仪表和控制（共12篇）
仪表和控制 篇1
工业化进程的推进促使工厂向着大型化、一体化发展,大型企业数以万计的自动化仪表和控制设备管理一直以来都是企业管理的难点。近年来,随着现场总线仪表的增多,逐渐出现了采用基于HART或FF协议的现场设备管理系统,也有相当一部分企业借助企业资源计划系统( ERP) 内的设备管理信息系统( EM) 模块进行自动化仪表和控制设备的管理,它所适应的目标主要是大型机电设备,这类设备的数量相对要少,而且发生设备级的维护量也很少。该方法虽然在一定程度上提升了大型企业自动化仪表和控制设备的管理水平,但是无法实现设备管理的全面性、实时性和准确性的要求。
随着网络技术的高速发展,基于互联网的物联网技术逐渐在多个行业产生了革命性的影响。笔者也基于物联网和智能终端设计了一种自动化仪表和控制设备维护系统,以提升企业对自动化仪表和控制设备管理的全面性、实时性和准确性要求。
1 传统仪表和设备维护系统存在的问题(1)
通常,大型企业的自动化仪表和控制设备都在几万台以上,物理位置分散,日常运行维护工作量大,维护作业点分散[1]。而且,自动化仪表和控制设备的运行维护工作都是设备级的,设备自身的更换和运行维修工作非常多。一般情况下,设备购入后会登记其基本情况和相关信息并存档,但此后档案就基本无人维护,设备位置变迁、检修及设备当前运行状态等信息根本不会体现在设备档案中。这就造成了企业ERP和EM中自动化仪表和控制设备的相关信息,随着仪表和设备运行时间的增长越来越失真的现象。这对于设备管理的提升作用是逆向的,结果就是设备管理人员不再相信管理系统中的信息,也更加不愿意对系统进行维护。
在自动化领域,很多DCS控制系统上都推出了仪表设备管理系统,实现仪表的组态、仪表设备标定、仪表位号查询、状态检查及常规设备管理等功能。典型的有Emerson、Hollias的AMS、Yokogawa的PRM、Simens的PDM系统,这些系统都建立在总线仪表和控制系统的基础上[2]。但是,总线仪表存在通信标准不统一和制造成本高的问题,因此基于DCS控制系统的仪表设备管理系统也没有成为行业主流[3]。同时,这也致使借助总线技术的设备管理系统无法大量大范围地推广。而对于大量的非总线仪表,这类管理系统更是无法实施必要的管理。
2 基于物联网的仪表设备维护系统原方案
最初设计的基于物联网技术的仪表和控制设备维护信息系统方案的实施步骤如下:
a. 根据现场出现故障的设备和配件分别生成设备故障信息和/或配件故障信息;
b. 根据设备故障信息或配件故障信息分别生成设备替换信息和配件替换信息,再通过系统唯一入口引进新增设备和新增配件分别作为备件和配件,并对备件和配件进行编码扫描录入信息,根据设备故障信息和设备替换信息利用备件对离线故障设备进行替换,以及根据配件故障信息和配件替换信息利用配件对现场故障配件进行替换;
c. 利用设备故障信息对离线故障设备进行维修,以及对故障配件通过系统唯一出口进行报废;
d. 对维修成功的设备生成维修成功信息,根据维修成功信息将维修成功设备作为备件;
e. 对维修不成功的设备通过系统唯一出口进行报废,结束维修。
采用上述方案的自动化仪表和控制设备维护系统的特征如图1 所示[4],该系统包括现场对象模块( 1) 、备件和配件模块( 2) 和维修对象模块( 3) 。备件和配件模块( 2) 分别与现场对象模块( 1) 和维修对象模块( 3) 连接,现场对象模块( 1)与维修对象模块( 3) 连接。
现场对象模块( 1) 根据现场出现故障的设备和配件,生成相应的故障信息,并根据故障信息用备件替换离线故障设备,或根据配件故障信息和配件替换信息用配件替换现场故障配件。
备件和配件模块( 2) 根据设备故障信息和配件故障信息,分别生成设备替换信息和配件替换信息,再通过系统唯一入口引进新增设备和配件分别作为备件和配件,并对备件和配件进行编码扫描录入信息; 同时根据维修成功信息将维修成功设备作为备件。
维修对象模块( 3) 利用设备故障信息对离线故障设备进行维修,并对故障配件通过系统唯一出口进行报废; 同时对维修不成功的设备通过系统唯一出口进行报废,结束维修。
3 系统改进
在上述维护系统的基础上,进行改进和完善,改进后的自动化仪表和控制设备维护系统的模块框图如图2 所示。
现场对象模块( 1) 与备件和配件模块( 2) 对现场设备、备件和配件进行编码。编码为串号条码或二维码,编码包括了备件和配件的名称、型号、规格、生产厂家和串号。现场设备包括多个子设备,现场对象模块( 1) 对多个子设备进行编码,并将多个子设备及其备件和现场设备进行关联,现场设备可与它的多个子设备进行关系重建。采用上述两个改进方案的目的: 确保物料代码的唯一性,并清晰解决设备间的相关关系; 管理对象需要全部粘贴串号条码或二维码标签; 对象入库出库进行扫码,提高了准确度和效率。
改进方案增加了设备缺陷模块( 4) ,并与现场对象模块( 1) 连接,现场对象模块( 1) 用于统计分析设备故障信息,并向备件和配件模块( 2) 发送维护建议信息; 设备缺陷模块( 4) 记录现场对象模块( 1) 统计分析的设备故障信息,将设备缺陷与对应的设备信息进行关联,在设备发生更新时,设备缺陷模块( 4) 将设备所属缺陷信息与原有设备一起进入维修对象模块( 3) 进行后期处理,便于后期的设备缺陷分析。设备缺陷模块( 4) 还对限定期限内不能消除的设备缺陷进行缺陷留存,并改变现场对象模块( 1) 中与设备缺陷相关设备的状态为停用,当留存的缺陷消除后恢复状态为在用。采用上述两种改进方案的目的:便于后期的设备缺陷分析,保障现场设备健康运行,提升生产效率。
增加回路数据模块( 5) 并与现场对象模块( 1) 连接,回路数据模块( 5) 对自动化仪表和控制设备所处的控制回路进行实时记录,并生成回路完好率和控制率实时统计数据,便于维修人员进行缺陷处理等工作时,看到设备所在的所有回路信息,而不局限于维修人员自身所熟悉的回路信息; 设备与联锁保护或控制回路有关联关系也可以通过系统及时发现,避免实施维修维护工作中的措施不当造成事故。
增加维修计划模块( 6) 并与现场对象模块( 1) 连接,维修计划模块( 6) 对现场对象模块( 1)的设备进行维修、保养和检定设定,维修计划模块( 6) 包括多个维修计划单元,多个维修计划单元分别包括多个维修单据,多个维修单据分别与现场设备进行关联。此改进方案的目的: 根据维修计划模块( 6) 设定时间进行设备维修、保养和检定,保障设备正常运行,延长设备使用寿命。
增加维修文档模块( 7) 并分别与现场对象模块( 1) 、备件和配件模块( 2) 、维修对象模块( 3) 、设备缺陷模块( 4) 、回路数据模块( 5) 和维修计划模块( 6) 连接。维修文档模块( 7) 用于对现场对象模块( 1) 、备件和配件模块( 2) 、维修对象模块( 3) 、设备缺陷模块( 4) 和回路数据模块( 5) 运作过程中生成的文档,与维修计划模块( 6) 生成的维修计划文档,进行关联性连接并存档。采用此改进方案的目的: 实现设备相关文档与设备维修保养检定文档的关联,解决批量关联问题; 维修保养的设备数量庞大,通过批量关联功能为用户提供优秀的操作体验; 系统可以为用户提供所需的实时、准确的大量的信息,提升用户粘度。
