行业技术
- 随着规模不断扩大，山东京博控股发展有限公司油品发货系统越显效率低下，经常出现产品积压和油罐车拥挤混乱现象。京博控股通过对整个流程和装油自动化设备进行了详细的调查和分析，发现原有系统存在很多问题，京博控股果断决定更换发油系统。 一 原系统问题 原系统采用PCC集中控制+交易软件的模式。14个鹤位的I/O集中接到控制室的PCC上，上位机采用组态软件开发发油界面，交易软件采用Delph开发。 (1)上位机和PCC的发油系统经常出现通信中断，或者不稳定，经常不得不手动装车； (2)手动装车后，用PCC装车的数据不能自动上传到发油交易系统，经常重复劳动； (3)14个鹤位所有数据量采用集中式控制，在中控室采用一个PCC来控制，使布线复杂； (4)温度信号不能采集，或不准确，导致装车用PCC的计数脉冲不能精确计算测量； (5)不能灵活地改变鹤位及油泵的对应关系，使鹤位利用效率低。 二 新系统方案介绍 京博集团发油系统承担着年吞吐量300万吨成品油的发送任务，根据各种油品的数量和往年的发油情况，设计规模定为600万吨。控制系统的设计规模一期按14个鹤位的容量进行配置，紧接着二期增加14个鹤位。 经过一段时间的认真考察，最终选择PCC分布式自动化装油方案。该方案采用贝加莱(B&R)的X20分布式PCC作为下位机；每个鹤位和泵站采用一个X20CP0292紧凑型CPU及分布I/O，采集和控制现场的可燃气体报警、接地报警、流量计等各种控制信号，并通过RS-232和显示屏及键盘相连，完成当地的人机交互。中控室的X20CP1484标准CPU，通过CAN总线或者以太网和14个鹤位及泵站相连，构成一个分布式的控制系统。采用贝加莱的APC620工控机为上位机服务器，采用贝加莱APROL系统为上位机组态，通过OPC和交易系统通信。系统拓扑图如图所示。 1. PCC简介 贝加莱的X20是分布式PCC系统，各种模块之间可进行组合。 X20PCC的大量功能支持可帮助用户进行编程、启动、维护，它主要有高速的指令处理、浮点数运算、方便用户的参数赋值、人机界面、诊断功能、口令保护等功能。 X20PCC具有多种不同的通信接口，可用来连接各种工业现场总线和工业以太网总线系统，方便用户的数据交换。B&R独有的INA通信，更是让编程者省去了通信编程调试的烦恼和工作量。 2. 发货控制系统简介 罐区油罐的油品通过10条母管输送到发油台，各装车口采用多泵对多鹤位的结构，各管线都有回油装置。 3. 自动控制系统 结构和功能 发油自动控制系统由业务工作站、监控工作站、定量控制系统和现场仪表设备组成。 a.工作站 业务管理系统由接入局域网的计算机、打印机和UPS电源组成，分别设在业务室、磅房等相关业务科室内。 功能：完成领油预约；车辆自动调度、鹤位自动分配；完成用户指标管理，包括注册开户、各种查询、信息修改；完成发油结算、自动制表功能；具有油操作员权限管理及口令设置修改等；通过局域网构建完整的控制管理系统；通过连接局域网实现信息共享。 b.监控工作站 监控工作站由连接PCC和交易软件的APC工控机和APROL组成，设在发油控制室内。 功能：发油通道的管理和控制，如通道的开关、屏蔽、发油继续或暂停等；监控发油站台工况，实时、动态反映设备运行状态和数据；多画面切换监控功能。系统功能组态(参数设置)功能：如通道油品定义、标密设定等；工作状态设置功能：如鹤位的泵输／自流选择；弹出式报警窗口，所有故障点的监测报警显示，报警声提示；设备调校平台，用于设备的调试、维护和参数测试；下位机控制系统操作运行记录，历史故障辑录通过局域网实现信息共享。 c.定量控制系统 发油控制系统由控制柜、现场控制设备和现场工艺设备组成。采用以X20系列PCC作为控制系统的核心。 功能：鹤管发油自动定量控制；油每200L自动暂停／启动功能；启停与阀的开关的智能化控制：如实现电液阀的开度调节、泵-阀的时序控制；现场发油的人工干预；现场的操作提示和实时流量显示；实现静电接地的信号联锁，不可忽视鹤管在位联锁保护；控制系统对通道的人工干预、系统运行状态和故障的指示；实现离线自动定量发油：在上位机监控工作站和业务工作站故障的情况下，或者在紧急情况下，以控制柜为核心的发油控制系统可实现无需预约的离线自动定量发油。 d.现场控制设备 现场控制检测设备有：电液阀、质量流量计，操作终端、悬挂式大屏幕显示器(可选)、鹤管在位开关、静电接地装置、急停按钮。 用电液阀作为鹤管付油控制开关阀门；用质量流量计(0.2级)作为汽车发油流量计；汽车付油现场使用LCD作为操作终端，用于完成用户身份识别、定量输入、流量显示、启停操作、状态指示并带有操作回音功能；每个鹤位设LCD大屏幕显示器，为用户提供直观的付油过程数据和操作状态；每个鹤位安装接地一体化检测装置，作为发油静电接地安全保护联锁信号；每个鹤管安装鹤管防溢油传感器，作为油罐车液位安全保护联锁信号；每个付油平台安装一只急停按钮开关，作为危险情况时实施急停操作手段；每条主管线设温度变送器检测油品温度；每个鹤管安装鹤管在位开关，作为发油联锁保护信号。 e.软件环境 (1)开发工具：贝加莱AS编程软件和贝加莱APROL系统软件； (2)运行环境：监控工作站为Linux，业务工作站为WinXP； (3)软件功能：报表查询管理功能，该软件的功能能满足用户提出的要求，能对发油的数据管理、查询、制表。能在网络的客户端运行，访问现场的发油情况以及现场各个设备的当前工作状态。 4.几个控制功能 a. 流速控制 对于鹤管和加油枪要求保持一定的流量(流速)范围，以保证加油作业的安全和效率。由于下列情况可能造成发油流量的变化：大罐液位的高低不同；管线长短不同；同种油品同时发油车位多少不同；使用鹤管和加油枪不同。 采用开关阀的二次调速，从而调节发油流速。 b.精确定量控制 可在发油结束前的定量关闭过程中提前关闭电液阀，当达到定量数量(有一微小的提前量)时快速关断电液阀并停泵，实现定量控制。 c.车位自动分配 领油用户在业务工作站进行预约。油库工作人员依次将前来领油用户的预约信息输入业务工作站。当一个用户的预约被接受时，打印机自动为该用户打印预约单。该用户持预约单将油罐车驶入付油区指定车位排队等待。 三 新系统优势 (1)系统分全自动装车、APROL独立装车、PCC独立装车3个等级的装车状态，有效地预防了在不明故障下问题的解决。并且，待交易系统恢复后，APROL独立装车、PCC独立装车时的数据能自动上传，减少了工作人员的工作量； (2)系统采用分布式结构，使结构清晰，维护和施工非常方便，增加了安全性、可靠性； (3)系统可按照生产和销售计划，随时调整泵站和鹤位的对应关系； (4)系统扩展方便，随着规模扩大，鹤位逐步增加，每增加一个鹤位就增加一个紧凑的鹤位PCC，通过以太网或者CAN总线直接挂在现场总线上即可； (5)该系统采用X20系统，具备高的I/O密度、扩展方便、可热插拔； (6)随着技术不断进步，如果工艺流程的改变，需要更改鹤位CPU的程序，可以在中控室通过以太网，利用B&R的INA通信技术，直接将改动的程序下载到鹤位PCC上。 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 项目背景： 1981年在日本地铁Portdown线路中采用了半封闭式的安全门系统，主要用来保证在站台上乘客的候车安全。