液壓自動(dòng)化設備論文
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1設備控制與管理
工藝設備主要分類(lèi)為：一是只需要起�？刂频脑O備，包括皮帶運輸機、除塵器和攪拌電機等。保證正常順序開(kāi)停車(chē)以及故障，或非正常狀況下的連鎖停是其車(chē)控制目的。二是需要調速的設備，包括風(fēng)機類(lèi)、泵類(lèi)和給料機等設備。參與到流量、液位和壓力等的閉環(huán)控制中來(lái)保持運行工況的穩定性是其控制目的。三是自成系統的設備，比如球磨機、破碎機和陶瓷過(guò)濾機等。這類(lèi)設備信息主要是用于監測或加入少量的控制且相對較為獨立。對于前兩類(lèi)設備來(lái)說(shuō)與之相連的直接控制設備，是軟起動(dòng)器、變頻器和馬達保護器等控制器。這些控制器通過(guò)DP總線(xiàn)發(fā)出的指令，接收PLC同時(shí)又將設備運行或故障信息反饋給PLC，并顯示這些狀態(tài)在上位機監控畫(huà)面。上位機畫(huà)面包括設備起停操作界面、趨勢曲線(xiàn)、運行狀態(tài)信息等豐富的信息，進(jìn)行統計分析和處理要通過(guò)對數據庫信息，還可以得到生產(chǎn)設備的臺時(shí)、歷史曲線(xiàn)、整機效率計算和電量水量統計等在上位機中，實(shí)現工廠(chǎng)設備管理及過(guò)程數據可視化�？傊O備控制順序是：上位機—PLC—控制器一現場(chǎng)設備。
2控制器與現場(chǎng)設備
對現場(chǎng)設備的電氣控制分為兩種方式，即：就地和總線(xiàn)。當就地控制時(shí)現場(chǎng)設備起停，主要依賴(lài)于動(dòng)力站的軟起動(dòng)器、變頻器和馬達保護器等控制器，在發(fā)出的信號：遠程控制時(shí)，通過(guò)接收安裝在設備近旁的就地操作箱上的起停按鈕或頻率給定裝置�？刂破魍ㄟ^(guò)DP總線(xiàn)接收的上位機畫(huà)面發(fā)給PLC的指令是設備起停的保障。這兩種無(wú)論哪種控制方式，控制器中存放的設備運行或故障狀態(tài)PLC都可以通過(guò)DP總線(xiàn)讀到。要使設備平穩的保持原有狀態(tài)，就地和總線(xiàn)切換過(guò)程中這種保持除像軟起和馬達保護器，對于正在以某個(gè)頻率運行的變頻設備這些工頻運行的設備不能因轉換而停車(chē)或啟動(dòng)外，還要維持運行頻率在切換時(shí)不變，即無(wú)擾切換。在外部電路及參數設置方面，由于總線(xiàn)控制的加入對切換電路予以充分考慮，使得更加可靠，尤其是就地和總線(xiàn)無(wú)擾切換比用DCS方式。在沒(méi)有采用FCS之前的無(wú)擾切換電路設計，遠程就地切換瞬間設備啟動(dòng)回路或運行回路，其不斷電主要通過(guò)遠程就地切換繼電器與主回路接觸器通斷的時(shí)間差來(lái)保證的。
換言之要保證切換過(guò)程中，主回路接觸器線(xiàn)圈失電和觸點(diǎn)斷開(kāi)的時(shí)間要比切換繼電器線(xiàn)圈得電和觸點(diǎn)閉合的時(shí)間大。FCS系統中充分考慮切換的順暢，是從電路及程序上。以變頻回路為例，總線(xiàn)／就地切換開(kāi)關(guān)對就地啟動(dòng)繼電器的動(dòng)作不影響，通過(guò)總線(xiàn)／就地停止繼電器，以及變頻器運行輸出繼電器來(lái)保持給變頻器的啟動(dòng)信號維持切換之前的狀態(tài)。配合以智能操作器可以保持變頻器切換前后頻率不變，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(wú)論總線(xiàn)還是就地則MV都對應于變頻器的實(shí)際頻率反饋值。就地時(shí)SV則不同，操作器給變頻器的頻率設定值由SV顯示；總線(xiàn)時(shí)，SV與此時(shí)PLC通過(guò)總線(xiàn)設置給變頻器的頻率給定值基本一致并且顯示的是MV通過(guò)操作器自身變送輸出的值。PLC在就地切換到總線(xiàn)的瞬間，將頻率實(shí)時(shí)數據傳輸給變頻器作為頻率給定信號是通過(guò)總線(xiàn)；利用操作器自身的無(wú)擾切換功能在總線(xiàn)切換到就地的瞬間操作，操作器接收轉換信號后。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(wú)擾切換得以實(shí)現。
