油庫髮油系統總體設計(一)

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油庫髮油系統總體設計(一)

2油庫髮油系統總體設計
2.1控制系統方案設計
2.1.1控制系統的幾種主要形式
  (1)工業乙太網
 所謂工業乙太網,是指技術上與商用乙太網(即IEEE802.3標準)相容,但在產品設計時,在材質的選用、產品的強度、適用性以及實時性等方面能滿足工業現場需要的乙太網絡。乙太網由於其開放性好、應用廣泛以及價格低廉等特點,在工業控制領域已經開始得到了大規模的應用。傳統的控制系統在資訊層大都採用乙太網,而在控制層和裝置層一般採用不同的現場匯流排或其他專用網路。隨著乙太網的不斷髮展與完善,乙太網已經滲透到了控制層和裝置層,幾乎所有的PLC和遠端I/O供應商都能提供支援TCP/IP的乙太網介面產品。該系統應用在中小型控制系統中有替代基於現場匯流排的控制系統的趨勢。對於大型控制系統,由於其結構和控制功能複雜、實時性和可靠性要求更高,構建基於工業乙太網的控制系統目前存在著一定的技術難點。
   (2)集散控制系統
 集散控制系統(Distributed Control System)以大系統理論為指導,以先進的四C(Computer,Control,Communication,CRT)技術為物質基礎,採用危險分散的系統設計思想進行設計。集散控制系統將控制功能分散化、管理操作功能高度集中化,吸收了模擬控制儀表的特點而發展起來的一種新型數字綜合控制系統[3]。
    DCS分為三大部分,帶I/O板的控制器、通訊網路和人機介面(HMI)。控制器是DCS的核心部件,它相當於一臺PC機。有的DCS的控制器本身就是PC機。它主要有CPU、RAM、ROM等晶片,還有兩個介面,一個向下接收I/O匯流排來的訊號,另一個介面是向上把訊號送到網路上與人機介面相連。控制器中安裝有作業系統功能塊、組態軟體和通訊軟體。
    通訊網路把過程站和人機介面連成一個系統。通訊網路有幾種不同的結構形式。如匯流排形、環形和星形。匯流排形在邏輯上也是環形的。星形的只適用於小系統。不論是環形還是匯流排形,一般都採用廣播式。其它一些協議方式已用的較少。
 集散控制系統以微型計算機作為過程控制工具,完成連續控制和順序控制功能。用上位計算機實行資料處理、監視、控制。採用CRT(操作站)影象和操作站為中心的人機聯絡裝置實現集中顯示和操作,用資料通訊電纜將各裝置聯絡起來。概括地說,集散控制系統是將控制功能分散開來,構成一些以微型計算機為中心的子系統,然後用上位計算機來管理(監視、操作)這些子系統。
 DCS採用標準化、模組化和系列化的設計,它具有以通訊網路為紐帶的集中顯示的特點,而操作管理、控制相對分散,配置靈活、組態方便,同時是具有高可靠性的`實用系統。
 (3)PLC+PC機控制系統PLC由繼電器邏輯控制系統發展而來,所以它在數字處理、順序控制方面具有一定優勢,初期主要側重於開關量順序控制方面。隨著8位、16位、32位微處理器的應用,使它在技術和功能上發生了飛躍,在初期邏輯運算功能的基礎上增加了數值運算、閉環調節、通訊等功能,特別是通訊功能的增強,實現了PLC與上位計算機之間連線成網路,構成上下位機的控制系統。
 用PC機+PLC組成控制系統時,PLC承擔了現場控制站的工作,PC機承擔操作站和工程師站的工作。在安裝有PLC系統軟體的PC機上可以離線(或線上)編輯PLC的控制程式(一般稱為梯形圖),控制程式下載到PLC後,PLC獨立完成現場資料的採集、邏輯控制、模擬控制等。而操作站的各種功能都可以通過“實時監控軟體”+“PC機”來實現,在安裝有實時監控軟體的PC機上可以方便對生產過程進行監控。
 計算、影象處理、操作的方便程度、資料管理是上位機PC機的優勢,對於過程控制是下位機PLC的優勢,因而把二者的結合充分發揮二者的優勢,具有一定的實際意義。另外通過來用模組化結構設計組態軟體的使用又可方便地把二者結合構成完整可靠的控制系統,系統軟體採用成熟的組態軟體開發,使系統的開發、除錯以及對系統功能的升級較為方便。另外生產資料的及時採集和開放性處理,能夠完善生產管理,便於組成企業管理系統。
2.1.2控制系統方案確定
 綜合上述控制系統的各自特點,我們可以看出乙太網和DCS控制系統開放性好,系統功能強大,對於大型控制系統具有絕對的優勢。但是,工業乙太網畢竟不是為工業控制系統專門開發的網路系統,它更適合於對實時性要求不很高的、純粹的資料傳輸領域。即使在今天,某些廠商的改進產品使乙太網越來越深入現場,但整體上看,面向控制領域的工業乙太網還需要在技術上有重大的突破。
 而對於DCS控制系統來說,由於各家的DCS系統為了搶佔市場,在網路協議方面各自為政,不同廠家的系統之間基本上不能進行資料交換。系統的各個組成部分,如現場控制站、人機介面工作站、各類功能站及軟體等都是各個DCS廠家的專有技術和產品。從使用者的角度看,工業乙太網和DCS系統都是一種購買成本、執行成本及維護成本都很高的控制系統。所以,一般中小型系統很少採用。
 PLC+PC機控制系統的適用範圍比較廣泛,小到幾十點大到上千點,系統構建非常靈活。隨著PLC技術的發展,在工業生產過程中完全可以採用PLC+PC機控制系統來實現DCS系統的控制功能。與工業乙太網和DCS系統相比,PLC+PC機控制系統開發週期短,投資成本低,在中小型控制系統中具有不可替代的優勢,被廣泛採用。PLC+PC機控制系統是一種價效比高的控制系統,所以在髮油控制系統中我們選用PLC+PC機控制系統。
2.2油庫自動髮油控制系統總體設計
 應用PLC技術、計算機通訊技術,組成具有結構開放的、組態靈活的、控制功能完善的、操作簡單的現代化監控系統,提高生產自動化水平與管理水平,是本系統設計的宗旨。
2.2.1系統設計的原則
 系統設計應以安全、可靠、實用和可擴充套件為原則進行設計,使系統具有先進性、完善性、靈活性等特點。
 (1)提高控制系統的精度:系統精度是衡量系統好壞的重要標準,我們從系統軟硬體兩方面考慮,在硬體上選擇價效比較高的裝置,更重要是從軟體設計上採用合理的控制演算法來提高系統的精度。
 (2)提高系統的自適應性:充分考慮應用系統的現場環境,及構成系統的裝置的影響因素,採取自整定控制演算法,提高系統的適應性。
 (3)易操作性:系統的人機介面要有好,圖形與文字雙重顯示,操作簡單、方便。工作人員經過短時間的培訓,就能夠熟練操作。
 (4)可靠性:油庫自動化系統要求測量、傳輸資料準確,執行穩定,出現故障要有緩解措施,能夠及時解救,快速恢復正常執行,在抗干擾性方面要有一定的措施,保證系統可靠執行。
 (5)安全性:安全是油庫中頭等重要的事情,所以油庫自動化系統需要嚴格考慮系統的安全性。採用必要的安全機制,保證系統的安全,達到油庫防爆等。
 (6)開放性:開放性是指在硬、軟裝置得互連上,系統升級、擴充和更新上,應用目標和功能變化上,以及在其他外界環境變化上