在1988年，新加坡NEL线首次采用了屏蔽门系统(Platform Screen Door System)。中国大陆地区最早安装屏蔽门系统的是广州地铁二号线，取得了良好的效果。进入二十一世纪后，中国轨道交通建设始终处于高速发展之中，屏蔽门系统也得到了更为广泛的应用。 项目意义： 经实践验证建设屏蔽门系统有以下三点必要性: 1、安全: 屏蔽门可以避免乘客由于各种意外事故掉下站台而受到伤害，保证了乘客的人身安全。 2、节能: 建设屏蔽门系统的地铁工程，相对环控系统采用闭式系统比较，采用屏蔽门系统可以节省30％－－50％的环控运营能耗。 3、环保: 改善了乘客在站台的候车环境，在环境质量、噪声及舒适度的水平上都有所提高。目前屏蔽门的种类分全高式和半高式两种，适应不同的需要。 项目简介： 上海9#线（徐家汇-松江）的一期项目中，共9个站，共安装贝加莱22个控制器PCC 2003 ，20个15寸触摸屏4PP120，在此第一期项目中贝加莱公司和瑞士KABA公司合作。瑞士卡巴公司是全球生产自动门最知名的厂商之一，在自动门领域占全球市场57%的份额，主要客户遍及世界500强公司，同时这家公司在全球的多个项目中均采用贝加莱的PCC控制系统和显示屏对地铁屏蔽门进行高精度的控制。 现场控制系统图如下： 贝加莱控制解决方案： 贝加莱的PCC控制系统提供CAN总线的冗余，使用双CAN总线和门控制器联接，与显示器采用Ethernet联接，B&R 2003灵活的通信能力确保了以上通信要求都能实现，CPU模块CP570管理所有的门控制器、离散I/O和网络连接。 B&R PP120作为中央显示单元，每个控制室的操作终端采用15“显示屏，操作员和维护人员从而可以在现场进行监测工作。 Automation Studio是一个集成了项目中所有组件工具的软件开发环境，因此可应用于任何规模任何范围的项目。无论在项目的哪个阶段，规划、执行、测试、生产或调试过程中，统一的开发环境既提高了生产效率又保证了产品质量。在屏蔽门控制器的开发设计过程中，Automation Studio提供了一个优化的编程环境，采用C语言来开发系统，保证一个系统长时期使用。还可以设置用户输入密码以进入系统。每扇单独的门都配备一个门控制单元(DCU)，根据接收的指令，控制单元专门控制电机和开关门机械装置，确保在安全范围内门的作用力和速度都处于最优化的状态，同时，对门上的传感器和执行器的状态进行监测，并不断发送相关数据至站台屏蔽门控制器(PSC)。地铁屏蔽门触发事件的动作必须清晰直观地被显示，典型的事件包括门口堵塞、电机过热、手动撤消故障等。所有这些事件触发都通过PCC控制系统先进行数据采集，并通过Automation Studio软件进行软件开发，对所有的触发事件进行响应和处理。 2007年11月29日，有着“古道时速”之称的轨道交通9号线一期工程（松江－－桂林路）成功投入运营，安全的屏蔽门系统让旅客放心地安全进出每一站，并起到了节能降耗的作用。 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 摘要：本文着重论述了德国BECKHOFF新一代嵌入是PC的新特点，以及在九洲PowerWinVert-A型风电变流器中的应用。 关键字：嵌入式系统 可编程自动控制器 现场总线 变流器 1.引言 在建立控制系统时，系统集成商毫无例外地总是希望能使用比较少的设备来实现更多的功能。他们需要控制系统不仅能处理数字I/O和运动，而且还可以集成用于自动化监控和测试的视觉功能和模块化仪器。此外，控制系统还必须能实时地处理控制算法和分析任务并把数据传送回企业。您是否能同时拥有PC的功能和PLC（可编程控制器）的可靠性吗？ 倍福公司设计可编程自动控制器（PAC）,就是这样一个的平台,他是一种新类型的控制器，该控制器结合了PC的处理器、RAM和软件的优势，以及PLC固有的可靠性、坚固性和分布特性.正逐渐占领自动化领域。 基于以上特点,在我们设计的PowerWinVert-A风电变流器中选择了倍福的PAC做为信号采集，控制与远程通讯的平台。. 九洲公司的PowerWinVert-A型风电变流器采用了独特的输入切分技术、优化的PWM多重化叠加技术、可靠的无焊接IGBT技术、高效的桥式逆变技术、先进的光纤传送技术、完善的过流过压保护技术、连续波形变换技术以及远程通讯控制技术等，汇集了国际同类产品优点，是完全按照中国国情及风电机组、电网输配电等要求而开发的新一代风电变换产品。 2.PAC硬件简介 2.1系统构成 一个完整的PAC系统包括以下几种模块组成（但不是每种都必须有）： 基本CPU模块。 系统接口模块。 电源和IO接口模块。 现场总线模块。 数字量和模拟量采集模块， UPS模块。 图1:倍福PAC系统外观图 2.2CPU模块 存储器选配:64M字节闪存+128M字节RAM。 DVI/USB选配:选带或不带DVI/USB接口模块。 操作系统选配:WindowsCE.NET。 WindowsXP嵌入式(要求CF卡)。 TwinCAT实时PLC选配: 不带TwinCAT。 TwinCATCEPLC或TwinCATPLC(取决于操作系统)。 TwinCATCENC或TwinCATNC(取决于操作系统)。 2.3接口模块 显示器和触摸屏接口: DVI:视频信号通过标准的DVI连接到显示器上。USB:可连接触摸屏或鼠标,键盘,扫描仪,打印机,CD-ROM读写器 高速度232接口：最大传输速率115K 音频信号接口：主要提供音频输入输出接口。 视频信号接口：主要提供视频输入输出接口。 3．九洲PowerWinVert-A型风电变流器主电路工作原理 图2PowerWinVert-A型风电变流器主电路拓扑结构 我们选用的是不可控整流+升压斩波+SPWM逆变的电路结构 3.1主电路结构说明 发电机使用的是永磁同步发电机，采用六相不可控整流桥对其进行12脉冲整流，在输出端并上电容进行稳压，减小直流脉动。考虑到电流波形畸变和发电机内感的存在，在发电机输出端并上无功补偿电容，提高发电机的功率因数和利用效率。在中间直流环节，采用升压斩波电路。在逆变环节，采用两个SPWM逆变桥通过滤波电抗并联的形式，以减小每个IGBT通过的电流大小，还能在一定的控制方法配合下防止连个逆变器输出电流不等从而防止环流问题出现。另外，为了防止直流母线电压过高损坏器件，加入了直流母线钳位电路；为了电路开始运行对电容充电电流过大，加入了电容的预充电支路，同时该支路还保证发电机没工作时的直流母线侧上也有电压，能对电网进行无功率补偿。 3.2工作原理 随着风速的变化，风轮的转速也在变化，因此发电机发出的交流电的电压和频率是不断变化的，该变压变频的交流点经过AC-DC变换后变为了幅度不断变化的直流电，然后经过升压斩波稳压后转化为电压幅值稳定而电流大小随风速度不断变化的直流电，再经过SPWM逆变器，变成了与电网相位频率相同，输出电压随风速不断变化且略高于电网电压的三相交流电，最后经过滤波电抗器并网，输出电压高与电网部分降在滤波电抗器上，从而完成了直驱并网型风力发电机变流电路将变频变压交流电转化为能并网的交流电的任务。 