设备缺陷模块( 4) 、回路数据模块( 5) 、维修计划模块( 6) 和维修文档模块( 7) 均与现场对象模块( 1) 进行实时信息匹配,当信息不匹配时,现场对象模块( 1) 分别与设备缺陷模块( 4) 、回路数据模块( 5) 、维修计划模块( 6) 和维修文档模块( 7) 进行关联数据维护。采用此方案的目的: 随着设备缺陷模块( 4) 、回路数据模块( 5) 、维修计划模块( 6) 和维修文档模块( 7) 的不断运行,现场对象模块( 1) 中的数据也在持续改进。
增加两票实施模块( 8) 并与维修对象模块( 3) 和设备缺陷模块( 4) 连接,两票实施模块( 8)根据工作票和操作票对维修对象模块( 3) 的维护保养工作耗用工时进行记录,并利用工作票和操作票关联设备缺陷模块( 4) 的设备缺陷处理。采用此改进方案的目的: 统计维修设备的维护保养工作耗用工时,用于成本分析和人员绩效评估,缺陷管理模块与两票实施模块( 8) 进行关联,实现缺陷处理时直接办理两票,减少人力成本。
4 方案实施
使用管理系统实现对自动化仪表和控制设备的实时管理,需要对管理对象进行规范管理。系统的使用是分散给作业班组和作业人员完成的。作业人员只需在进行现场相关维修保养工作、使用备件和配件前,在系统借助智能手机或条码枪对管理对象配件进行扫码选择操作即可。生产与设备管理人员通过系统可以实时掌握管理对象的运行、维护保养和缺陷情况。
维护系统网络结构采用W/S形式,不需要在用户计算机上额外安装任何软件,只要使用浏览器对网络中的服务器进行访问即可,操作方式与浏览互联网站相同[5]。系统也可以同时在互联网或可以通过智能手机使用。
系统实施前,应根据管理对象目前和未来的量级决定采取什么级别的数据库。一旦确定,一般情况下系统在两个月左右上线。用户原有的设备信息可以进行导入。因为系统具备自我改进功能,所以对这些信息允许有一定的偏差,随着系统投运时间的增加,对象的相关信息会自行完善。
借助笔者所述方法和方案的仪表与设备维护系统,已经成功在某大型企业投用,该方法贴近行业管理的方法与思路,得到了用户的高度认可和青睐。普通用户不进行任何操作培训就可以独立完成绝大部分功能的熟练使用。对于一些高级复杂功能,用户经过半天的应用培训即可熟练掌握。
5 结束语
基于物联网技术的自动化仪表与控制设备维护系统,涉及建立备件和配件、现场设备、维修设备3 个核心模块,以及周边附加功能模块,方法还定义了3 个模块之间以及与周边模块之间信息流的关系。借助于物联网技术和智能终端,采用该方法实现了对自动化仪表和控制设备的实时管理,解决了现场设备管理中获取全面、实时而精确的管理对象信息问题和非总线仪表的管理问题。在获取了实时、全面、精确的管理对象信息的基础上,扩展相关的管理功能,实现对设备状况的评估与预测、工单工时管理、设备巡检管理及故障专家诊断等功能,而这些管理功能由于有了准确的设备信息就可以变得更加有益而实用,这也是现有的维护系统无法企及之处。
使用该管理方案,还可以使相关维护工作实现标准化和规范化,降低设备维护过程中的安全风险,提升维护工作效率,大量减少无效上站和重复上站,降低维护成本。提高了工厂设备平均无故障运行时间,以及设备的“健康”水平,使得企业的设备管理工作水平有了大幅提升。
参考文献
[1]胡相斌,陈强,李芸.基于状态的石化企业设备一体化管理系统开发[J].化工自动化及仪表,2012,39(5):666~668.
[2]冯慧山.PRM自动化仪表设备管理系统在天津石化的应用[J].中国设备工程,2010,(11):30~31.
[3]曹淼,敖春波,黄文君.基于FDT与DD技术现场总线设备管理系统设计[J].化工自动化及仪表,2008,35(3):67~70.
[4]李朝阳.一种自动化仪表和控制设备的维护系统及方法[P].中国:201510341998.6,2015-10-23.
[5]胡景军,陈云,洪诗定.SCADA系统实现Web服务的关键技术[J].化工自动化及仪表,2013,40(11):1395~1398.
仪表和控制 篇2
自动化就是工业自动控制，是化工厂的自动控制系统，以前成为仪表专业，大家都说仪表是工厂的眼睛，实际上，现代自动控制系统不仅仅是工业生成的眼睛，同时还是工业生产的大脑。自动化控制系统产品随着电子技术的发展，从以前气动仪表、电动仪表发展到目前的集散系统，把单回路的控制集成到了对整个生产装置的所有控制系统的控制，操作可以在中央控制室足不出户就可以控制现场的阀门，能够及时通过对工艺设备里面的温度、压力、流量或液位进行控制，达到稳准快的控制效果。如果自动化控制系统出现问题，就会给工艺生产带来极大的伤害，特别是会对工艺产品的质量、产量甚至是安全带来极大的麻烦。仪表联锁涉及的安全系统对化工工艺生产的安全性极为重要，一个误操作可能会引起整个工厂的爆炸发生。在线分析仪表对工艺产品的质量具有极为重要的意义，特别是对产品的质量具有极为重大的意义。随着DCS控制技术的发展，控制系统还在紧急停车方面也有了极大的发展，特别是对工厂的核心机组的安全控制具有保护功能，可以确保工厂的安全生产。作为自控专业的同学，还是建议你好好地整理一下思路，把文章写好，我写的算是抛砖引玉了。
化工生产过程自动化是一门综合性的技术学科,它是利用自动控制器仪表学科,以及计算机学科的理论与技术,服务于化学工程学科的。化学工业是国民经济中必不可少的重要组成部分,它不但直接影响国计民生而且与国民经济的其他部门密切相关,同时又是农业、轻工、纺织、国防、交通运输等部门发展的不可或缺的基础工业之
一。化工生产过程,往往是在密闭的容器和设备中,在高压、真空、高温、深冷的情况下连续进行的。
此外,不少介质还具有毒、易燃、易爆、有腐蚀的性质。因此,为使化工生产正常地、高效地进行,就必须把各项工艺参数维持在某一最佳范围之内,并尽量使生产过程自动化、现代化。
所谓化工生产过程自动化,就是在化工设备上,配置一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行。这种用自动化装置来管理化工生产过程的方式,就称为化工生产过程的自动化,简称化工自动化。实现化工生产过程的自动化,不仅可以使生产保持在最佳状况下,而且可以有效地提高产品质量和数量,节约原材料和能源,降低生产成本,并且可以提高设备的利用率,从而延长设备的使用寿命,实现优质高产低耗。同时,能充分保证工作人员和设备的安全,减轻劳动强度,改善工作环境。更有意义是,实现生产过程的自动化,能够获得最高的技术经济指标,并能从根本上改变传统的劳动方式,提高劳动者的科学文化素质和技术素质,并且有利于社会主义现代化建设的需要。
自动化仪表分类方法很多,根据不同原则可以进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类,可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表(很少见);按仪表组合形式,可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置;按仪表安装形式,可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表;随着微处理机的蓬勃发展,根据仪表有否引入微处理机(器)又可分为自动化仪表与非自动化仪表。根据仪表信号的形式可分为模拟仪表和数字仪表等等。仪表覆盖面比较广,任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分得井井有序,它们中间互有渗透,彼此沟通。例如变送器具有多种功能,温度变送器可以划归温度检测仪表,差压变送器可以划归流量检测仪表,压力变送器可以划归压检测仪表,若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表,很难确切划归哪一类, 中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并。化工自动化控制仪表的功能开发：
