基于PLC的DCS控制系统在工业自动化生产线控制系统中的应用研究
摘要
关键词
PLC型DCS控制系统;自动化生产线;电子控制系统
正文
早在上世纪末,DCS控制便出现,随后不久,PLC型DCS控制系统慢慢出现,在短时间内成为了工业生产控制领域发展过程中极为重要的组成部分。DCS控制系统也就是集散控制系统,在工业生产过程中被广泛应用,能够极大的提升工业生产效率,PLC是可编程控制器,在上世纪九十年代便已经与DCS控制系统融合在一起,从而形成PLC型DCS控制系统,能够有效保障系统控制与生产高效性双重目标,是现代化工业生产控制过程中的主导,文章对电子控制系统的整体设计进行了分析,并深入探讨了自动化生产线电子系统当中PLC型DCS控制系统的具体应用,希望能够为改系统进一步的完善与升级提供研究参考。
1.电子控制系统整体设计
在整个DCS控制系统中,单回路微机控制是极为重要的组成部分,该系统能够将过程控制、通讯以及计算机、CRT显示技术进行融合,并在相同的系统当中实现集中控制。其次,在微机控制系统当中,采用分层的方法,可以对整个控制系统进行分级管理,从而有效改善以往传统控制系统当中存在的风险因素,减少人机联系的难度。和传统的工业生产控制相比较,DCS控制系统能够提升其自身的控制能力及生产效率,此外,也具备较强的可靠性与安全性。所以被广泛适用于现代化工业生产过程中,成为当前工业生产控制的主要控制系统,并促进着工业生产控制领域的不断向前发展。PLC是一种可编程控制系统,其具备控制灵活且速度快的特点,正好弥补传统控制系统存在的缺陷,也正因如此,该系统一出现,便逐渐代替了传统控制机械触点继电器。和传统继电器相比较,PLC因与计算机相连接,并且依靠磁传感,从而有效节省了传感系统的时间系数,也能够避免稳定性不强导线之间的连接,从而提高其整体稳定性。其次,PLC因其自身可以进行编程,可以根据工业生产与系统控制的实际需要对其进行灵活的调整,从而不断提高系统的控制灵活性,稳性定在提高的同时,也有效提升了工业生产效率。所以,当其和DCS控制系统进行结合后,便极大的改变了自动化生产线电子控制系统,开辟了新的时代。文章以某工业生产自动化控制系统为例,其在现场控制操作中便采用的PLC型DCS控制系统,对操作现场数据实时变化与各项生产设备的实际运行状况进行监管,并结合实际的生产需要对其进行调节。在控制系统当中,其主要包括工程师、操作员以及软件的各个控制单元、输入继电器、信号处理设备等通讯模块等,这个不同的部分共同组成DCS控制系统,并通过改系统对整个自动化生产线进行实时过程控制,从而最大程度上保障系统控制与生产的整体高效性[1]。
表1 系统控制功能
2.PLC型DCS控制系统在自动化生产线控制系统中的应用
2.1功能说明
在对机组电机开启顺序进行设定过程中,一定要严格按照机组的实际步状态字,保障电机与所设定的时间间隔符合,根据规定,可以通过机组号匹配相关步状态字,还可以查询相对应的机组号。如,在车间5组当中的机组步状态字显示MB45,0-3位则为第一步到第四部起动步状态,需要注意的是步信号等于脉冲信号。其内部逻辑在电机控制过程中完成任务之后,会输入具体的运算结果,并对电机的实际运行状态进行控制。根据相关数据经验可得,通常电机的实际运行开启时间可控制在1秒之内,起动的时间符合大多数的电机要求,对于延迟起动时间的电机,可以采用延迟程序尽量的延长其实际启动时间。
电机联锁程序主要包括三种连锁信号,即启动连锁、设备连锁与运行连锁,设计程序能够起动,不满足的状态下用0标识,也意味着禁止起动设计程序。一般情况下,在启动连锁蛋白质,大型设备输出起动指令,并在功能模块当中接入信号,在运行连锁当中,应当先起动所有的相关设备,这样的控制单元才会发出启动设备的指令。在系统当中,为了整体稳定性与便捷性,对所有的电机采取统一控制,应当按照提前设定好的规则对电机设备控制进行提前编辑,起动电机,就将控制字调整到0的位置便可,如果是想要恢复运行状态,需要对控制字复位,这样能够极大地提高电机控制的高效性与便捷性,还能够有效避免由于错误区分导致电机控制位,从而对整个生产线的运行造成影响,降低生产效率[2]。
2.2计算机监控组件
在整个电子系统当中,逻辑程序控制系统通常是独立运行的,不与电子控制系统属同一个控制系统单元,且两者之间是相互不影响,但是这并不代表两者之间不存在任何的关系,且整体性较高,其主要是由于两者在总线网络与通讯协议额后应用,通讯中介为以太网,能够有效协调控制站与操作站之间的稳定性,有助于数据的精准传输,最大程度上尽可能满足控制站的实际通讯需求,从而保障系统运行的整体稳定性,文章此次研究的自动化生产线控制系统当中,主要位于站点与现场之间,其主要组成结构包括逻辑程序控制与通讯控制系统、计算机监控组件,在电子系统运行过程中,通过PLC型DCS控制系统进行监控,能够对整个自动化生产线的实际运行状态进行有效监管,且方便、快捷,有着很高的安全性与稳定性。