3PLC與控制器
控制器主要包括軟起動(dòng)器、變頻器和馬達保護器等。設置控制器參數是為實(shí)現總線(xiàn)控制。除基本的額定頻率、電壓和電流以及功率因數和總線(xiàn)地址等，這些設置外，還需要設置變頻器的起停模式、控制信號源、加減速時(shí)間和頻率源等；需要設置軟起動(dòng)器起停模式、限流倍數、保護類(lèi)別、升降壓時(shí)間和輸入輸出功能等；需要設置馬達保護器操作模式、保護設置和控制設置等。通過(guò)控制器本身的鍵盤(pán)完成初始設置。進(jìn)行設置和修改也可以由PLC通過(guò)DP總線(xiàn)對控制器參數，并進(jìn)行連續監測與控制針對控制器的特性。PLC中設置統一的電機控制變量就是對不同控制方式的電機進(jìn)行統一管理，其包括電機控制類(lèi)型、控制字、狀態(tài)字、頻率設定、頻率反饋、電機電流、故障代碼和電機功率。在電機控制類(lèi)型中，顯示變頻器控制、電機保護器控制、軟起動(dòng)器控制和普通電機控制等信息�？刂谱种邪ǎ浩鹜ｋ姍C和故障復位。狀態(tài)字包括：運行/停止、故障和急停、總線(xiàn)/就地、合閘/分閘等信息。變頻器對應頻率設定和頻率反饋，所有總線(xiàn)控制設備對應電機電流、功率和故障代碼。故障代碼可以對現場(chǎng)裝置進(jìn)行遠方診斷是FCS較DCS優(yōu)勢之處，PLC通過(guò)總線(xiàn)讀取故障代碼后快速判斷故障原因并進(jìn)行故障排查。
4上位機與PLC
采用DAServer作為接口進(jìn)行上位機與PLC的通訊。DAServer根據設定時(shí)間來(lái)讀寫(xiě)需要與PLC交互的數據，比如1000ms。這些數據信息的讀寫(xiě)以事件形式讀取接口中的數據是上位機。對應到特定位需要上位機進(jìn)行解碼及編碼。在上位機畫(huà)而的顯示實(shí)現PLC中控制字及狀態(tài)字。對于如球磨機等設備的自成系統。通過(guò)通訊讀取需要特別關(guān)注的參數由于自身存在很完備的監控系統以顯示在畫(huà)面中。
5上位機與服務(wù)器
畫(huà)面可以獲得設備運行的實(shí)時(shí)數據通過(guò)上位機與PLC之間的通訊。從服務(wù)器中獲得數據可以達成生產(chǎn)的歷史數據或關(guān)鍵的性能指標。與生產(chǎn)密切相關(guān)的設備數據存儲到服務(wù)器是各PLC設備將總線(xiàn)傳輸的，跟蹤生產(chǎn)信息并對信息進(jìn)行分析計算和處理需要上位機，利用ActiveFactory分析報表工具讀取服務(wù)器的歷史數據以得到生產(chǎn)設備的歷史曲線(xiàn)、臺時(shí)、整機效率、耗電量、用水量等。管理人員在工廠(chǎng)過(guò)程數據可視化后可以在詳細的數據趨勢及信息基礎上，生成數據報表及設備管理報表采取行動(dòng)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程以此提高生產(chǎn)績(jì)效。
6結語(yǔ)
隨著(zhù)電氣自動(dòng)化的深化，要想使設備的使用率得以有效提高就要加大設備的管理力度。由于系統管理和系統設計和管理水平不協(xié)調、或者系統管理的智能化水平低下，在電氣自動(dòng)化設備的管理系統設計過(guò)程中對電氣自動(dòng)化設備的運行效率造成負面影響。而C/S體系結構的出現實(shí)現設備管理的智能化信息化和網(wǎng)絡(luò )化，提高設備管理的效率。
作者：孟祥明 孟凡利 單位：天津太鋼天管不銹鋼有限公司 天津元通管材制品有限公司
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