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国内用PC和PLC实现集散控制应用领域

随着化工自动化技术的不断发展,集散控制的思想越来越广泛地被广大自动化工程技术人员所青睐,并正在逐渐被应用于新建、扩建和技改项目中。但传统的集散控制系统一般由专业厂家生产,具有一定的专有性;另外传统的集散控制系统一般来讲其控制规模比较大,成本费用比较高;因此限制了在中小规模的自控系统项目中的推广应用。那么如何在中小规模控制系统中实现集散控制的思想呢?带着这一问题,笔者在阅读了大量技术资料的基础上对现有DCS和PLC的控制系统进行了总结对比,提出了在中小规模化工项目中用PC+PLC构成DCS的思想,并在贵州宏福实业开发有限总企业年产80万吨重钙装置改磷铵的技改项目中的液氨储运工段成功地得到了应用。

1.用PC和PLC实现集散控制(DCS)的基本原理

集散控制的基本思想是集中管理,分散控制。即:将流程工业的自动控制过程与操作管理人员对自动控制过程的管理过程相对分离;流程工业的自动控制过程由各控制站相对独立地自动完成,而操作人员对自动控制过程的管理则由中央控制室的操作站来完成。中央操作站与各现场控制站一方面各自相对独立地运行,从而将各种故障限制在局部范围内,极大地提高了自动控制系统总体的安全性和可靠性;另一方面又相互进行实时数据通讯和信息交换,实现了操作人员在中央控制室的操作站对整个自动控制过程进行管理和调整。

现场控制站的主要任务是实现对生产过程的自动控制,因此它必需要能够自动采集全厂的各种工艺参数(如各种工艺介质的温度、压力、流量、粘度、组分,物位高度等)以及设备的运行状态(如阀门的开度、机泵的开停、设备震动、机械位移)等生产信息,然后按照事先编好的控制程序进行大量的数值计算,最后输出4~20mA标准模拟信号(或ON/OFF数字信号)去驱动各种阀门、电机等实行机构,调节各种工艺参数,实现生产过程的自动控制;另外还要与操作站进行实时通讯,将采集到的各种生产信息传送到操作站供操作人员使用,同时接收操作人员通过操作站发出的各种指令实时调整自动控制方案、优化生产过程。因此它还需要具有标准化的通讯接口。目前的各种PLC均具有这样的功能,而且其容量弹性大,扩充方便,控制方案的组态简单易学,性能价格比优越,因此是中小型DCS的操作站的理想选择。

中央控制室的操作站实际上是一个人机界面,一方面把控制站采集的各种生产信息进行加工处理,然后以操作人员所习惯和熟悉的各种流程画面、生产报表、历史趋势和声光报警等形式提供给操作人员。另一方面把操作人员的各种指令进行编码后传送给操作站对控制方案进行调整,以优化生产过程或对特殊情况的紧急处理。对中小型DCS来讲,目前市面上比较流行的各种监控App均能实现这样的功能,且对计算机的硬件和操作系统无特别要求,用普通的PC机加一套监控App就可实现。

用PC机+PLC组成集散控制系统时,PLC承担了现场控制站的工作,PC机承担了操作站和工程师站的工作。在安装有PLC系统App的PC机上可以离线(或在线)编辑PLC的控制应用App(一般称为梯形图),控制应用App下载到PLC后,PLC独立完成现场数据采集、逻辑控制、模拟控制等。而操作站的各种功能都可以通过“实时监控App”+“PC机”来实现,在安装有实时监控App的PC机上可以方便对生产过程进行监控。


 


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