4 倍福PAC在变流器中的应用 图3：倍福PAC在变流器中的应用框图 4.1系统介绍 整个系统可以实现对变流器运行的全方位监控，其中以太网门接口用于连接风场集中控制站，交换机2可以实现与其他变流器的信息互联。触摸屏用于本地变流器状态信息的查看和设置，主控器通过Prifibus总线与变流器PLC，机舱PLC，低压PLC的连接，具体负责现场各点的模拟量与数字量的采集和控制。 4.2主控制器部分 作为现场总线的主站，负责系统的整体控制，主要由以下几部分组成 CX1020-0111：CPU模块，带以太网接口和USB/DVI接口。 CX1020-0002：电源模块。 CX1500-M310:现场总线主站 4.3变流器PLC部分 作为现场总线的从站，负责变流器功率控制电路模拟量和开关量的采集和控制，主要有以部分组成： BK3150：现场总线耦合器。 KL9210：电源模块。 KL1104：数字量输入模块。 KL2134:数字量输出模块。 KL6904：数字量输出模块，安全端子。 KL1904：数字量输入模块，安全端子。 KL3404：模拟量输入模块。 KL4032：模拟量输出模块。 KL9010：总线末端模块。 4．4低压PLC部分 作为现场总线的从站，负责变流器低压电器部分（空气开关，断路器等）模拟量和开关量的采集和控制， 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 科学技术的飞跃发展给当前工业自动化带来了革命性的变革，传统的依靠继电器和分离的电子线路来实现的系统控制方法已经远远不能满足控制要求。因此，PLC 控制技术应运而生，这使得全世界的工业控制技术得到质的飞跃。 然而，其单纯的逻辑顺序控制功能以及控制过程中的不透明性在某些领域还存在缺陷。 为此，本文提出了以B&R 为下位机的控制系统和上位机采用组态王进行组态的新的人工模拟降雨系统设计思路，这大大提高了控制过程中的稳定性、监控性和有效性，很好地解决了问题。 1 人工降雨器简介 本标准径流场人工模拟降雨系统建在自然坡面上， 高约10m,96个X型下喷式喷头均匀分布在20m×5m的范围内，其喷头由四组不同喷嘴孔径组合而成，分为24组，分别由24个电磁阀控制其开闭；供水管道上设置一台电动流量调节阀和一块压力表，通过调节流量调节阀的开度控制管道流量并显示当前管道压力。 通过对人工降雨供水管道流量以及对人工降雨喷头的控制，实现不同强度、分布和历时的人工降雨模拟过程；并由该系统提供实时准确而有效的原始数据，对不同降雨强度、不同降雨历时和不同时期土壤含水量对土壤下渗的影响及降雨时土壤水分运动规律等进行模拟研究，这一系统的实施必将有助于径流研究的发展。 2 系统硬件构成 2.1可编程计算机控制器(PCC)介绍。可编程计算机控制器（Programmable Computer Controller简称PCC）是奥地利贝加莱（B&R）自动化公司于1994年在工控界提出的。它将工业控制计算机（IPC）与常规可编程控制器（PLC）的特点结合起来。 无论是从内部的硬件功能，还是从外部的编程、开发环境的简便而言，它都比常规可编程控制器PLC有较大进步。PCC的硬件和软件具有如下特点： 2.1.1CPU模块采用多处理器结构。 2.1.2定性的分时多任务操作系统。 2.1.3模块式结构，系统配置灵活，便于安装。 2.1.4较大的程序存储空间。 2.1.5编程语言高级化。 2.2系统的组成和功能。根据人工模拟降雨控制系统的特点， 该控制系统采用研华工控计算机作为上位机，B&R PCC-2003系列模块作为下位机。上位机采用IPC2000 安装了B&R Automation Studio V2.40操作系统；下位机采 用高性能的可编程计算机控制器B&R PCC-2003系列的CPU474，模拟量输入模块AI774，模拟量输出模块AO352， 数字量混合模块DM465等；上(下)位机的通讯采用CAN 总线或RS232总线。 系统硬件构成如图1所示： 图1系统硬件构成 整个系统采用二级分布式上、下位机结构，上位机系统的人机界面可全线监控， 具备压力状态显示、动画模拟降雨，管道泵、电磁阀、流量调节阀开度控制及显示等功能。 下位机由B&R 2003系列可编程计算机控制器构成，CPU模块与上位机进行通讯并监控现场设备；模拟量输入模块AI774与压力表和流量调节阀相接来显示压力和调节阀开度； 模拟量输出模块AO352与流量调节阀相接来控制调节阀的开度；数字量混合模块DM465的输出功能用来控制管道泵和电磁阀的开启。 3 系统软件设计 根据控制系统的要求，我们编制了系统控制软件，它主要由上位机组态软件和下位机控制软件构成。 3.1上位机组态软件设计。上位机组态软件的开发平台选用北京亚控公司的组态王6.0(Kingview6.0)软件,组态王软件是随着对工业自动化的要求越来越高,以及大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要,为实现监控和数据采集系统而开发,运行在Windows 9X/2000/NT上的一种组态软件。 组态王6.0 软件具有完备的工业图形库，如阀门、管道、模拟传统显示仪表等，使操作画面更贴切用户，装置工艺流程、设备运行状态一目了然，提高用户操作的安全性和可靠性。 系统的监控界面主要包括：操作界面、模拟降雨大厅界面、调节阀调节界面、组合方式设定界面、电磁阀组合界面等。操作界面用来在手动方式下监控管道泵和电磁阀的开启、调节阀的开度和管道的压力；模拟降雨大厅界面用来模拟降雨并具有监视现场设备工作运行情况的功能；调节阀调节界面具有调节其开度并显示的功能；组合方式界面和电磁阀组合界面用于组合方式下，其中组合方式界面用来设定降雨时间和调节阀开度以及时间段的选择；电磁阀组合界面用来控制电磁阀的开启。 3.2下位机控制软件设计。下位机控制软件利用贝加莱工业自动化公司的Automation Studio（AS）编程软件，Automation Studio 支持梯形图、指令表、结构文本、顺序功能图、AutomationBasic、标准C语言等6种的标准的开发语言；用户根据需要可以在同一个项目中选择一种或多种语言进行编程。 同时，编程环境中包含丰富的函数库及功能块， 根据需要可直接调用，大大减轻了开发人员的工作量。 下位机控制机软件设计主要包括上、下位机通讯，手动方式和组合方式等任务模块，其中手动方式和组合方式流程图分别如图2、图3所示。 图2 手动方式流程图 图3 组合方式流程图 4 结语 本文研究的以PCC为核心的人工模拟降雨控制系统于2004年10月成功地用于黄河水土保持西峰治理监督局南小河沟流域湫沟试验区， 运行情况表明，系统的可靠性高，运行组态灵活，具有高度的适应性和扩展性。 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 1 装置的工艺控制流程简介 废碱液湿式氧化处理装置工艺控制流程如图1所示, 废碱液经泵送入反应器,与从反应器底部进入的空气、蒸汽混合在一定的反应温度和反应压力下进行湿式氧化反应, 反应器的反应物经顶部的节流阀,实现绝热闪蒸过程,将压力降低,进入冷却塔进行喷淋、冷凝等操作,冷却塔排出液送入换热器进行换热,换热后的废碱液一路经泵打循环重新返回冷却塔进行喷淋操作,一路排出系统。 