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| 自動化配料系統(tǒng)中PLC.DCS.FCS的應(yīng)用和選擇 | 2020-03-12 |
| 摘要：自動化配料系統(tǒng)簡要分析了一下PLC、DCS及FCS在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程控制中的不同應(yīng)用特點(diǎn)及選擇原則。各種配料系統(tǒng)的特點(diǎn)： 在自動化生產(chǎn)中，稱量配料系統(tǒng)完成生成工藝參數(shù)的檢測、顯示、記錄、調(diào)節(jié)、控制、報警等功能，它對提高自動化生產(chǎn)線的作業(yè)率，改善產(chǎn)品質(zhì)量及縮短新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)周期起著極其重要的作用。其特點(diǎn)是對生產(chǎn)實(shí)時過程進(jìn)行控制，控制過程復(fù)雜，工藝滯后，監(jiān)控參數(shù)多且數(shù)據(jù)變化塊，數(shù)據(jù)處理及貯存量大。根據(jù)計量配料系統(tǒng)的特點(diǎn)及不同生產(chǎn)工藝過程控制要求，應(yīng)用不同的稱重配料系統(tǒng)才可以既安全可靠又經(jīng)濟(jì)高效地完成生產(chǎn)任務(wù)。目前，的大、中型定量配料系統(tǒng)基本上以采用PLC和DCS為主，下面簡要分析了一下PLC、DCS及FCS在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程控制中的不同應(yīng)用特點(diǎn)及選擇原則。各種稱重自動配料系統(tǒng)的特點(diǎn)： 1、PLC稱重配料系統(tǒng)主要特點(diǎn)是：工作可靠，運(yùn)行速度快；積木式結(jié)構(gòu)，組合靈活；良好的兼容性；程序編制及生成簡單、豐富；網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)。PLC系統(tǒng)能很好地完成工業(yè)實(shí)時順序控制、條件控制、計數(shù)控制、步進(jìn)控制等功能；能夠完成模/數(shù)（A/D）、數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時監(jiān)控等功能。 2、DCS具有以下主要特點(diǎn)；功能全；采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；完備的開放系統(tǒng)；可靠性高；具有綜合性和專業(yè)性；實(shí)現(xiàn)了人-機(jī)對話技術(shù)；系統(tǒng)擴(kuò)展靈活；管理能力強(qiáng)。 3、FCS主要有以下特點(diǎn)：全自動配料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性；可互操作性強(qiáng)；數(shù)據(jù)的有效性和完整性；可控制性強(qiáng)；安全性高；擴(kuò)展靈活。 由于現(xiàn)場總線FCS自動化配料系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段，標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一，各設(shè)備生產(chǎn)廠家處于觀望狀態(tài)，現(xiàn)有總線標(biāo)準(zhǔn)的智能設(shè)備價格明顯偏高（如變送器2萬元）。鋼鐵行業(yè)具有調(diào)節(jié)回路較少、監(jiān)視參數(shù)多的特點(diǎn)，現(xiàn)場總線FCS調(diào)速配料系統(tǒng)應(yīng)用較少，部分應(yīng)用也是作為PLC系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端，一般采用Profibus總線。這里主要介紹DCS與PLC常壓配料系統(tǒng)的選擇。 隨著微電子技術(shù)尤其是個人計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC和DCS的性能都有了極大的改進(jìn)。PLC大大提高了數(shù)據(jù)處理功能和通訊與監(jiān)控功能，DCS變頻配料系統(tǒng)向開放性發(fā)展，操作站采用工控機(jī)，操作系統(tǒng)采用通用的Windows NT操作平臺，PC機(jī)豐富的軟件資源得以利用，因而大大降低了勻速配料系統(tǒng)繁程度和價格，提高了系統(tǒng)的性價比。PLC和DCS在搶占市場的過程中，兩者相互借鑒、滲透、融合，極大地增加了用戶在設(shè)計和使用中的選擇性。同時，由于各種立式配料系統(tǒng)生產(chǎn)制造廠家較多，產(chǎn)品更新?lián)Q代快，也給系統(tǒng)選擇帶來一定困難?