(一)仪表的测量精度高了
由于自动化仪表的中心控制系统是微型计算机,可以进行快速多次重复测量,然后求平均值。这样就可以排除一些偶然的误差与干扰。
(二)仪表具有修正误差的能力
实时地修正测量值误差是较为复杂的功能。装有微处理器的仪表可以减少误差,依靠限制干扰来提高精度。
(三)仪表能够实现复杂的控制功能
实现自动化以后,一些常规仪表不易实现的功能,在自动化仪表中就很容易实现。比如一台气相或液相色普仪,这种仪器利用对于复杂化学混合物进行色层分离的方法来确定样品中存在的每一种化学成分的含量。
在我国,解放前根本谈不上有仪表制造业,解放后,在中国共产党的领导下,我国的仪表工业,从无到有从小到大,得到了突飞猛进的发展,并且向着标准化的方向迅速前进。化工仪表及自动化,最早出现在四十年代,那时的仪表体积大,精度低。但随着科学技术的不断发展和电子技术的不断进步,在五十年代就出现采用0.2~1.0kg f/cm2统一气压信号的气动仪表,接着,又出现了采用4-20cm的直流信号的电动仪表,从而实现了集中控制,并使仪表体积大为缩小,可靠性和精度也有很大提高。
五、六十年代以后,特别是六十年后半期,随着半导体和集成电路的进一步发展,自动化仪表便向着小体积、高性能的方向迅速发展并实现了用计算机作数据处理的各种自动化方案。化工生产向大规模、高效率、连续生产,综合利用方向迅速发展,需要一类不仅能迅速、准确地监视工艺参数,而且能迅速地进行工况分析、判断、作出操作决策的自控装置,人工的操作也越来越不能适应生产的要求,必须有更有效地执行机构来操作生产。于是一大批的自动化装置应运而生,它们就是各种检测元件、变送器、调节器、执行器,以及其他各种有关的装置等。
在生产的工艺设备上和操作中,起到“眼”、“脑”、“手”的作用,它们与生产设备一起构成了各种各样的自动化控制系统。七十年代以来,仪表和自动化技术又有了迅猛的发展,新技术、新产品层出不穷,气动Ⅱ型、Ⅲ型仪表、电动Ⅱ型、Ⅲ型仪表相继投入使用,多功能组装式仪表也投入运行,特别是微型计算机的发展在化工自动化技术工具中发挥了巨大作用。1975年出现了以微处理器为基础的过程控制仪表———集中分散型控制系统,把自动化技术推到了一个更高的水平。电子技术、计算机技术的发展,也促进了常规仪表的发展,新型的数字仪表,智能化仪表,程序控制器,调节器等也不断投入使用。现在我国大、中、小型企业以及广大乡、镇企业依据不同的生产实际和需求,气动仪表、电动仪表、模拟仪表、数字仪表以及各种智能化仪表,计算机等都在进行使用,形成了气电结合、模数共存、取长补短,协同发展的局面。它们构成的各种自动化控制系统极大地推动着我们的现代化建设事业。化工生产过程自动化,是一门综合性的技术学科,它是利用自动控制学科仪器、仪表学科,以及计算机学科的理论与技术,服务于化学工程学科的。在企业里化工工艺及设备与自动化装置已经构成了有机的整体,没有现代化的自动化装置,也就没有现代化的化工生产。
自动化仪表与过程控制课程探索 篇3
关键词：过程控制；Matlab；工程实践能力
引言：自动化仪表与过程控制这门课程是电气工程及其自动化的专业课。教学目标是使学生掌握工业过程控制系统的基本构成、工作原理、一般的分析设计方法和基本的实训技能。了解过程控制新技术，基本掌握现场总线、远程监控及组态软件等技术，理解先进的控制策略等[1]。与其相对应的过程控制课程设计则是检验学生学习过程控制这门课程理论与实践成果的重要环节。先从系统测试，系统建模，再到系统仿真。从单容对象的单回路控制到串级控制。从传统PID控制到先进控制策略。根据控制系统的特性，通过Matlab进行参数整定，并进行设计与仿真调试，最后进行系统实际调试。让学生具有一定的分析问题和解决问题的能力，为从事与本专业相关的科学研究和工程技术等工作打下一定的基础[2]。
一、学情分析
独立学院的学生由于基础一般较差，上课时往往处于听不懂的边缘，久而久之就会产生厌学情绪，直接放弃听课，这种例子屡见不鲜。通过课后与学生交流后了解到，独立学院的学生大多对于动手实践类课程更为感兴趣，尤其是实验环节类课程。而自动化仪表与过程控制这门课程就属于应用实践类课程，所以本课程的某些章节内容就能吸引学生的注意力。但是也仅仅局限于学习了，了解了这门课程的部分内容，并没有达到能使同学们举一反三的目标。
二、改革与探索
（一）教学方法。以往的教学方法均是通过PPT及板书的方式进行授课，较为枯燥乏味，不能营造良好的课堂气氛，学生无法融入其中。为了调动学生的学习兴趣，项目驱动的教学方法就是必不可少的。例如：讲解第一章过程控制系统的组成，这章节的内容是全书的基础，也是全书的引论；以锅炉汽包水位控制系统为例阐述出过程控制系统的四大要素，被控对象，调节器，执行器及反馈装置。让5名学生为一组进行小组讨论，分析出各组成部分的作用，并由1名学生进行解说，另外4名学生进行角色扮演，完成对该过程控制系统工作原理的分析与阐述。
让学生参与其中后，由小组之间互相提出问题，进行分组讨论与演练，达到让同学们主动能动的去学习，去思考问题。除了上述方法外，还可以布置学生自习的内容，第二次上课时以作汇报的方式，让学生自行上台讲解今天的课程内容，最后结束由老师做总结，肯定正确的，纠正错误的观点，并给予相应的评分，作为期末考核的附加分。由此，锻炼了学生的演讲及文献搜集与整理的能力，也激励学生养成自我求真的好品质。
（二）教学手段。所谓教学手段，老师用来教授知识的媒体、设备或是工具。现今大学校园里常见的手段有：黑板，多媒体投影系统及实验教学装置。如何结合这几种设备来更好的完成教学成了重中之重。例如：讲解第二章自动化仪表，多媒体投影系统能将仪表细部进行放大，并能将仪表使用过程通过影片的方式放映出来，直观地让学生了解到仪表的构成及工作原理。但是，学生在学习的当下，学会了相应的课程内容，当学期末或是实验开课时，又需要重头教授课程内容，没有起到直观的教学效果。而将教学视频改为实际的仪表，将普通教室改为实验室，在实验室讲解仪表组成，并立即指导学生进行实训项目，并不断练习，加以巩固，效果立竿见影。对于被控对象建模这章内容，将课堂搬到Matlab机房，通过实训达到学习的目的。
最后，通过课程设计类综合实验，让学生将课本知识与实践知识得到应用，将PLC原理及应用、工业组态软件等课程融会贯通。首先，根据被控对象反应曲线得出其数学模型。然后，通过Matlab/Simulink组件搭建系统模型，通过PID参数整定方法，得出最佳控制参数；最后，将实际设备集成，通过PLC完成系统硬件组态，编写相应的梯形图，根据仿真所得PID参数，实现PID控制，并利用相应的工业组态软件绘制相应组态界面。从工程的角度出发，使学生能具有一定的动手能力，分析和解决问题的能力。
三、结束语
通过对教学方法及教学手段的分析与改革，使学生能积极主动地去学习自己感兴趣的前沿知识以及实践类知识。尤其是课程设计类综合实验，让学生将所学过的相关知识联系起来，从设计的最初到项目的实施，到最后的调试与投用。每一个环节都由相应的组员参与完成，训练学生的团队协作能力，工程实践能力，把学生培养成为更具竞争力的创新型应用技术技能型人才。
参考文献：
[1] 艾红.过程控制与集散控制系统教学实践的研究.实验技术与管理[J].2010，27（3），129-131.