2 系统硬件构成 根据废碱液湿式氧化处理装置的工艺特点,该控制系统采用B&R 2010 系列模块作为下位机,研华工控计算机作为上位机,系统硬件构成如图2 所示。 下位机功能模块CP100 为CPU 模块,AT610 为温度检测模块,AI700 为模拟量输入模块,AO725 为模拟量输出模块, PS740 为电源模块。每个模块都有运行状态及模块接线盒状态显示功能,每个模块都可带电插拔。系统设置两个电源模块,使下位机硬件系统具有电源冗余功能。 整个系统采用二级分布式上、下位结构,上位机系统完成工艺流程显示、控制回路、参数设置、数据报表打印、参数趋势显示、参数报警状态显示等功能。下位机由B&R 2010 系列可编程计算机控制器(简称PCC) 构成。 3 系统软件设计 根据工艺控制方案的要求,我们编制了系统控制软件,它主要由上位机组态软件和下位机控制软件构成。 3. 1 上位机组态软件设计 上位机组态软件的开发平台选用CITECT 组态软件,上位机组态软件的结构如图3 所示。在组态软件设计中,CITECT 组态软件提供的强大功能,使操作画面更贴切用户,装置工艺流程、设备运行状态一目了然,提高用户操作的安全性和可靠性。组态软件的通信点数直接决定着组态软件的价格,对于通信点数的数字型变量实行了软“压缩”和软“解压缩”技术,有效提高组态软件的性能价格比,降低工程造价。 3. 2 下位机控制软件设计 贝加莱工业自动化公司开发的可编程计算机控制器(PCC) 代表着一个全新的控制概念,它集成了可编程逻辑控制器的标准控制功能和工业计算机的分时多任务操作系统功能,它能方便处理开关量、模拟量、进行回路调节。 下位机控制软件利用贝加莱工业自动化公司提供的PG2000 编程环境,根据工艺控制的要求,将工艺流程中各个控制任务,按照PG2000 中图形设计方法(GDM) ,编制相应的任务模块,再对任务模块进行参数设置、变量定义和语言编程。 下位机控制软件设计采用图形化设计方法(GDM) , 下位机控制软件模块构成如图4 所示。下位机控制软件工程名称为:“SHYH”,PCC 层包括项目“PCC1”。项目下属TASK层包括B&R 系统模块“Burtrap ”、“Net2000 ”、“Mathtrap ”、“ Sysconf ”、“Exermo”、“Io-lib”、“Io-2010”;数据模块“Io-cont”、故障诊断“Io-excp”;循环任务模块“Io-check”、“Io-list”、“exch-data”、“init-data”、“FIC - 1”、“FIC - 2”、“PIC -1”、“PIC - 2”、“TIC - 1”、“TIC - 2”、“LIC - 1”。 B&R 系统模块主要为B&R 系统硬件提供系统操作、IO 配置、系统通信、故障诊断等功能及软件函数库。软件设计时只要按照B&R 模块编程手册的要求,将相应B&R 系统模块设计到任务层即可。对于循环任务模块则是设计时要考虑的重点,在该控制软件设计中,按照装置工艺控制任务的要求,设计了11 个任务模块,其中“Io-check”、“Io-list”模块主要完成I/ O 硬件的在线管理检查;“exch-data”、“initdata”模块主要完成I/ O 硬件采集数据的处理及参数初始化；“FIC - 1”、“FIC - 2”、“PIC - 1”、“PIC - 2”、“TIC - 1”、“TIC - 2”、“LIC - 1”模块主要完成装置工艺流程中工艺过程参数的调节任务。 对于循环任务模块“FIC - 1”、“FIC - 2”、“PIC -1”、“PIC - 2”、“LIC - 1”、“TIC - 2”的控制算法均采用B&R2000 系统提供的优化PID 控制算法函数。通过对PID 算法函数中输出最大值、输出最小值、比例系数、积分时间、微分时间、滤波系数、设定值衰减系数、超调阻尼系数等参数的合理设置,使装置工艺参数得到精确控制。 任务模块部分程序如下： Ta = FC-1- TA ；pid-para parameter set value Y-max < FC-1-OPX；输出最大值 Y-min = FC-1-OPN ；输出最小值 Kp = FC-1- P ；比例系数 Tn = FC-1- I ；积分时间 Tv = FC-1- D ；微分时间 Para-ptr = adr (para1) Tf = 0 ；滤波系数 Kw = 1 ；设定值衰减系数 Kr = 5 ；超调阻尼系数 Dy-max = 0 E-pos = 0 E-eng = 0 Fbk-mode = 0 ；pid-min parameter set value w = FC-1-SP x = FC-1-PV PID-para ( 1 , Ta , Y-max , Y-min ,Dy-max , Kp , Tn ,Tv ,Tf ,Kw ,Kr ,E-pos ,E-eng ,Td ,fbk-mode ,d-mode ,parrptr,status) ；PID 参数处理 PID-min (1 ,0 ,w ,x ,adr (para1) , staus ,Y, I- ,D - )；PID 运算 If FC-1-OPM= 1 Then ；手自动方式判断 IF Y> = 26213 Then Y= 26213 End if DA-FC-1 = Y+ 6554 FC-1-OP = DA-FC-1 Else DA-FC-1 = FC-1-OP End if 对于反应器温度控制回路(TIC - 1) 运用模糊控制理论,设计了先进的模糊控制算法实现了对温度的精确控制。模糊控制是应用模糊集合理论,基于模糊条件语句描述的语言控制规则,根据模糊推理和模糊判决,查询模糊控制表,解模糊,得到精确的控制量。本系统模糊控制利用偏差E 和偏差变化率ΔE 构成二维优化多级模糊控制器。 本算法中Et 和ΔEt 论域为[- 6 , + 6 ]的13 级,Ut为[- 7 , + 7 ] 的15 级,构成模糊控制规则表。该表由离线计算得到,为一个13 ×13 的矩阵,由左到右按行依次存入PCC 的内存单元中。算法执行时,根据Et 和ΔEt 的值由式(1) 得到模糊控制表中偏移地址: T = 13 ( Et + 6) + (ΔEt + 6) (1) 式中13 ( Et + 6) 为所属行在内存中的偏移地址,ΔEt + 6 为所属列在内存中的偏移地址。 优化的多级模糊控制系统根据前馈控制原理引入了函数: Ug = r/ k + Kg xUt(k) (2) 式中k 为对象的放大倍数,实际应用可估计为稳态温度值与输出量的比值, Kg 为前馈修正系数。本系统的输出量表达式为: U = Ku xUt + r/ k + Kg xUt (3) 式中Ku 为比例因子。本系统的多级模糊控制根据E、ΔE 变化范围,分为多层,各层具有不同的论域。当系统轨迹进入某一层时,控制系统就采用所在层的范围作为新的论域,修改Ke 、Kec、Ku 的取值。这样在偏差E 的不同范围采用不同参数的模糊控制,再加上引入的前馈控制原理,将极大地改善系统的动态性能和稳态性能。 反应器温度由于采用了模糊控制算法,获得了理想的控制效果。控制升温响应曲线见图5。 