液壓自動化裝置論文

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液壓自動化裝置論文

1裝置控制與管理

工藝裝置主要分類為:一是隻需要起停控制的裝置,包括皮帶運輸機、除塵器和攪拌電機等。保證正常順序開停車以及故障,或非正常狀況下的連鎖停是其車控制目的。二是需要調速的裝置,包括風機類、泵類和給料機等裝置。參與到流量、液位和壓力等的閉環控制中來保持執行工況的穩定性是其控制目的。三是自成系統的裝置,比如球磨機、破碎機和陶瓷過濾機等。這類裝置資訊主要是用於監測或加入少量的控制且相對較為獨立。對於前兩類裝置來說與之相連的直接控制裝置,是軟起動器、變頻器和馬達保護器等控制器。這些控制器通過DP匯流排發出的指令,接收PLC同時又將裝置執行或故障資訊反饋給PLC,並顯示這些狀態在上位機監控畫面。上位機畫面包括裝置起停操作介面、趨勢曲線、執行狀態資訊等豐富的資訊,進行統計分析和處理要通過對資料庫資訊,還可以得到生產裝置的臺時、歷史曲線、整機效率計算和電量水量統計等在上位機中,實現工廠裝置管理及過程資料視覺化。總之裝置控制順序是:上位機—PLC—控制器一現場裝置。

2控制器與現場裝置

對現場裝置的電氣控制分為兩種方式,即:就地和匯流排。當就地控制時現場裝置起停,主要依賴於動力站的軟起動器、變頻器和馬達保護器等控制器,在發出的訊號:遠端控制時,通過接收安裝在裝置近旁的就地操作箱上的起停按鈕或頻率給定裝置。控制器通過DP匯流排接收的上位機畫面發給PLC的指令是裝置起停的保障。這兩種無論哪種控制方式,控制器中存放的裝置執行或故障狀態PLC都可以通過DP匯流排讀到。要使裝置平穩的.保持原有狀態,就地和匯流排切換過程中這種保持除像軟起和馬達保護器,對於正在以某個頻率執行的變頻裝置這些工頻執行的裝置不能因轉換而停車或啟動外,還要維持執行頻率在切換時不變,即無擾切換。在外部電路及引數設定方面,由於匯流排控制的加入對切換電路予以充分考慮,使得更加可靠,尤其是就地和匯流排無擾切換比用DCS方式。在沒有采用FCS之前的無擾切換電路設計,遠端就地切換瞬間裝置啟動迴路或執行迴路,其不斷電主要通過遠端就地切換繼電器與主迴路接觸器通斷的時間差來保證的。

換言之要保證切換過程中,主迴路接觸器線圈失電和觸點斷開的時間要比切換繼電器線圈得電和觸點閉合的時間大。FCS系統中充分考慮切換的順暢,是從電路及程式上。以變頻迴路為例,匯流排/就地切換開關對就地啟動繼電器的動作不影響,通過匯流排/就地停止繼電器,以及變頻器執行輸出繼電器來保持給變頻器的啟動訊號維持切換之前的狀態。配合以智慧操作器可以保持變頻器切換前後頻率不變,此操作器可顯示變頻器的頻率反饋值MV和頻率給定值SV。無論匯流排還是就地則MV都對應於變頻器的實際頻率反饋值。就地時SV則不同,操作器給變頻器的頻率設定值由SV顯示;匯流排時,SV與此時PLC通過匯流排設定給變頻器的頻率給定值基本一致並且顯示的是MV通過操作器自身變送輸出的值。PLC在就地切換到匯流排的瞬間,將頻率實時資料傳輸給變頻器作為頻率給定訊號是通過匯流排;利用操作器自身的無擾切換功能在匯流排切換到就地的瞬間操作,操作器接收轉換訊號後。將顯示的SV的值輸出給變頻器,瞬間作為給定頻率,雙方向的可靠的無擾切換得以實現。

3PLC與控制器

控制器主要包括軟起動器、變頻器和馬達保護器等。設定控制器引數是為實現匯流排控制。除基本的額定頻率、電壓和電流以及功率因數和匯流排地址等,這些設定外,還需要設定變頻器的起停模式、控制訊號源、加減速時間和頻率源等;需要設定軟起動器起停模式、限流倍數、保護類別、升降壓時間和輸入輸出功能等;需要設定馬達保護器操作模式、保護設定和控制設定等。通過控制器本身的鍵盤完成初始設定。進行設定和修改也可以由PLC通過DP匯流排對控制器引數,並進行連續監測與控制針對控制器的特性。PLC中設定統一的電機控制變數就是對不同控制方式的電機進行統一管理,其包括電機控制型別、控制字、狀態字、頻率設定、頻率反饋、電機電流、故障程式碼和電機功率。在電機控制型別中,顯示變頻器控制、電機保護器控制、軟起動器控制和普通電機控制等資訊。控制字中包括:起停電機和故障復位。狀態字包括:執行/停止、故障和急停、匯流排/就地、合閘/分閘等資訊。變頻器對應頻率設定和頻率反饋,所有匯流排控制裝置對應電機電流、功率和故障程式碼。故障程式碼可以對現場裝置進行遠方診斷是FCS較DCS優勢之處,PLC通過匯流排讀取故障程式碼後快速判斷故障原因並進行故障排查。

4上位機與PLC

採用DAServer作為介面進行上位機與PLC的通訊。DAServer根據設定時間來讀寫需要與PLC互動的資料,比如1000ms。這些資料資訊的讀寫以事件形式讀取介面中的資料是上位機。對應到特定位需要上位機進行解碼及編碼。在上位機畫而的顯示實現PLC中控制字及狀態字。對於如球磨機等裝置的自成系統。通過通訊讀取需要特別關注的引數由於自身存在很完備的監控系統以顯示在畫面中。

5上位機與伺服器

畫面可以獲得裝置執行的實時資料通過上位機與PLC之間的通訊。從伺服器中獲得資料可以達成生產的歷史資料或關鍵的效能指標。與生產密切相關的裝置資料儲存到伺服器是各PLC裝置將匯流排傳輸的,跟蹤生產資訊並對資訊進行分析計算和處理需要上位機,利用ActiveFactory分析報表工具讀取伺服器的歷史資料以得到生產裝置的歷史曲線、臺時、整機效率、耗電量、用水量等。管理人員在工廠過程資料視覺化後可以在詳細的資料趨勢及資訊基礎上,生成資料報表及裝置管理報表採取行動優化生產過程以此提高生產績效。

6結語

隨著電氣自動化的深化,要想使裝置的使用率得以有效提高就要加大裝置的管理力度。由於系統管理和系統設計和管理水平不協調、或者系統管理的智慧化水平低下,在電氣自動化裝置的管理系統設計過程中對電氣自動化裝置的執行效率造成負面影響。而C/S體系結構的出現實現裝置管理的智慧化資訊化和網路化,提高裝置管理的效率。

作者:孟祥明 孟凡利 單位:天津太鋼天管不鏽鋼有限公司 天津元通管材製品有限公司