仪表和控制 篇4
近年来，随着水泥等建材行业现场的各类仪器仪表、控制系统等的广泛应用，其雷电防护和抗干扰技术的要求也越来越高。本文介绍雷电影响水泥企业仪表和控制系统的主要诱因和途径，并简要阐述仪表控制系统的防雷综合措施，为仪表控制系统维护人员提供可行的整体解决思路。
1 雷电影响仪表控制系统的特点
1)雷击接闪能量极大、时间极短。目前监测到的雷电放电电流强度主要在20～40kA，最大到200kA左右，而且放电时间极短，都是微秒级。
2)随着工业化水平飞速发展，各种腐蚀性气体、导电粉尘和颗粒的大量排入大气中，使雷云的水成物和云粒子的构成发生了变化，直接导致雷击频率越来越高，雷击危害越来越严重。
3)现在水泥企业现场使用的计算机、视频监控系统、控制系统和智能仪器仪表设备越来越多，它们的工作电压也越来越低，有些工业以太网的通讯芯片工作电压仅为3V，同时覆盖区域很大的网络越来越多，更易受到信号的干扰。
4)水泥生产工艺对电子信息系统和控制系统的依赖性越来越强，它们受雷击故障停车造成的损失越来越严重。
2 水泥企业仪表控制系统的特点
1)水泥企业生产装置间和控制室间数量庞大的电缆 (包括I/O信号、电源、通信、视频等电缆) 是将雷击浪涌引入仪表和控制系统的主要途径。
2)由于水泥企业的仪控系统所占的地域大，设备多，现场各类变送器和仪表分布面广，将整个系统(包括控制系统、变送器、执行器、走线桥架等)实行等电位连接，有一定的难度。
3)水泥行业仪控系统的各类入户电缆屏蔽、控制室屏蔽措施实施不力;同时如何合理、经济地使用浪涌保护器(SPD)，降低雷击浪涌的影响目前还没有一个合理可行的配置原则。
4)水泥企业多处于矿产丰富的空旷的近山或山坡上，土壤电阻率较低，工艺流程中有许多高层钢筋混凝土仓、筒仓和各类轻质堆料钢棚，而且雷电总会沿阻抗最小的通道对地泄放，这些原因决定了水泥企业的工艺装置很容易发生接闪和雷击事故。
3 雷电侵害仪表控制系统的主要途径（直击雷以外）
《建筑物电子信息系统的防雷技术规范》GB50343—2004 1.0.6中明确规定：电子信息系统应采用防直击雷和防雷电电磁脉冲等措施进行综合防护。防雷电电磁脉冲也就是防感应雷，感应雷对仪表控制系统的侵害主要有以下几种途径：
3.1 静电感应
各类金属信号电缆在接闪前由于雷云电场作用，会被感应出大量电荷，当接闪后信号线上的电荷会向控制系统模块(板卡)或者现场变送器侧泄放，由于电量极大，会形成很高的电位差，击坏模块(板卡)或变送器。
3.2 电磁感应
当现场工艺装置接闪器发生接闪时，巨大的能量会在瞬间流过防雷引下线对地泄放，在防雷引下线的周围会感应出强大的瞬变的电磁场，处在这个电磁场中的导体就会感应出较大的电动势。如果在附近存在闭合的回路，回路上就会感应出感应电流，如果仪控系统的信号线和桥架近距离经过，就会在信号线回路中感应出强电流浪涌，击穿控制模块(板卡)和变送器，损坏设备。
3.3 雷电反击
雷电反击是指雷电接闪后，雷电流在泄放过程中在导体上产生的高电压或电位差对其它物体产生的电击现象。一般分为“击穿反击”和“传导反击”。“击穿反击”是指雷电被接闪后，雷电流在泄放过程中，产生的高电压击穿空气、土壤或其它电介质，对人、电气设备和物体产生的电击现象。“传导反击”是指雷电被接闪后，雷电流在泄放过程中，在流经的接地体、引下线以及与之相连的导体上形成了电位差，此电位差通过线缆、连接导体(包括SPD)传导耦合到仪表、电气设备的线路接口上而击坏仪表和电气设备。这种“地电位反击”对仪控系统的影响很大。图1是地电位传导反击示意图。
图1中S1、S2为工艺设备和控制系统连接的信号电缆接口，A、B为接地连接带或接地网上钢筋连接的不同两点，R2为共用地接地电阻值。工艺设备与A点等电位连接，控制系统与B点等电位连接，使得工艺设备和控制系统间存在电位差，此电位差作用于S1和S2接口之间，当雷击电流足够大，AB之间的距离足够长，将击坏接口S1、S2和现场仪表、控制系统的模块或卡件。水泥企业的各类热电阻、热电偶、变送器、分析仪表一般均会直接焊接或安装在工艺设备本体上，工艺设备又多为金属或钢筋混凝土结构，而且控制系统侧的单独接地地极的接地电阻较小(一般都低于4Ω)，这样就很容易发生地电位传导反击，击坏现场仪表和控制系统。
3.4 电涌侵入
电涌侵入包括电源线路上和信号线路上的浪涌。输配电线路发生雷击后产生的电源浪涌，使供电电源质量下降，如造成供电电压和频率偏差，产生谐波和暂(瞬)态过电压等，并对仪控系统产生危害。
远处雷击情况下，行波电涌沿信号线路传播，将产生纵向与横向电压。芯线和电缆的金属屏蔽层之间产生的纵向电压，施加在所连接的电子设备的输入端与接地外壳之间的绝缘上。芯线之间产生的横向电压，施加在所连接电子设备的输入端。浪涌电流在信号线上主要通过耦合途径损伤线路上和所连接的电子设备。
除以上几种主要途径外，还有雷击电磁辐射干扰等侵害途径，即雷电发生时由于电磁干扰的辐射，云间闪电在电力线和其他大范围的导线和金属管线上感应出传导浪涌电压和浪涌电流。
4 综合防雷措施
4.1 接闪
在设计时，不应只考虑接闪部分的功能，还应根据控制室和工艺装置的结构形式及各种相关因素及其规律，全面考虑防雷方式和应采取的措施，以达到接闪引雷的效果。如，需要考虑易受雷击部位控制落雷点，接闪器采用避雷针、避雷带还是避雷网，以及每种方式的材质、规格、安装位置、安装方式、保护空间和范围等因素。
4.2 分流
设置防雷引下线的数量与每根所承受的电流大小成反比，分流以后电流越小，发生反击和感应的影响范围越小，同时要考虑除屋面在相应的电缆竖井、电梯竖井、彩钢幕墙等各层等电位连接同样设置引下线，以及引下线的材质、形状、截面积、顶层金属屋面或避雷网引下线焊接点的距离、个数、排部对称情况等因素。一旦发生接闪，雷电流主要通过感应和分流两种方式释放能量(一般50%对地泄放)。
4.3 接地
接地系统是雷电防护的基础，要考虑采用哪些接地方式最好及电位的陡度最小，尽可能地达到均衡电位的条件，对接闪、分流和接地等因素进行综合考虑。如，接地干线、总干线和人工接地体的参数情况，土壤情况，周围是否有漏电流源，是否存在电压梯度，是否可以利用基础承台和钻孔灌注桩内部钢筋作为自然界地体等。
4.4 均衡电位
为了保证工艺装置内或控制室内仪表控制系统不产生反击，不产生接触电压和跨步电压，应当使工艺装置和控制室的地面、墙面、人体能够接触到的金属设备及管线、入户电源电缆和信号电缆等穿越防雷保护区之间的电位均衡。同时要考虑接地系统等电位连接方式的选择、等电位地网网格宽度的选择、地网材质的选择、地网检测的方便性等因素。图2为跨越防雷区的金属管线的均衡电位施工示意图。
4.5 屏蔽
对控制室和仪表控制系统柜的屏蔽，不仅需要防止直击雷和侧击雷的影响，更重要的是要考虑雷击电磁脉冲和空间电磁场的感应。需要考虑壳体屏蔽还是网格屏蔽，屏蔽材质、栅格间距、线缆的屏蔽、双层屏蔽信号电缆的选择、屏蔽层的接地方法、各类桥架保护管的材质、走线方式、接地方式、埋地敷设地沟的屏蔽措施、精密控制系统柜的屏蔽接地等因素。图3为建筑物双层屏蔽网的施工示意图。
4.6 布线
必须要考虑工艺装置和控制室内部的电力电缆、信号电缆、电子通讯网络线和各种金属管线防雷引下线、各类大型感性用电负载之间的距离和走向，减小电力电缆和信号电缆之间的耦合。现场信号电缆应设屏蔽层，至少要有单层屏蔽接地。因为当电流通过导体时，愈近导体表面电流密度越大(称为“趋肤效应”)，当信号线缆的屏蔽层做好接地(单端接地，控制系统侧)后，感应电荷能迅速被导走，起到了保护作用。图4和图5为规范的施工方法示意。
4.7 浪涌保护
在做好以上6项措施以后，针对工业现场很多难于施工、或已经施工难于整改的特点，可以考虑被动地在重要电源系统、信号电缆上加装浪涌保护器SPD，但要注意它们的技术参数和具体选型参数。
5 对水泥企业防雷现状的认识
尽管目前雷电对于水泥企业生产稳定运行的影响已经被提升到重要地位了，但在笔者多年来对水泥企业的现场雷击案例处理中，感觉水泥企业对雷击问题的重视程度还远低于石油化工行业，例如某水泥企业4 000t/d生产线遭受雷击, 现场电气设备和仪表故障，全线停车。防雷措施多处不规范。现场工艺建筑屋顶板几乎均为混凝土现浇板，车间屋顶虽然设有金属防护栏，但防护栏底部与建筑结构钢筋焊接处锈蚀，接近断开，几乎没有可靠的分流连接;厂内信号线缆桥架敷设杂乱、锈蚀，几乎没有任何屏蔽作用。该生产线遭受雷击并非偶然，工程安装施工现状决定了雷击的必然性，但该企业仍未采取任何实质的改进措施，也无计划开展防雷整改工作。石油化工行业因雷击导致停产的经济影响比较大，因此对仪表控制系统防雷工程的认识远远高于水泥行业。希望更多的水泥企业从保障生产和人身生命安全的角度，考虑采取相关的雷电防护工程和综合防雷措施，规避企业风险，提高企业生产效益。
6 结束语
笔者结合多年来负责和参与的近百个建材、石化、化工、电力、冶金等工业企业仪表控制系统雷击案例分析、雷电风险评估和防雷工程设计、施工的经验和实践总结，并根据工业现场仪表控制系统的特点提出有效接闪、合理分流、良好屏蔽、恰当接地、均衡电位、规范布线、浪涌保护等7项综合防雷措施。水泥企业在防雷设计中，应按综合防雷概念，将外部防雷措施和内部防雷措施整体统一考虑，为工业生产稳定提供保障。
参考文献
[1]徐义亨.控制室格栅形屏蔽设计的计算[J].石油化工自动化, 2006 (2) :1-4.