从升温曲线可见优化多级模糊控制的动态性能和稳态性能具有如下特点: (1) 无超调量; (2) 控制精度高; (3) 系统余差小; (4) 系统反应速度快。 优化多级模糊控制是对传统PID 控制的发展和补充,它特别适应于对象滞后大,且要求无超调量控制场合。 4 现场应用 PCC 控制技术在某炼厂废碱液湿式氧化污水处理装置自控系统上获得了成功应用。自2001 年1月投入运行以来,状况良好,装置反应器温度控制误差≤2 ℃,反应器压力控制误差≤0. 01 MPa , 装置主要参数测控水平完全达到了工艺要求,改善了废碱液湿式氧化污水处理质量,同时减轻了装置操作人员的劳动强度,提高了装置自动化程度。 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 目前，路内运用的东风4型系列内燃机车均采用串励电动机由蓄电池供电进行柴油机起动，在起动过程中，由于控制的主观性、时间继电器的滞后性等问题，导致柴油机在起动过程中蓄电池亏能大，柴油机燃烧状态不好。运用PCC (programmable computer controller)技术控制内燃机车柴油机起动，可以减少每次起动时蓄电池的放电量，改变柴油机的燃烧状态，从而实现柴油机的节能和智能起动。 1 机车柴油机起动的现状 目前, 在东风4型机车上装有电动机油泵和燃油泵，在每次起动前需延时45s~60s 供机油和燃油，供机油是为了防止在柴油机停机时间较长时，其各运动部件拉伤，而提供的燃油则是为柴油机点火建立燃油压力。在供机油过程中，起动滑油泵运转时间不能过长，否则不利于蓄电池的保养。在起动过程中，起动电机转动和燃油泵向气缸内供油为同步控制。油压建立以前，起动电机不可以停转。 起动柴油机必须解决3 个问题：（1）燃油的供给；（2）运动部件的润滑；（3）蓄电池向起动电机供电，QD 带动柴油机转动。在整个起动过程中，对起动电机和喷油泵供油齿条的控制，都是通过起动接触器（Q C）来实现的。 这种控制方法存在如下缺陷： a.操纵人员必须通过主观判断起动完成与否来控制柴油机起动，每次起动都需要耳听发火声，眼睛观察机油压力表的变化； b.向气缸内供油过早，在柴油机低速转动时，喷油器的喷油质量很差，将降低气缸内的温度，拖延点火转速，导致起动能量耗高，排烟量大，甚至爆燃； c. 在柴油机气缸内已经点火后，蓄电池继续向起动电机供电，造成蓄电池的放电量大； d. 如果由于某种原因柴油机不能正常点火，将出现起动接触器烧死的情况，并且蓄电池亏能增大。 2 柴油机起动过程的编程设计 针对目前柴油机起动过程中的缺陷和不足，可以将其起动过程按时间展开，进行编程控制，采用PCC 实现检测和控制环节。 柴油机的起动过程大致可分为4 个阶段，准备、柴油机被驱动转动、点火和建立油压稳定运转。准备阶段主要是预供机油和燃油。东风4型机车采用45s 延时控制燃油泵和机油泵运转。实现起动前预先向管路供油。根据起动过程的不同阶段，结合前面柴油机起动过程中的问题，可逐步解决。 2.1 起动接触器得电控制 起动接触器得电与否，应取决于柴油机管路内的油压状况。理想的控制应是以滑油压力和燃油压力作为控制信号，这样在首次起动时，如果油压建立不起来或油管路中存在问题时，将不会起动柴油机。而目前在起动过程中主要是在45s~60s 延时后，由人为观测滑油压力表和机油压表，假定在45s~60s 的延时过程中，油压一定会建立起来这样一种假设的情况下，进行Q C 得电控制的，缺乏控制手段。为此，可采用压力传感器来提取机油和燃油压力信号，并将其通过转换输入到PCC 中，由PCC 根据设定值判断和执行QC 的得电控制。 2.2 根据点火时柴油机的转速进行停止起动电机（QD）运转的控制 柴油机起动是否成功，关键在于柴油机是否能正常点火，作为起动的终止应受控于柴油机发火转速，如果因为某种原因不能正常起动，则应自动停止起动，以减少蓄电池的放电量和避免起动接触器烧死。正常情况下，东风4型系列机车柴油机起动时，点火转速在150r/min 左右，稳定运转的最低转速为430r/min。如果采取转速传感器测出柴油机的转速，并将转速信号输入到PCC 中，由PCC 判断和控制QC 的开断，即控制蓄电池向起动电机供电：（1）可节省蓄电池的电能，有利于蓄电池的保养；（2）电动机由驱动转动变为柴油机的负载，可降低柴油机起动的转速冲击。 2.3 对电磁联锁DLS拖后供电控制，实现向气缸适时喷油 在柴油机起动过程中的低转速阶段向气缸内供油，由于油温较低不能达到完全燃烧，同时，又会降低气缸燃烧时的温度，造成起动困难，甚至爆燃。因此，可采用对起动接触器及调速器内D LS 电磁联锁线圈进行单独供电控制。这样，可使柴油机先转动，后拉动喷油泵供油齿条，以此来拖后向气缸内供油。 鉴于当柴油机由起动电机拖动运转，转速接近或达到点火转速时向气缸内喷油最有利于柴油机点火，因此，DLS 线圈得电与否应取决于柴油机拖动转速。不同的柴油机或同一柴油机在不同的工作环境和状态下，其点火转速是不同的。与点转速有关的因素主要有气缸内的温度、压力、氧气含量和燃油的雾化状态，影响气缸内温度的主要因素为油水温度，所以对DLS 电磁联锁线圈的控制可采用温度传感器检测油水温度来进行控制。 3 柴油机起动过程的PCC控制 从前面的分析中可以得知，在进行起动过程控制时，主要是对柴油机转速的检测、机油管路内油压的检测、油水温度的检测。采用PCC 进行快速运算及判断，确定点火转速，对起动接触器、调速器内DLS线圈等进行实时控制。 3.1 控制电路 图1为采用PCC 进行柴油机起动控制的接线简图。与目前的控制方法相比， 减少了时间继电器（1SJ），由PCC 内部的软继电器来实现，增加了转速传感器、温度传感器和压力传感器。该电路实现了起延时控制，蓄电池供电控制、供油齿条控制以及油压保护电路与起动电路的分离。 图l 柴油机起动PCC 控制接线简 3.2 起动流程图 图2 启动流程图 3.3 点火转速的确定 柴油机起动过程是否点火，可以采用转矩随转速的变化而定，东风4型机车阻力特性实验实侧的运动阻力转矩、电机驱动转矩、加速转矩与电机转速的关系如图3 所示。 由柴油机起动系统的运动方程： 图3 空点火前后启动转矩、阻力转矩、加速转矩的变化曲线 式中：Ms：起动电机的电磁转矩，Nm； Me：归算到起动电机的柴油机阻力转矩，Nm； GD2 ：归算到起动电机的柴油机阻力转矩，kg㎡。 当柴油机拖动转加速后，dMa / dn ，将由负值向正值逐步变化。当dMa / dn＝O 其转速即为点火转速。 经实际测试计算，东凤4系列机车柴油机起动时点火转速不会超过15Or / min 。由此可选定15Or/min 为其点火转速。 4 结束语 经试验仿真测试，发现新的控制方法与原有的技术相比，可降低柴油机起动过程中的转速冲击，排烟量减少，并且达到蓄电池节能的目的。在新方法中减少了人工长期按位IQA 这一操作。 随着技术进步，已出厂机车和新造机车都需要新的手段来改造和装备。如（l）机车恒功率控制；(2）电阻制动；(3）机车电气故障的诊断。都可采用PCC来实现，由于PCC适合工业控制的优点，可以相信，在机车的其它部分也可用PCC 来实现自动控制，PCC 技术的应用将给机车控制带来新的改观。 