/A、帶微處理器的混合。是由幾臺計算機和一些智能儀表智能部件組成,并逐漸地以數(shù)字信號來取代模擬信號。
(5)一臺儀表一對線接到I/O,由控制站掛到局域網(wǎng)LAN。
(6)DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現(xiàn)場儀表(現(xiàn)場測控站)的3級結構。缺點是成本高,各公司產(chǎn)品不能互換,不能互操作,大DCS系統(tǒng)是各家不同的。
(7)用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制,如石化、大型電廠機組的集中控制等。
1.3FCS
(1)FCS是第五代過程控制系統(tǒng),它是21世紀自動化控制系統(tǒng)的方向。是3C技術(Communication,Computer,Control)的融合。基本任務是:本質(本征)安全、危險區(qū)域、易變過程、難于對付的非常環(huán)境。
(2)全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。
(3)用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場儀表、控制裝置,取代每臺儀表的兩根線。“現(xiàn)場控制”取代“分散控制”;數(shù)據(jù)的傳輸采用“總線”方式。
(4)從控制室到現(xiàn)場設備的雙向數(shù)字通信總線,是互聯(lián)的、雙向的、串行多節(jié)點、開放的數(shù)字通信系統(tǒng)取代單向的、單點、并行、封閉的模擬系統(tǒng)。
(5)用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
(6)把微機處理器轉入現(xiàn)場自控設備,使設備具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力,信號傳輸精度高,遠程傳輸。實現(xiàn)信號傳輸全數(shù)字化、控制功能分散、標準統(tǒng)一全開放。
(7)可上局域網(wǎng),再可與internet相通。既是通信網(wǎng)絡,又是控制網(wǎng)絡。
(8)3類FCS的典型應用:1)連續(xù)的工藝過程自動控制如石油化工,其中“本安防爆”技術是絕對重要的;2)分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車;3)多點控制如樓宇自動化。
這三大控制系統(tǒng),尤其是DCS、PLC,都在電站得到了廣泛應用,而且效果也非常好。
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