仪表控制系统存储介质管理规定 篇5
为了规范全厂仪表控制系统的使用和操作，防止发生人为或意外损坏系统事故以及误操作引起的设备停运，保证控制系统的稳定运行，特制定本制度。
本制度适用于公司DCS、SIS、PLC、SCADA等所有仪表
控制系统。本制度作为公司 《R-P05-307 生产操作控制室管理规定（暂行）》的补充文件执行。存储介质管理
2.1 严禁在计算机控制系统中使用非本计算机控制系统的软件。除非软件升级或补丁的需要，严禁在计算机控制系统中使用非本系统格式化或读写过的移动硬盘、光盘、U盘、内存卡等。
2.2 系统备份必须使用班组专用的蓝光刻录光驱，并且由自控维修站人员进行相关操作。禁止把可读写存储介质直接连接到控制系统中的计算机上进行任何工作。
2.3 禁止向DCS网络中连接系统外计算机。对于已经连接的计算机必须安装杀毒软件并定期升级病毒库。
2.4 在连接到控制系统网络中的计算机上进行操作时，例如事件记录、历史记录、趋势图的导出等，使用的可读写存储介质必须是固定的设备，并且在每次使用前对其进行格式化处理，然后才可以接入以上计算机。
略论工业仪表与自动控制系统发展 篇6
【关键词】工业仪表；自动控制系统；现状；建议
一、国内外工业仪表行业发展现状
1、国际发展现状
当前，国际过程工业仪表和控制系统的技术发展迅速。工业仪表方面，普遍采用电子设计自动化（EDA）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、数字信号处理（DSP）、专用集成电路（ASIC）及表面贴装技术（SMT）等技术，直接带来的就是仪表测量精度的提高、可靠性的提高、易维护性提高。控制系统方面，在信息技术的推动下，逐步向功能模块化、规模大型化、网络开放化的方向发展，系统软件呈现出接口标准化、应用便捷化、应用专业化的发展趋势。目前大型工程的联合装置往往使用一套控制系统，操作室高度集中，控制点规模达到数万点，开放的网络和软件标准化接口实现全厂异构系统的互联，使测量控制系统与企业经营管理系统紧密结合，形成从生产控制的底层到企业管理上层的管控一体化。
2、国内发展情况
近年来，伴随着一些重大工程的实施，我国电力、石化、冶金等领域的企业和工程公司在应用软件和优化软件开发及系统集成技术等方面有了相当进展。通过承担国内外系统的工程应用，掌握了一批大型工程和装置的自控应用技术，总线技术、安全控制技术、先进控制技术等方面应用都取得了积极进展。国产DCS系统成批进入大型石化工程项目，浙江中控公司ECS-700系统、和利时公司MACS系统都有非常良好的市场表现。
二、发展趋势与对策
1、发展趋势
（1）仪表智能化水平不断提高。智能化是仪器仪表发展的核心，在工控方面，过程控制以前主要由调节器、PLC或DCS来完成，如今一台智能化的变送器或者执行器，只要植入控制算法模块，就可以与有关的现场仪表在一起组成现场系统，实施现场自主调节，实现了控制的彻底分散，使调节更加及时，系统可靠性得到提高。
（2）仪表测量控制精度不断提高。随着企业间竞争的不断加剧，企业对产品质量的要求日益提高，因而对生产过程测量仪表的精度要求也越来越高。为了实现这些要求，很多企业还建立自己的计量与能源管理中心。随之而来，各类变送器的精度普遍从百分之0.5提高到0.02，为企业管理精细化提供了强有力的设备保障。
（3）现场总线应用越来越广。现场总线技术的广泛应用，使组建集中和分布式测试系统变得更为容易。现场总线已成为全球自动化技术发展的重要表现形式，它为过程测控仪表的发展提供了千载难逢的发展机遇，并为实现进一步的高精度、高稳定、高可靠、高适应、低消耗等方面提供了巨大动力和发展空间。以现场总线为代表的控制网络技术在我国已经逐步得到推广，自上海赛科项目大规模采用现场总线以来，各种工程项目采用现场总线的心理障碍已经基本消除。由于近年大型工程项目较多，我国无论在采用现场总线仪表的项目规模还是在采用的数量方面都处于国际领先位置。
（4）网络化趋势明显。现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自动控制系统与现场设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，可使智能仪表的作用得以充分发挥。随着工业信息网络技术的发展，以网络结构体系为主要特征的新型自动化仪表，即IP智能现场仪表代表了新一代控制网络发展的必然趋势。控制网络的传输速度虽然可以满足许多一般应用的需要，但是对于动态测量控制要求高的应用无法满足。“响应频率宽度”、“响应时间”等时间相关技术指标是控制网络系统和仪表的软肋，大部分系统回避这些指标。由于网络瓶颈，一些较复杂的数据交换量大的控制回路不得不减少网段内仪表数量，这样又增加了跨网段的信息交换量。
（5）控制系统越来越开放。现在的测控仪器越来越多采用以Windows/CE、Linux等嵌入式操作系统为系统软件核心和高性能微处理器为硬件系统核心的嵌入式系统技术，未来的仪器仪表和计算机的联系也将会日趋紧密，标准接口可连接多种现场测控仪表或执行器设备，在过程控制系统主机的支持下，通过网络形成具有特定功能的测控系统，实现了多种智能化现场测控设备的开放式互连系统。
（6）安全性得到空前的重视。DCS和SCADA等控制系统逐渐与互联网相连，网络安全问题正引起大家的关注，特别是美国对伊朗核设施发动网络病毒攻击后，世界各国更加重视工业控制领域的网络安全问题，我国已启动网络安全等级评价，针对不同的系统采取不同的防范措施，以确保国家政治经济安全。
2、发展对策
（1）建立产业风险投资机制，鼓励对产业的风险投资。仪器仪表行业，是国家的基础装备产业，必须大力支持。降低企业税赋，尤其是增值税，使企业能够积累较多的资金用于科技创新和扩大再生产。允许企业提取上年销售总额10%用于科技开发，计入当年成本，并能够滚动使用。
（2）抓住市场导向，拓宽领域。在优先发展国民经济支柱产业和重大技术装备急需的仪器仪表的同时，紧紧围绕市场需求，拓宽其服务领域，培养新市场，增强市场的快速反应能力。
（3）在产业技术政策方面，支持关键共性技术的开发；鼓励产品出口，尤其鼓励高技术含量、高附加值产品出口，与之相应制定鼓励出口的有关政策；明确制定有利于民族工业发展的采购政策；鼓励具有自主知识产权的先进在制软件产品。
（4）推进新一代基于现场总线技术的智能仪表的开发和产业化，积极发展特种工况要求的执行器与调节器等系列产品的研发，重视冶金、石化、建材、纺织、造纸、食品等行业所需的各种专用仪表的开发和生产。发展适合自控应用需求的工业数据通信与网络技术、全智能控制器、基于混杂、非线性系统的新一代先进控制技术、制造执行系统MES集成技术和软件开发。
（5）大力培养人才，吸引和使用人才要制定相关的政策给予保证，扶植和发展一批生产基地和重点企业，支持一批当前国内需求较大、在经济建设和科研工作中具有示范作用的建设项目作为发展的依托工程。