2.3软件功能设计
2.3.1监测功能
该项功能主要是对整个工业生产运行状态进行实时监测,查看系统运行以及设备是否存在故障,并显示所有的相关设备运行信息状况,其中,电站运行状态监测主要是监测生产线的运行状态与参数,故障监测主要是针对生产线当中的相关设备出现故障的类型、具体位置进行实时监测,在监测到具体故障之后发出警报,通知管理工作人员,并及时进行处理[3]。
2.3.2控制功能
该项功能是DCS控制系统当中的重要功能之一,包括信息的储存和打印与电站运行的控制等,能够充分体现DCS方便快捷、操作简单,且稳定性高的特点,控制功能当中,信息的打印与储备便于管理人员对相关设备的实际运行状态进行实时查询与监控,这样便于及时解决设备在运行过程中出现的相似故障与重复故障。
2.4通信软件设计
2.4.1格式设计与通信协议
该系统的通信协议通常主要采用RTL通信设备与 Modbus 协议逐步实现信息的收集和储存,在DCS控制系统当中,其采用的通信协议主要是 Modbus 协议,通信模式是RTL。需要注意的是,在使用 Modbus 协议之前,要采用CRC对相关系统数据进行检验,这样能够尽可能避免因为系统的运行可靠性与稳定性受到影响。其次,因为DCS系统的数据信息量相对比较大,因此,在RTL通信模式状态下,应当尽可能采用中断的方式发送相关数据信息,通过上位机检查与读取数据信息[4]。
2.4.2PLC端设计
在PLC可编程控制程序设计中,为了尽可能保障系统便于操作,会采用相对比较直观的FBD语言进行系统功能编辑。PLC和上位机之间的通讯,可通过不同的查询方法去实现,可采用COM2为通信端口,可不采用奇偶进行校验,保障系统控制的便捷高效性。
2.4.3PC端设计
目前,在DCS系统当中,PC端的设计通常主要采用的是VC++进行编程,其次,上机位的功能主要是读取PLC当中的数据信息,因此,通信方式应当采用查询的方式,其具体参数也和通信参数要保持一致,这样能够避免对通信产生影响。其次,上机位读取PLC数据的具体时间间隔也比较短,周期大约为300ms,因此,对于获取的命令信息,要在具备一定的缓冲,这样能够尽量避免影响其正常使用。
2.4.4通信软件设计
在设计通信软件过程中,应当综合考虑系统通信的整体可靠性与稳定性,所以,在设计前期,要尽可能在光镜线当中直接完成,其次,在设计完成后,还应当采用系统本身的调试功能对其进行调试,对于设计完成后存在的缺点与不足之处及时进行解决。除了要综合考虑系统运行的可靠性与稳定性外,系统控制与通讯主要是依靠通信软件去完成,还应当综合考虑其界面的直观性与可视性,对其进行前面的监控。因此,在设计通信软件过程中,一定要引起足够的重视,保障不会存在任何问题后才能够投入到使用当中[5]。
3.结束语
PLC型DCS控制系统是当前工业自动化生产过程中极为重要的一种系统,且应用非常广泛,其不仅能够提升自身自动化控制的可靠性与稳定性,才能够为提高工业生产效率提供保障,从而为企业生产经营创造更多的经济效益。所以,在自动化生产电子控制系统当中,必须要加强对PLC型DCS控制系统的综合应用,进一步完善与升级,使其可以更好的服务于工业自动化生产领域,推动该行业的快速发展,为工业产业领域的健康稳定发展奠定良好的基础。
参考文献:
[1]张远, 吴国防. 基于PLC的DCS控制系统在污水处理厂中的应用[J]. 重庆电力高等专科学校学报, 2018, 12(2):44-47.
[2]雷声勇. 基于PLC的伺服定位控制系统在煤炭工业生产线中的应用研究[J]. 煤炭技术2017,22(6):58-59+68.
[3]白刚, 贾新强. PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J]. 物联网技术, 2017, 5(5):78-79.
[4]崔海樱. PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J]. 电子技术与软件工程2018,33(24):142-143.
[5]贺正泽. PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J]. 电子世界2017,12(12).11-12
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