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 目前国内大型注塑机大部分采用PLC 或者基于单片机芯片的控制系统。虽然上述2 种方法可以完成注塑机的正常运行，但是该种控制系统存在以下不足：控制精度不高，开发周期长，保养维修升级困难。另外，注塑机正朝着高速、高效、低能耗和高自动化的方向发展，这就要求注塑机具有完善的自动化控制与调节系统，以确保对注射成型过程的工艺参数实行高重复度、高灵敏度的可靠性。运用B&R PCC 对意大利一品牌20 世纪80 年代后期产1 350t 大型注塑机的控制系统进行升级改造，取得良好效果，并具备了常规注塑机控制系统难以实现的功能。 1 注塑机控制硬件系统组成 控制系统硬件由上、下位机组成。上位机包括工控机、面板及键盘；下位机包括PCC 控制器及扩展模块。上位机采用带486DX2CPU 的IPC2001 安装了B&R Automation Runime V2.60操作系统，26.4cm (10.4 时）TFT 真彩屏，中英文操作界面，面板附带注塑机专用30 键小键盘；下位机采用高性能可编程计算机控制器B&R PCC 一2003 系列CP476 ，该PCC 除了带CPU 外还带有独立的TPU , 用于处理高速输人／输出（I／O）信号，扩展模块DM465，DO435 ，旋人式模块位移采集AI294 、压力采集AI351、温度采集AT664 和高速计数模块AIl38 。上、下位机之间的通讯采用CAN 总线或者RS232 总线。该控制系统在人机界面上可对全线集中监控，必要时可以外接moderm 实现远程监控；具备I / 0 口、加热和压力状态显示；自动故障报警与随机帮助功能。 系统硬件组成框图如图1 。 图1 系统硬件组成框图 系统硬件结构紧凑，无论是旋人式还是扩展模块都采用标准尺寸，利于控制柜设计和安装。系统抗干扰性好，输人／输出模块均带有光偶隔离。输入模块可以将输入的电流信号（0～20mA）和电压信号( 0～l0V ）直接转换为0～32767 数字量信号。DO 模块电流可以达到2A ，由于该执行机构电磁阀驱动电流高于2.5A ，所以DO 信号通过扩流驱动板放大驱动执行机构电磁阀。 PCC CP476 内带TPU ，实现高速信号I / ( ) ，能有效实现射胶7 段压力和速度快速切换控制。为了激活TPU ，在系统软件设计时需要初始化和设置LTX ( ）函数给TPU 分配通道。 2 软件控制系统 2.1 B&R AS 开发环境 Windows 下编程环境Automaton Studio 支持标准C 、Basic 、梯形图、指令表、顺序结构图等6 种标准的开发语言。根据需要可以在同一个项目中采用多种语言进行编程。同时，编程环境中除了包含丰富的常规函数库和功能块外，还包括注塑机专用函数库plastliba ，利用该函数库可以实现下文所述系统特性。 B&R 的PCC 控制器采用分时多任务操作系统，具备大型计算机的分析能力。从注塑机控制要求出发，将锁模、温控等过程对实时要求不同的任务设置在循环时间不同的任务等级中（如表1）。 表1 任务设置 2.2 系统软件组织结构 控制系统软件由下位机系统、上位机系统和界面三部分组成，软件采用C 语言编写。 注塑工艺流程（见图2）中熔胶和开模同时进行，因此软件结构上包含顺序结构和并行结构。程序中插入挂起和唤醒功能函数，实现程序的顺序和并行动作。组织结构采用金字塔形由上至下4 个层次（见图3) ，将流程图各过程任务定义为执行层并分布在不同标准任务层。按功能分为通讯、互锁操作、数据操作、温控、报警等。功能上除了可以满足常规顺序动作、多路并行动作之外，还可以实现普通控制系统难以达到的几个特性，可以显著提高注塑机性能，更好地保护液压系统。 图2 注塑工艺流程 图3 主程序功能框图 上位机程序组织结构和下位机相同，功能上分为通讯，数据保存和读写，曲线的绘制，参数输人和输出等。上、下位通讯以上位机为主动，下位机为被动，上位机定时读写下位机的相应变量值。上位机界面设计可以在AS 下快速方便实现。 2.3 系统脱机模拟调试 为了实现脱机调试，在程序中添加模拟程序，主要是针对注塑工艺流程各动作的位移和行程开关闭合状态的模拟。从而在脱机状态就几乎可以仿真注塑机动作，大大方便控制系统的调试，是一般注塑机控制系统开发不具有的。 3 系统功能特点 3.1 运动控制特性 如何实现大型注塑机液压系统的平顺运行和保护是控制系统的关键问题。本系统从软件设计上充分优化液压系统的控制，实现低过冲、高精度。 活塞运动加减速段采用RAMP( ）函数斜坡化控制或者用RAMP _ Ql( ）函数实现二次曲线控制，每次运动减速位置点实时计算和补偿，如油缸活塞行程末端缓冲减速采用RAMP _ Ql( ）函数实现二次曲线处理。液压系统电磁阀开闭进行延时补偿，在人机面板上可以设定延时时长。 3.2 机铰机构线性化 该注塑机的合模机构机铰结构为5 点肘杆式，动模板行程长达2m 。动模板运动状态的测量是通过测量合模油缸的活塞杆来获取，从而大大提高测量的精度和可靠性。 将机铰结构参数输人到B&R togclac 软件计算出活塞与动模板移动位置一一对应的关系，数据保存并导入到工程生成数据模块，再使用DA _ read( ) 函数可以从数据模块中读取活塞和动模板位置的关系。 3.3 温度控制系统特性 采用B&R 智能温度PIDxh 和PIDXHOPT 功能块可以计算出PID 参数，使温度控制精确到士1 ℃ 。PIDXHOPT 功能块可以优化加热程序。 3.4 熔胶背压闭环优化控制 该系统熔胶背压采用闭环控制。背压反馈值经DI351 模块输人到CP476 的TPU 处理，比较设定值后再经过PIDX( ）函数优化。 3.5 过程参数监控 系统具备丰富的曲线辅助监控和分析功能。面板可以显示开合模等阶段的速度、压力、位置等曲线，还可以根据需要对各段温控区和压力进行实时曲线监控，还可以选择射胶、螺杆转动、开锁模和注射等单元的加工过程进行速度／时间、压力／时间、速度／位置和压力／位置的过程监控。 3.6 系统通用扩展性 系统采用C 语言编写，结构完整清晰。软件设计大量采用结构变量体系，采用结构变量描述各个部件的状态和动作过程等。如顶出动作结构变量包括了进和退过程的顶出行程，顶出各行程阶段的速度和压力；顶出动作延时、报警标志等变量。 该系统软件通用性强，可以适合同系列不同吨位的注塑机。在日常维护更换零部件时，只需要在面板稍加修改参数而不需要繁琐的调试，如更换顶出油路电磁换向阀时，倏改方向阀打开延时和关断延时时长即可。 3.7 人机界面友好 人机界面图文并茂，可以方便设置各结构变量参数，如液压电磁阀的开启闭合延时；还可以设定动作的各方面参数，包括并行动作、抽芯组合和速度压力设置。 4 总结 采用贝加莱智能控制系统升级液压机械式大型注塑机获得成功，机器的整体性能超过了原有的PLC 外加温控表的早期控制系统。不断提高注塑机整体性能是永不停止的趋势，在较少的硬件投入的基础上获得较多的产品附加值是产品竞争的关键。采用具有稳定品质的贝加莱智能控制系统，开发传统液压机械式注塑机的控制系统，一方面可以缩短开发周期和减少相应的成本，另一方面可以提升注塑机的品质和档次，从而可以说是为国内注塑机提升产品品质国际竞争力开辟了一条新的道路。 