（6）体制创新，优化结构。大力推进仪器仪表行业的战略性结构调整，加快改革，优化结构。全面贯彻国际标准质量体系认证，建立行业的质量体系，加强可靠性技术研究，提高产品内在质量水平。
（7）我国军工领域的研发和生产具有很强的实力，制订政策，鼓励军转民；同时鼓励民用企业接受军工任务，相互渗透，促进发展。
三、结束语
自动化仪表和控制系统作为整个装备的神经中枢、运行中心和安全屏障，已经成为重大装备的重要组成部分，对我国装备工业的振兴和发展具有重要意义。国产仪器仪表产品在可靠性和工程应用能力等方面与国外产品尚有一定差距，产品精密度、数字化、智能化、集成化、自动化程度较低，一般常规品种居多，高档智能型产品较少，前沿技术和标准化技术的研究还很不足。基于此，对于自动化仪表与控制系统的现状与发展趋势的研究具有比较重要的现实意义。
参考文献
仪表和控制 篇7
数字化仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面, 对安全和经济行驶起着重要作用, 同时对汽车内部造型也有美化作用。电子显示的数字化仪表已逐渐成为汽车仪表发展的主流, 它相对于传统仪表具有易于辨认、精确度高、可靠性好及显示模式的自由化等特点。目前国内军用越野汽车所装车速里程表多为指针式表盘, 车速显示不够精确, 为便于驾驶员读取实时车速数值, 故通过加改装显示控制仪表可作为控制车速的重要依据。
1、概述
XXX型汽车显示控制仪表采用了多项国际先进技术, 具备90~260VAC宽范围输入的开关电源, 输入采用数字校正及自校准技术, 测量精确稳定, 消除了温漂和时漂引起的测量误差。仪表全面采用了表面贴装工艺, 并采用了多重保护和隔离设计, 抗干扰能力强、可靠性高。
XXX型汽车显示控制仪表具有多类型输入功能, 一台仪表可以配接不同的输入信号, 大大减少了备表的数量。其适用范围非常广泛, 可与各类光电脉冲、齿码盘磁感应信号、4~20m A两线制脉冲、标准TTL脉冲信号等各种速度传感器配合使用, 实现对转速、线速或脉冲信号的测量显示、报警控制、数据采集和记录。
仪表硬件上采用了模块化设计, 增强了仪表的使用灵活性, 便于用户扩展仪表的输出功能, 仪表可选配1~4个继电器报警输出, 还可选配变送输出, 或标准通讯接口 (RS485或RS232C) 。
XXX型汽车显示控制仪表还具有零点和满度修正、数字滤波、传感器故障处理、开方运算、打印接口、通讯接口、开关量输入、开关量输出、大屏显示等扩展功能。
2、仪表接线
陕汽SX2153越野汽车采用XXX型汽车显示控制仪表的接线方式如图1所示:
3、仪表操作
3.1 仪表的操作上电过程
按接线图进行正确接线, 检查无误后上电。仪表自检, 随后进入图2所示测量值显示状态。如显示or AL, 则表示输入超量程 (或传感器开路) , 当输入规格参数Sn设置有误时, 也会显示or AL。
3.2 参数设置方法
XXX型汽车显示控制仪表共有四组功能参数。由“软件锁”参数Loc控制查阅和修改权限。将Loc设为相应的密码值, 就可以进入相应的功能参数组。下面以Loc参数为例, 说明如何设置参数的值。操作界面见图3、图4。在PV窗显示测量值的状态下, 按住SET键, 直至PV窗显示参数Loc的提示符。在PV窗显示Loc提示符的状态下, 按压键, PV窗显示Loc参数的数值0, 数值0的最低位有一个小数点闪烁 (如同光标般指示当前允许修改位) 。在PV窗显示参数Loc数值的状态下, 按压键 (或键) , 可以将参数Loc的数值 (有闪烁小数点的位) 增加 (或减少) 至相应数值后, 即可打开相应参数组。
当设置好Loc数值后, 按下SET键, 可找寻相应参数组中的参数进行修改, 再按下SET键, 修改该参数数值, 修改完后, 按下SET键进行参数确认, 然后按SET键直至回到测量状态。
3.3 参数说明
第一组参数 (报警限值设定) 相应的Loc (参数地址为00H) 密码数值为808。
第二组参数 (报警状态设定) 相应的Loc密码数值为1808。
第三组参数 (附加功能设定) 相应的Loc密码数值为2808。
第四组参数 (输入信号及输出信号设定) 相应的Loc密码数值为3808。
3.4 参数详细说明
3.4.1 软件锁参数 (Loc)
Loc用于控制参数的设置权限, 当Loc设置为四组密码之外的数值时, 仪表只允许设置Loc参数本身。当技术人员配置完仪表的输入和输出参数后, 需将Loc设置为密码之外的数, 以避免现场操作人员误修改参数。
3.4.2 仪表测量显示设定参数 (PLu S、CL、Cd IP、d IP、SFH、d IL、d IH、SC、FI、oys、d L)
1) PLu S用于设定1个计量单位对应的脉冲数, 由流量变送器的最大流量及平均流量系数及量程确定, 流量系数是该流量变送器流量与脉冲数的对应关系。
2) CL用于设定比率。
3) Cd IP用于设定比率的小数点位置, 以配合比率参数组成相应的数值。
Cdi P=0则显示格式为0000;Cdi P=1则显示格式为000.0;
Cdi P=2则显示格式为00.00;Cdi P=3则显示格式为0.000。
4) d IP用于设定测量显示值的小数点位置, 以配合用户习惯的测量显示数值。改变di P的设置只影响显示, 对测量精度不产生影响。
diP=0则显示格式为0000;diP=1则显示格式为000.0;
diP=2则显示格式为00.00;diP=3则显示格式为0.000。
5) SFH用于设定时间计量的单位。
SFH=0则时间计量的单位为秒;
SFH=1则时间计量的单位为分钟;
SFH=2则时间计量的单位为小时。
6) SC用于设定仪表对输入信号的平移修正值, 以补偿传感器或输入信号本身的误差。SC参数与显示呈对应关系。例:当前显示值为0.5, 但实际值应为0.0, 其中差值为+0.5, 则在修正时将SC1设置为-0.5, 这时, 显示值将变为0.0。
注:仪表出厂时都进行过内部校正, 所以Sc参数出厂时数值均为0。该参数仅当用户认为测量需要重新校正时才进行调整。
7) Fi用于设定仪表对输入信号的增益修正值, 以减小仪表量程误差。该参数的设置分为两种情况。
8) oys用于设定仪表在无输入时的测量显示自动回零的延时时间。由于仪表的测量下限为0.1Hz, 即最低10秒1个脉冲, 当输入脉冲突然停止时, 仪表的瞬时流量值不能及时回零, 这时可利用oys参数使得瞬时流量值及时回零。
9) d L用于设定仪表的数字滤波系统的作用大小, 从而解决仪表因干扰而导致显示数字出现跳动。d L=0~20 (d L值越大, 测量值越稳定, 但响应也越慢) 。当仪表测量在现场受到干扰时, 可逐步增大d L值, 直到测量值瞬间跳动小于2~5个字。
注:在对仪表进行检定时, 应将d L设置为0以提高响应速度。
仪表测量计算方式见表1。