，F(xiàn)依據(jù)PLC系統(tǒng)和DCS的不同特點(diǎn)，在工業(yè)自動化建設(shè)和改造項(xiàng)目中，對配料系統(tǒng)的設(shè)計選型和應(yīng)用歸納總結(jié)以下原則進(jìn)行選擇。 1、按螺旋配料系統(tǒng)的控制規(guī)模及復(fù)雜程度 不同的自動化生產(chǎn)過程，等壓配料系統(tǒng)控制規(guī)模與復(fù)雜程度不同，通常在正壓稱重配料系統(tǒng)規(guī)模較大、復(fù)雜程度較高時優(yōu)先選擇DCS。因?yàn)樵撓到y(tǒng)是根據(jù)真空配料系統(tǒng)的特點(diǎn)發(fā)展而來的，它對大量的模擬量數(shù)據(jù)信息能較好地進(jìn)行處理、分析、運(yùn)算，能完成各種復(fù)雜、繁瑣的調(diào)節(jié)控制計算，因此能夠完成規(guī)模大、復(fù)雜程度高的負(fù)壓配料系統(tǒng)的工作。2005年在干熄焦工程設(shè)計中，根據(jù)此項(xiàng)原則智能配料系統(tǒng)采用了日本橫河μXL DCS取得了較好的效果。 2、按投資規(guī)模和項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效率合理選擇 在一些中小型自動化項(xiàng)目中，特別是中小型改造項(xiàng)目，投資較少，規(guī)模較小的儀控系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選擇價格相對低謙、性價比較好的PLC系統(tǒng)。如在1991年，濟(jì)鋼一煉鋼3板坯連鑄機(jī)二冷配水改造工程和中板廠加熱爐改造工程等項(xiàng)目設(shè)計中，根據(jù)此項(xiàng)原則在螺旋配料系統(tǒng)中選用了TI-545系列PLC系統(tǒng)，也取得了很好的效果。 3、考慮系統(tǒng)連續(xù)性、兼容性及通訊性能 在一些自動化改造項(xiàng)目中，如原項(xiàng)目中已有計算機(jī)配料系統(tǒng)，則要考慮系統(tǒng)的連續(xù)性及兼容性。如果傳動配料系統(tǒng)占有很大的比重，則要考慮與生產(chǎn)管理計算機(jī)系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)的連接即通訊性能。2005年，套計算機(jī)配料系統(tǒng)—MODICON 584系列PLC在濟(jì)鋼一煉鐵廠4高爐上料系統(tǒng)應(yīng)用獲得成功，在以后的一煉鐵廠高爐改造或建設(shè)中，由于考慮MODICON生產(chǎn)PLC產(chǎn)品具有很強(qiáng)的兼容性及通訊性能，我們陸續(xù)采用了MODICON系列PLC產(chǎn)品（先是584系列，以后是更的984系列和Quantum系列）對高爐各系統(tǒng)進(jìn)行控制或?qū)ε淞舷到y(tǒng)進(jìn)行升級換代，保證了系統(tǒng)的性、連續(xù)性、兼容性，方便了各高爐間系統(tǒng)的信息通訊聯(lián)系和煉鐵生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，減少了控制軟件組態(tài)重復(fù)繁瑣的勞動，降低了備品備件的庫存成本。 4、考慮防爆配料系統(tǒng)生產(chǎn)廠家技術(shù)服務(wù)性 目前在中國PLC系統(tǒng)和DCS的銷售市場，國外生產(chǎn)廠家占有率很大，國外各大生產(chǎn)廠家一般在中國高能產(chǎn)品宣傳和技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，而國外公司經(jīng)常進(jìn)行重組、合并或兼并，由于各公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、銷售策略、市場占有方向個不相同，合并或兼并后，在中國市場的技術(shù)宣傳和服務(wù)方面，將有所變化，有些有所加強(qiáng)而有些有所削弱，因此我們在選擇系統(tǒng)時，應(yīng)充分掌握信息，考慮系統(tǒng)生產(chǎn)廠家技術(shù)服務(wù)性，以保護(hù)所選擇系統(tǒng)的性、發(fā)展性，以保證具有充分的技術(shù)支持和備品備件供應(yīng)。 綜上所述，調(diào)速配料系統(tǒng)選型的原則可從以下幾個方面考慮：系統(tǒng)規(guī)模、復(fù)雜程序、系統(tǒng)的廉容及通訊性能，以及廠家技術(shù)支持和售后服務(wù)等。在自動化生產(chǎn)稱重自動配料系統(tǒng)中，根據(jù)過程對象復(fù)雜程度的不同，以及針對定量自動配料系統(tǒng)的可靠性合理選擇的不同自控配料系統(tǒng)，對保證生產(chǎn)配料系統(tǒng)的自動化水平，降低工程造價有著十分重要的意義。 | |
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