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YOKOGAWA橫河自控系統

橫河DCS系統中文介紹001

產(chǎn)品時(shí)間:2023-07-24 19:30

簡(jiǎn)要描述:

市場(chǎng)價(jià)格: 電議

詳細介紹

第一章

過(guò)程控制系統的進(jìn)展和系統概念     

 

控制生產(chǎn)過(guò)程的方法 隨著(zhù)時(shí)間不斷地變化著(zhù)。它開(kāi)始地使用模擬調節器的單回路控制?,F在,使用數字信號的分散控制系統在過(guò)程控制領(lǐng)域一直在不斷增長(cháng)著(zhù)。進(jìn)而,在工廠(chǎng)中應用的各種控制系統綜合成一體的趨勢也在不斷向前發(fā)展(如CIM:Computer Integrated Manufacturing計算機集成制造系統*)。

第一章講述控制系統的進(jìn)展,當然系統的基礎內容也將說(shuō)明。

 

 

       

1.1 關(guān)鍵詞條 PAGEREF _Toc467383039 \h 1

1.2 調節器進(jìn)行的過(guò)程控制 PAGEREF _Toc467383040 \h 2

1.3 過(guò)程控制功能 PAGEREF _Toc467383041 \h 3

1.4 過(guò)程控制系統 PAGEREF _Toc467383042 \h 4

1.5 過(guò)程控制系統的發(fā)展歷史 PAGEREF _Toc467383043 \h 5

1.6 綜合生產(chǎn)控制系統 PAGEREF _Toc467383044 \h 8

1.7 CENTUM CS的系統概念 PAGEREF _Toc467383045 \h 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*譯注:CIM在中國稱(chēng)為CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)機械制造和裝配工業(yè)中從接受定單到向用戶(hù)交貨全過(guò)程的計算機集成生產(chǎn)系統。近年來(lái)對化工、發(fā)電、煉油等過(guò)程工業(yè)也發(fā)展了與CIMS類(lèi)似的COPS(Computer Integrated Process System)技術(shù)。


1.1 關(guān)鍵詞條

下列各條為本章中將研究的內容

1)調節器,指示調節器,PID調節器 1.2

2)反饋控制 1.3

3)順序控制 1.3

4)直接數字控制(DDC) 1.4

5)集中控制系統 1.5

6)分散控制系統 1.5

7)集中監視和分散控制 1.5

8)一體化生產(chǎn)控制系統 1.6

9)CS系統概念 1.7

 


1.2 調節器進(jìn)行的過(guò)程控制

1.1為使用模擬調節器的溫度控制回路。操作者設定一個(gè)溫度“給定值”,調節器自動(dòng)的調整操作變量,即輸出(例中為調整控制蒸汽流量的閥門(mén)開(kāi)度)以減小測得的“過(guò)程變量”(溫度)和目標值“給定值”之間的偏差。這種調整操作變量以減小“過(guò)程變量”和“給定值”之間偏差的過(guò)程稱(chēng)之為反饋控制。


指示調節器(PID)指示測得的 “過(guò)程變量”(遠處貯槽中液體的溫度),使用PID算法(P—比例,I—積分和D—微分)計算操作變量輸出(蒸汽流量),蒸汽流量的變化將減小“過(guò)程變量”和“設定”溫度間的偏差,也控制了貯槽中液體的溫度。

1.1    使用模擬調節器的過(guò)程控制

 

 


1.1也可用圖1.2來(lái)表示。

 


1.3 過(guò)程控制功能

直接控制生產(chǎn)過(guò)程的方法大體分為兩大類(lèi):回路控制(包括反饋和前饋控制)和順序控制。前者輸入模擬測量信號,后者輸入操作順序和過(guò)程的狀態(tài)信號。

反饋控制:控制動(dòng)作直接校正過(guò)程變量(如貯槽中液體溫度), 比較目標值(設定值),使兩者一致。

l 前饋控制:借助測量干擾量(如環(huán)境溫度)產(chǎn)生校正動(dòng)作,在干擾尚未對過(guò)程產(chǎn)生影響前直接作用于閥門(mén)。

順序控制:根據預先指定的順序,控制作用為一系列連續完成的控制步程.