3.4.3 仪表报警设定参数 (AL1、AL2、AL3、AL4、ALo1、ALo2、ALo3、ALo4、d F1、d F2、d F3、d F4)
1) AL1、AL2、AL3、AL4用于设定第一、第二、第三和第四报警位置的报警限值。当满足报警条件时, 仪表报警继电器动作 (常闭触点断开/常开触点吸合) , 仪表前面板的报警灯点亮。报警在报警因素排除后自动解除。
2) ALo1、ALo2、ALo3、ALo4用于设定第一、第二、第三和第四报警输置的报警方式 (上限报警/下限报警) , 0表示上限报警, 1表示下限报警。
3) d F1、d F2、d F3、d F4用于避免因测量输入值波动而导致报警输出产生频繁通断的误动作, 也叫不灵敏区、死区、滞环等。d F参数对上限和下限报警控制的影响如图5所示:
假定上限报警参数AL1为800℃, d F1参数为2.0℃, 当测量温度值大于802℃时 (AL1+d F1) , 仪表进入上限报警状态。当测量温度值小于798℃ (AL1-d F1) 时, 仪表解除报警状态。
3.4.4 仪表变送输出设定参数 (b S-L、b S-H、o PL、o PH)
1) b S-L、b S-H用于设定所变送输出的测量值的范围。
b S-L表示变送输出范围的下限, 单位为1定义单位;
b S-H表示变送输出范围的上限, 单位为1定义单位。
2) oP L、oP H用于设定仪表变送输出的电流 (或电压) 的范围。
o PL表示电流 (或电压) 大小的下限, 单位为0.1m A (或0.1V) ;
o PH表示电流 (或电压) 大小的上限, 单位为0.1m A (或0.1V) 。
例:变送电流范围为4~20m A, 则须将o PL=40、o PH=200。
3.4.5 仪表通讯设定参数 (Addr、b AUd)
1) Addr用于设定仪表的通讯地址, 有效范围是0~63, 在同一条通讯线路上的仪表应分别设置一个不同的Addr值以便仪表之间相互区别。
2) b Aud表示仪表的通讯波特率, 有效范围是300~9600bit/s。
3.4.6 特殊功能设定参数 (In S、Loc1)
1) In S用于设定仪表的防输入振荡延时时间。当仪表用于低转速测量、采用光电开关、接近开关作为传感器时, 可能会在转换点附近出现振荡。适当设置参数ins可有效的避免由此产生的错误。
参数ins的单位为2毫秒。例:当ins=50时, 延时时间为50×2=100毫秒。
参数ins的设置值由需要测量的频率上限确定, 例:频率上限为10Hz, 则ins的最大值不能超过50。如果设置值过大, 则会造成高频率时的测量错误。
2) Loc1用于设定第一组参数的修改是否受密码设置的限制。
Loc1=0时为不受控状态;Loc1=1时为受控状态。
4、显示控制仪表测量汽车行驶速度实现方案
4.1 设计流程
4.2 流程说明
4.2.1 在汽车的内部安装测量速度的传感器 (或从现有的设备中引出信号) , 根据不同的速度, 对应输出一个电压型的频率信号;
4.2.2 显示仪表接收到频率信号后, 根据参数的定义, 实时显示出汽车的实际时速。
4.3 设置说明
如果输出的信号为1公里对应8000脉冲, 那么就表示1公里/小时对应8000Hz, 在仪表中应该进行如下设置:
按照上面的设置, 最终仪表显示的数字就是当前汽车的实际时速。
4.4 注意事项
4.4.1 智能仪表会根据输入的信号实际大小来进行显示, 但是由于汽车的时速是在实时变化的, 所以, 仪表的显示也会根据实际的速度来进行变化;
4.4.2 汽车内部都会有指针式的时速表, 也能够显示汽车的速度, 但是由于指针动作的滞后性, 和人眼观察的视角不同, 指针的读数会跟仪表的读数有差别, 此情况也是会出现的, 不能因此说明哪个错误, 只是两种设备的原理和特性不同造成的。
5、应用效果
陕汽SX2153越野汽车显示控制仪表的电源取自驾驶室内预留电源, 该电源受钥匙开关控制, 只有打开钥匙开关后, 显示控制仪表方能正常工作。车速脉冲信号取自车速里程表信号端, 并在显示器上数字显示, 读取方便。有效的保障了部队执行演训、维稳和作战等任务的需求。
摘要：随着汽车电子技术的不断进步, 传统的机械仪表已经慢慢被数字仪表所代替。智能转速、线速和频率显示控制仪表是一种LED车速显示器, 文章介绍了XXX型汽车显示控制仪表的性能、参数设置以及该型仪表在重卡上应用的可行性。
关键词：数字仪表,重卡
参考文献
[1]顾雨.车用电子显示装置及数字仪表技术与现状[J]汽车实用技术, 2011, (3) .
压缩机组仪表施工质量控制 篇8
1 安装前期的质量控制
为了保证压缩机组仪表系统的安装质量, 需要在安装工作开始前做大量的准备工作, 主要体现在以下几个方面:
(1) 严格审查施工单位的资质以及施工人员的资质, 必须符合国家规定的机电安装资质要求。具有同类机组安装经验的单位和施工人员优先考虑。
(2) 检查施工机具是否配备齐全。
(3) 检查施工标准仪器是否审查标定, 审查标定的日期是否在有效期内。
(4) 压缩机组仪表到货后, 分类别、分型号做好标识妥善保存。有条件的把压缩机组仪表与其他仪表分开存放, 更好地避免设备、材料的误领误发, 为后期安装工作的质量提供保障。
(5) 组织施工单位仔细阅读厂家随机资料和设计院图纸, 检查厂家与设计院的设计分界面是否清晰, 设计是否合理。然后组织设计院到现场进行图纸会审和交底。
(6) 配合土建完成仪表桥架、管路的预留空洞;配合管道安装专业做好各种取压、测温点的定位工作。
(7) 仪表安装前校验, 检验仪表经过运输是否还能正常工作, 检查仪表是否满足图纸要求, 附件是否齐全。
(8) 设备、管道安装开始后, 及时实地勘察仪表桥架走向、仪表及仪表箱布置是否合理, 如果原设计位置不便施工和维护, 提前与设计沟通解决。
(9) 根据图纸检查施工队伍预制的仪表盘柜、箱、桥架等所需的安装支架、底座等。
2 仪表安装过程中的质量控制
仪表安装工作遵循的一般原则:先地下后地上;先装设备后配管配线;先两端 (控制室、现场仪表) 后中间 (电缆, 导压管) 。安装过程中, 仔细检查, 严格把关, 质量第一。压缩机仪表安装的主要注意事项如下:
(1) 温度仪表, 压缩机内部的热电阻的三线在接入温度变送器时, A, B, C位置不要接错。注意压缩机各级出、入口温度仪表的插入深度应满足规范要求, 至少插入管道直径的1/3。
(2) 压力仪表, 压缩机的压力测量主要为润滑油供油压力和压缩机各级出入口的压力测量, 安装时注意导压管以及导压管路上的阀门压力等级应与图纸一致, 因为压缩机各级压力不同, 相应的管路、阀门压力等级也不一样, 不能混用。导压管压力测试的程序应严格按照自动化仪表工程施工及验收规范要求进行。
(3) 流量仪表, 流量不能装反, 检查管道专业配管时, 流量计所需直管段的长度是否满足规范要求。