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 在我们的日常生活中经常要跨越地铁屏蔽门。在极大程度上，我们只注意到它们不工作时的情况。瑞士的地铁屏蔽门制造商卡巴•吉尔根与伯切尔过程控制自动化专家一起给予这个问题专门的注意，使得在香港和台湾高雄地下铁路巨大的人流不再往回走。贝加莱（B&R）提供的灵活的自动化也起着重要的作用。 越来越多的地铁站台用地铁屏蔽门与轨道系统隔开。这样增加了安全性和舒适感，也节约了大量的能量，特别是对于那些由于高温需要对地铁系统冷却的地区。香港和台湾的高雄就是这样的情况。 每天在火车到达后门便自动打开，而在出发前门自动关闭。如果这些门中有一扇发生了故障，这就会大大影响乘客的安全，也影响这个地铁系统的运行。瑞士许瓦真堡的卡巴•吉尔根公司受地铁系统的业主和运行者的委托，提供一个安全门系统，以改善运行安全程度。例如在香港，有74个站台，每个站台有40扇门，很快就会清楚，只要小心地维护和诊断，就能确保它在35年工作寿命内的功能性。由此我们做出决定，每扇门要联网，并小心地监控。位于比利时的伯切尔过程控制公司是这个任务的合作伙伴，而贝加莱的自动化产品是理想的技术基础。 多层网络结构 每扇门有一个门控制单元（DCU），它根据接收到的指令控制马达和关闭机构。这些单元确保门的力量和速度在安全范围内保持最佳。它们也监视门上传感器和执行器的状态，并连续地将数据传输到站台隔离门控制器（PSC）上 。 站台上每一列门都是由PSC和贝加莱2003控制和监视的。DCU PCC通过CAN总线联网，传输速度为100kBit/s，这对于定时要求是足够了，而且CAN总线也能在最长180米的站台范围内以相同的速率传输。PSC是中央单元，它从门搜集数据，并将它传输到站台管理系统（SMS）。 中央显示系统 在香港，三个月的工作周期中，服务人员用便携式测试设备（PTE）对门的数据进行检查并下载。对于台湾的新装置，在每个控制室里使用了一个贝加莱 PP120 中央显示系统和带10.4″显示器的操作终端，供操作员和维修人员现场监视之用。 卡巴•吉尔根的地铁屏蔽门专家确定每扇门有多至104条不同的事件信息。每个站至多有48扇门，以及有120条左右的附加系统信息，这样就可能有5,000多条必须集中采集的信息，触发不同的动作，并且必须直观清楚地显示出来。这种事件的典型例子包括门堵塞、马达过热或栅栏不灵活。也能探测到更多复杂的环境。 相互通信的控制器 除了经CAN总线的门控制器连接外，PSC通过RS485与本地环境监视系统（LESS）通信、通过RS232与PTE通信、通过以太网与显示器通信、通过开关量信号与正序列车辩识器（PTI）通信。由贝加莱2003提供的通信灵活性毫无问题满足了这些网络要求。CP476 CPU处理所有门控制器、开关量I/O和网络连接。 “贝加莱系统的通信选项和紧凑设计使我们很容易做出选择，”伯切尔过程控制公司的项目经理菲列克斯•罗斯说：“贝加莱的Automation Studio还提供了最佳的编程环境。”伯切尔过程控制公司用C语言开发了这个系统，因为预计了今后几年内技术员们还会使用这种编程语言。这是对系统漫长工作寿命内的基本要求。” 门检查控制器结构 安全编程 编程的技术规范是很严格的。出于安全的原因，动态数据结构是不允许的。此外，根据V模型和GMP规范的严格的系统结构化开发也在使用以保证项目的质量。“对这个项目来说，连贯的文档比实际的编程需要更多努力。”罗斯进一步解释，“与卡巴吉尔根公司以及终端客户持续的回顾帮助我们从一开始就避免错误，也保证了在整个生命周期的成功。” 在中央控制室的贝加莱Power Panel系列PP120显示系统上，一直显示着门及其功能相关的重要信息。门的动作一发生就被显示出来。并且事件报告被传输至本地环境监控系统(LESS)以供进一步分析。系统的主动修改受密码保护。开发中系统状态直观显示和简便导航也是一个重点。 集成的工具 伯切尔过程控制公司在微软Excel基础上开发了自己的工具来完成项目组态、操作和显示单元。这些工具可以测定组态和I/O系统的需求并与其它部门通信。贝加莱 Automation Studio具有开发的导入/导出功能，支持这些工具的集成并保证项目在多个部门间无缝集成。利用Visual Components，伯切尔过程控制公司简化了操作界面的编程。作为Automation Studio的一部分，可以利用拖放技术在PC上轻松完成操作与显示的设置。有了贝加莱提供的高附加值自动化组件，伯切尔过程控制公司有着充分的信心完成项目调试。在台湾的系统将于次年进行安装。 I/O从站扩展—冗余方案 下图为含冗余控制器的系统网络拓扑图，采用开放、标准的以太网、CAN协议。 此系统中，两个互为冗余的主站，下面是5个IO站，最多可以达到8个IO站。I/O站与主站之间的通讯通过I/O Bus实现。系统支持双以太网和双I/O Bus，I/O Bus具体由CAN Bus实现。在I/O站上支持ProfiBus、ModBus、CANBus等各种通讯方式，可以很方便的进行第三方设备的扩展。 网络拓扑图 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 在我们的日常生活中经常要跨越自动门。在极大程度上，我们只注意到它们不工作时的情况。瑞士的自动门制造商卡巴•吉尔根与伯切尔过程控制自动化专家一起给予这个问题专门的注意，使得在香港和台湾高雄地下铁路巨大的人流不再往回走。贝加莱（B&R）提供的灵活的自动化也起着重要的作用。 越来越多的地铁站台用自动门与轨道系统隔开。这样增加了安全性和舒适感，也节约了大量的能量，特别是对于那些由于高温需要对地铁系统冷却的地区。香港和台湾的高雄就是这样的情况。 每天在火车到达后门便自动打开，而在出发前门自动关闭。如果这些门中有一扇发生了故障，这就会大大影响乘客的安全，也影响这个地铁系统的运行。瑞士许瓦真堡的卡巴•吉尔根公司受地铁系统的业主和运行者的委托，提供一个安全门系统，以改善运行安全程度。例如在香港，有74个站台，每个站台有40扇门，很快就会清楚，只要小心地维护和诊断，就能确保它在35年工作寿命内的功能性。由此我们做出决定，每扇门要联网，并小心地监控。位于比利时的伯切尔过程控制公司是这个任务的合作伙伴，而贝加莱的自动化产品是理想的技术基础。 多层网络结构 每扇门有一个门控制单元（DCU），它根据接收到的指令控制马达和关闭机构。这些单元确保门的力量和速度在安全范围内保持最佳。它们也监视门上传感器和执行器的状态，并连续地将数据传输到站台隔离门控制器（PSC）上 。 站台上每一列门都是由PSC和贝加莱2003控制和监视的。DCU PCC通过CAN总线联网，传输速度为100kBit/s，这对于定时要求是足够了，而且CAN总线也能在最长180米的站台范围内以相同的速率传输。PSC是中央单元，它从门搜集数据，并将它传输到站台管理系统（SMS）。 中央显示系统 在香港，三个月的工作周期中，服务人员用便携式测试设备（PTE）对门的数据进行检查并下载。对于台湾的新装置，在每个控制室里使用了一个贝加莱 PP120 中央显示系统和带10.4″显示器的操作终端，供操作员和维修人员现场监视之用。 卡巴•吉尔根的自动门专家确定每扇门有多至104条不同的事件信息。