 

CENTUM CS中,所有回路控制,包括前饋控制均歸于“反饋控制”類(lèi)中。同樣,它還包括諸如電動(dòng)機控制,電力分配控制。

 


1.4 過(guò)程控制系統

為完成圖1.1所示的溫度控制,需要一個(gè)控制系統(即一種完成控制運算的設備)。有多種可選用的控制系統,它們一般可分為模擬控制系統和數字控制系統。

模擬控制系統:使用運算放大器等,控制設備用模擬信號(如電壓)進(jìn)行控制運算,不能進(jìn)行順序控制。

數字控制系統:使用處理器(處理單元),控制設備用數字信號完成控制運算,它不僅可以完成反饋和前饋控制(總稱(chēng)直接數字控制DDC),而且還可用于順序控制。

 


 

l DDC(直接數字控制):由數字設備完成調節器功能,控制器的輸入和輸出可以是模擬信號。同樣,在監視時(shí),上位機直接驅動(dòng)數字調節器的輸出。

 


1.5 過(guò)程控制系統的發(fā)展歷史

數字控制系統隨著(zhù)它的組件變化而取得的進(jìn)步而不斷進(jìn)展,圖1.5展示了這些進(jìn)展。

 

 

 


電子計算機首次用于過(guò)程控制領(lǐng)域是在60年代,隨后一些數字控制技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展。

引入計算機的目的有兩個(gè): ?數據報表; -初期的設定點(diǎn)控制(SPS).

 

 

?計算機控制數據報表操作指導              -計算機控制設定值控制(SPS)

             1.6 數據報表                      圖1.7  設定值控制

 

 


計算機引入過(guò)程控制初期,調節器功能由計算機代替和DDC控制,在DDC控制中,開(kāi)始用計算機直接控制生產(chǎn)過(guò)程。

早期,控制系統是集中的那里一臺中央計算機不僅完成監督和操作,而且還完成全部過(guò)程控制。這樣做最重要的原因是計算機的成本。

微處理器的出現大大地改變了上述情況。研究的主題變?yōu)槿缈蓪?shí)現多種多樣的功能分散風(fēng)險,分散功能,等等),如何將各種各樣專(zhuān)有的和普遍要求結合在一起。

分散控制系統(DCS)根據過(guò)程控制的要求,現在已有輸入點(diǎn)分散至1個(gè)回路8個(gè)回路16個(gè)回路直至80個(gè)回路的適用系統。

 

 

®集中控制:                                   ˉ分散控制:

  集中控制 , 集中監測                           分散控制   集中檢測

1.8 集中控制                           1.9 分散式控制

 

 


1.6 綜合生產(chǎn)控制系統

當今對分布于全工廠(chǎng)的控制系統一體化的趨勢已達到實(shí)現計算機集成制造(CIM)水平。下面的4種方法促進(jìn)了CIM的實(shí)現。由于這些方法是相互結合的,故將來(lái)的系統需要一體化。

l 控制室的一體化

減少控制室數量以減少操作各個(gè)系統的人機界面的數量。

l  現存系統的一體化

現存多個(gè)系統通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接成一個(gè)新系統,以達到在新系統中的ICS站上集中操       作。

l 單窗口

作為CIM的一部分,應用CENTUM CS人機接口中的“X-window功能操作計算機系統。

l 過(guò)程儀表裝置和電氣控制的一體化

過(guò)程控制和電氣控制由DCS的一個(gè)操作界面操作.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.11   一體化控制系舉例(2)

 


1.7 CENTUM CS的系統概念

這一節將引入“綜合處理 ”的概念,這是橫河電機系統工作引出的一個(gè)基本概念。本節將講述這個(gè)概念和CENTUM CS一體化生產(chǎn)控制系統之間的關(guān)系及其特點(diǎn)。

 

(1) 綜合處理

綜合處理(CS)是橫河系統業(yè)務(wù)工作中產(chǎn)生的一個(gè)基本概念。橫河電機支持用戶(hù)總結多年來(lái)為滿(mǎn)足生產(chǎn)需要解決各種問(wèn)題而積累的技術(shù)專(zhuān)利。為實(shí)現上述目的,橫河電機與用戶(hù)密切使用相結合,集中精力通過(guò)一體化技術(shù)如計算機集成制造(CIM)和生產(chǎn)中心組織等方式構筑先進(jìn)的生產(chǎn)控制系統。

*生產(chǎn)中心組織:

這是一種構想,目的是將生產(chǎn)組織得更合理,方法是提高直接生產(chǎn)各部分和間接生產(chǎn)各部分間的協(xié)調性。

 

 

 CS也含用戶(hù)滿(mǎn)意(Customer Satisfaction)之義.

通過(guò)CENTUM CS,橫河電機可提供滿(mǎn)足用戶(hù)要求的各種解決方案。

 


(2) 系統概念

為滿(mǎn)足預期90年代中期開(kāi)始或產(chǎn)業(yè)的結構變化,橫河電機開(kāi)發(fā)了CENTUM CS系統以實(shí)現下列四類(lèi)系統構想:

構想1不斷創(chuàng )新的系統一體化

構想2可持續的系統結構

構想3使用期間費用最小

構想4工程技術(shù)可不斷革新

實(shí)現了上述構想,CENTUM CS給了用戶(hù)一個(gè)十分令人滿(mǎn)意的解決方案。

 

1.12 系統概念構成

 


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