每个站至多有48扇门，以及有120条左右的附加系统信息，这样就可能有5,000多条必须集中采集的信息，触发不同的动作，并且必须直观清楚地显示出来。这种事件的典型例子包括门堵塞、马达过热或栅栏不灵活。也能探测到更多复杂的环境。 相互通信的控制器 除了经CAN总线的门控制器连接外，PSC通过RS485与本地环境监视系统（LESS）通信、通过RS232与PTE通信、通过以太网与显示器通信、通过开关量信号与正序列车辩识器（PTI）通信。由贝加莱2003提供的通信灵活性毫无问题满足了这些网络要求。CP476 CPU处理所有门控制器、开关量I/O和网络连接。 “贝加莱系统的通信选项和紧凑设计使我们很容易做出选择，”伯切尔过程控制公司的项目经理菲列克斯•罗斯说：“贝加莱的Automation Studio还提供了最佳的编程环境。”伯切尔过程控制公司用C语言开发了这个系统，因为预计了今后几年内技术员们还会使用这种编程语言。这是对系统漫长工作寿命内的基本要求。” 门检查控制器结构 安全编程 编程的技术规范是很严格的。出于安全的原因，动态数据结构是不允许的。此外，根据V模型和GMP规范的严格的系统结构化开发也在使用以保证项目的质量。“对这个项目来说，连贯的文档比实际的编程需要更多努力。”罗斯进一步解释，“与卡巴吉尔根公司以及终端客户持续的回顾帮助我们从一开始就避免错误，也保证了在整个生命周期的成功。” 在中央控制室的贝加莱Power Panel系列PP120显示系统上，一直显示着门及其功能相关的重要信息。门的动作一发生就被显示出来。并且事件报告被传输至本地环境监控系统(LESS)以供进一步分析。系统的主动修改受密码保护。开发中系统状态直观显示和简便导航也是一个重点。 集成的工具 伯切尔过程控制公司在微软Excel基础上开发了自己的工具来完成项目组态、操作和显示单元。这些工具可以测定组态和I/O系统的需求并与其它部门通信。贝加莱 Automation Studio具有开发的导入/导出功能，支持这些工具的集成并保证项目在多个部门间无缝集成。利用Visual Components，伯切尔过程控制公司简化了操作界面的编程。作为Automation Studio的一部分，可以利用拖放技术在PC上轻松完成操作与显示的设置。有了贝加莱提供的高附加值自动化组件，伯切尔过程控制公司有着充分的信心完成项目调试。在台湾的系统将于次年进行安装。 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
- 【摘 要】采用可编程计算机控制器对锅炉生产实现自动控制,介绍了控制系统的原理及软件构成。 1 概述 我厂锅炉房有3台锅炉,系统采用PCC- 2005 控制装置,它既有逻辑控制、计时、计数、分支程序、子程序等顺序控制功能,又有数据处理,模拟量调节,操作显示,联网通信等功能的控制系统。本课题尝试把系统硬件高可靠性与软件功能的完善性相结合,使系统长期可靠运行成为可能。 2 系统结构及功能 系统采用IBMPCPAT 工业控制机和PCC- 2005 模块,整个系统由上位管理和下位控制机构成,系统构成如图1 所示。 用于锅炉本体数据采集及燃烧控制的PCC - 2005IPO 模块有: 模拟量输入模块3AI755.6 模拟量输出模块3AO775.6 热电阻输入模块3AT350 热电偶输入模块3AT652.6 接口模块3IF060.6 应用程序模块3ME963.90–1 电源模块3PS792.9 智能控制模块4C2200.01 - 110 LCD 显示模块4D1164.00 - 090。 图1控制系统硬件结构图 上位机主要完成过程的监控,通过3IF接口模块与各个炉台进行通信。 系统的功能: (1) 锅炉水位三冲量控制,高低水位报 警,极限低水位、高水位报警。 (2) 炉堂负压自动调节。 (3) 燃烧自动调节,通过热效率自动寻优实现最佳风煤比。 (4) 手动、自动无扰切换。 (5) 蒸汽压力自动调节,超气压报警,并自动按顺序压火。 (6) CRT 画面显示。 a. 流程图 显示实时显示开关量,模拟量,报警器状态,根据状态改变颜色及动态显示； b. 参数图 按报表方式在CRT上显示设定值,过程值,累计值热效率等技术参数； c. 棒状图 根据过程参量在CRT上显示,同时显示过程量值； d. 设定图 按回路的棒状图在CRT上显示回路设定值、过程值、输出值。在此状态下可对回路参数进行设定； e. 定时或随机打印报表； f . 完善的系统自诊断功能,可诊断浮球水位计、水位变送器、温度变送器、压力变送器的错误,并根据结果改变控制方式及报警。 3 控制原理 3. 1 锅炉汽包水位自动控制 给水调节系统的任务是与锅炉蒸发量相平衡,并维持汽包水位在工艺规定的范围,给水系统采用三冲量自动调节。水位控制流程如图2 所示。 图2 锅炉水位控制流程图 冲量控制的主反馈信号为水位差压变送器的输出,辅助反馈信号为蒸汽流量,给水流量。水位调节采用自整定变型PID 控制算法,在大偏差时自动分离积分作用。并在水位越限前施行安全限控制。三冲量控制特点是:控制阀门阀位维持水位的恒定,水位平稳克服虚假水位的影响。 3. 2 燃烧控制系统 锅炉燃烧系统控制关键是风P煤配比的控制,系统自动修正风P煤比,使风煤配比始终是最佳的,也就保证了锅炉始终在最高的热效率下工作。 本系统中采用了自寻优技术,使得当环境工况条件发生变化时,系统自动修正风P煤配比,使风煤配比始终是最佳的,也就保证了锅炉始终在最高的热效率下工作。 4 控制软件结构 4. 1 控制软件 控制软件采用模块化程序结构,整个程序主要分为5个部分(见图3) 。 图3 控制软件流程图 4. 1. 1 初始化模块 主要完成A/D ,D/A 模块,各数据区的初始化工作。 4. 1. 2 数据采集模块 主要完成模拟量采集、滤波及累积计算。 4. 1. 3 故障诊断模块 主要完成锅炉系统及变送器、执行器的故障诊断功能。 4. 1. 4 动态寻优模块 主要完成风煤比的动态寻优及存储数据的积累。 4. 1. 5 控制算法模块 主要完成水位控制、燃烧控制、负压控制,能根据系统诊断结果及寻优状态进行不同控制方式的切换。 4. 2 系统的监测软件 包括各种画面的显示、报表的打印、参数的设定等。程序结构如图4 所示。 图4 程序结构框图 软件系统分为主程序和中断服务程序,主程序完成系统的初始化和人机界面的管理。包括显示器管理,键盘管理,命令处理模块,时钟管理,改字处理模块等。中断服务程序完成与下位机的通信,工程量变换,自动报警处理,历史数据存储。 5 结论 由于采用了可编程控制器,因而实现了锅炉在多种工况下的全程控制。系统配置合理,性能可靠,操作方便,人机界面友好,显示、制表和绘图功能齐全,实用性强。该系统的投入使用,对提高工厂企业的产品质量和管理水平起到了促进作用。 作 者 简 介 张大海:哈尔滨电机有限责任公司,工程师。邮编:150040 马冬颖:哈尔滨硅酸盐厂,工程师。邮编:150046 周 乾:中国电子进出口黑龙江公司。邮编:150001< 免责声明：本文仅代表作者个人观点，与automavin工控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。 [查看全文]