(4) 液位仪表, 液位仪表主要包括冷却器上的液位开关和电机的漏水开关, 液位开关有二线制, 三线制, 四线制, 而四线制液位开关的供电又分为24V DC和220V AC两种。因为液位开关形式多样, 压缩机控制系统与液位开关不匹配的现象时有发生, 安装时需仔细阅读控制系统和液位开关的说明书。
(5) 振动、位移、转速探头, 压缩机运行过程中, 振动、位移、转速是判断压缩机是否正常运行最重要的参数之一。不同类型的探头外观几乎一致, 安装时注意区分型号, 而且要与前置放大器成套安装。将探头拧入机体外壳预留螺纹连接孔。拧入时应缓慢推进, 当手感到有障碍感觉时应停止拧动。利用探头外壳螺纹距粗调探头端面与轴表面的间距。然后, 接线送电并稳定一会儿, 再做进一步细调, 测量前置放大器的输出电压并观测监控仪的示值是否符合要求, 一般为-9V到-10V, 直至符合要求为止。探头定位后, 应通过锁紧螺母对探头进行紧固, 拧锁紧螺母时应缓慢加力, 并观察前置放大器输出电压和监控仪是否变化, 若发生变化, 则重新对探头进行定位。探头端面与轴表面的间距一般约为1.5mm左右。
(6) 控制阀, 控制阀主要有压缩机入口导叶和防喘振阀, 回流阀等。检查管道上安装的阀门流向是否与管道流向一致;检查阀门带的电磁阀个数、形式是否满足图纸上的联锁要求。
(7) 仪表盘柜、接线箱, 由于压缩机体积较大, 检维修需要的空间也大, 仪表盘柜、接线箱安装时, 要充分考虑检维修所需的空间, 这是在设计阶段有可能疏漏的地方。仪表盘柜、接线箱安装前, 尽量与业主、设计方多沟通。比如, 冷却器检修抽芯的操作范围内, 不能有任何阻挡, 不能安装仪表箱、支架等。
(8) 电缆敷设时, 应整齐美观, 绑扎牢固, 接线紧固, 标识清楚。接地系统工作接地保护接地分开, 接地电阻满足规范要求。
3 仪表系统调试的质量控制
仪表安装工作完成后, 展开单回路测试工作。依次测试模拟量、数字量I/O点以及通讯是否正常, 填写仪表回路测试报告。单回路测试通过后, 开始测试压缩的联锁程序, 从压缩机启动保护到停机保护, 每一个联锁条件依次测试, 形成联校记录。
4 结语
压缩机的仪表系统包括了控制系统和多种仪表, 专业性很强。另外, 压缩机仪表安装工作还需掌握一些其他的专业技能, 如机械、电焊、管工等, 综合性较强。因此, 压缩机仪表施工质量控制必须精心组织、严格把关, 从而为压缩机的顺利运行乃至整个生产装置的顺利开车创造有利的条件。
摘要：仪表系统是保障压缩机组安全、稳定运行的关键条件之一。本文阐述了压缩机仪表系统在施工前期、施工过程、系统调试阶段的质量控制要点。
关键词：压缩机,仪表施工,质量控制
参考文献
仪表和控制 篇9
常规的控制回路是一般的过程控制系统的基础。回路之间相互耦合, 当控制回路某一局部发生故障时, 比如阀门发生故障, 整个控制回路的性能都受到影响, 严重的甚至使得整个控制系统瘫痪。基于此, 快速有效的解决控制回路中出现的故障, 能够提高整个控制系统的性能。然而对于连续作业系统来说, 系统设备的维系和更换无疑影响到了生产, 因此, 基于控制补偿的思想对系统进行主动的容错控制, 从而确保控制系统正常工作。
2 控制系统仪表故障分析
随着计算机技术的不断发展, 计算机控制系统被越来越多的应用到工业工程, 虽然其可靠性不断提高, 但是还存在着传感器与执行器可靠性不足的问题, 事实上, 控制系统的失效很大程度上是由于执行器与传感器存在故障造成的。所以, 对传感器的故障检测与容错控制无疑有着非常重要的意义和作用。
2.1 传感器存在故障分析
传感器控制属于多输入多输出非线性动态控制, 传感器发生发生.故障模型:
其中, x∈Rn:状态矢量;u∈Rm:输入矢量;f (x, u) 是系统的非线性模型;模型的不确定性由η (x, u) 表示。输出函数为g (x, u) 。
工业工程中, 基于外界因素以及传感器自身特征, 传感器故障分成两类, 软故障与硬故障。软故障包括了传感器精度下将故障, 漂移故障和偏差故障;硬故障主要指的是完全故障。由于实际工业工程中, 相对于硬故障, 软故障容易被检测, 因此危害性更大。
2.2 执行器存在故障分析
在整个系统控制回路的终端是执行器。执行器对于整个控制系统的性能起着非常重要的作用。在工业工程中最常见的执行器是阀门。由于阀门的故障或者使用不当, 经常使得工业生产不能正常进行, 严重的甚至会发生事故。同时, 控制系统中, 很多关键部门阀门不但非常贵, 并且更换也不方便, 从而阀门的故障分析是非常重要的。
执行结构, 阀门定位器以及调节机构共同组成了阀门。控制器的输出信号通过执行结构被展板成为控制阀门的推理, 从而完成了从推理力矩向角位移信号的转变;位移信号由调解机构影响流通面积, 从而使得流体流量改变。控制系统的性能通过阀门的定位器得到改善, 定位器和阀杆位移量构成了控制系统的副回路控制, 实现了对摩擦力起到了克服的作用。利用阀门的定位器和被控变量构成串级的控制。
根据阀门的机构将其故障进行分类, 可以分成了一般外部的故障, 执行机构故障, 调节机构故障, 定位器故障等。例如当系统的压力供给下降时, 造成阀门的突变故障;当阀门的阀杆传感器发生故障时, 会造成衰减故障;当阀杆的移动范围超过正常阀杆的移动范围时, 造成了阀门堵塞, 使得阀门出现衰减故障。
3 主动补偿容错的控制方法
在复杂的控制系统中, 控制回路与负反馈控制的耦合造成了在整个控制回路中故障的迅速传播, 所以故障并不会造成控制系统的较大的变化, 基于此, 不容易实现对闭环控制系统的在线故障调节。工业工程中存在着很多可以预见的故障以及经常发生的故障。将这些故障构建基于故障特征的故障模型, 通过合理的主动容错控制, 并将其存储在系统的容错控制库中。系统可以根据故障模块对工作进行诊断, 从而对故障的位置进行判断并隔离故障。因此, 在实际工业工程中仪器的主动容错控制得到了越来越多的应用。基于此, 构建基于故障检测, 故障诊断以及主动补偿容错的控制方法。主动补偿容错控制方法包括:系统基础闭环的控制;故障诊断和补偿容错以及人机进行监督管理。
系统基础闭环控制是一个传贵控制回路, 由控制器, 执行器, 信号转换以及传感器构成。计算机控制, 集散控制系统等是常用的基础闭环控制。事实上, 在工业控制中, 常规控制回路占了九成以上, 当回路控制发生故障时, 由于回路间的耦合关联, 会造成整个系统受到影响。而系统的基础闭环控制能够稳定工况, 同时, 也会影响着故障的诊断和容错控制策略的实施。
故障诊断与补偿容错实现了工作的检测, 故障的诊断以及主动补偿容错。利用自适应阈值和加权移动平均残差的故障检测法, 对系统的工作状态进行检查。由于在整个系统中不同故障在各回路中传播方式不同, 因此, 可以多残差的描述故障特征对故障进行诊断。利用系统的模型估计值和系统测量值的偏差对故障进行描述。在系统正常的控制器和历史故障容错补偿库之间安装控制策略协调器。当系统正常工作时, 系统采用正常的控制策略。一旦系统发生故障, 那么系统的容错控制器被启动, 通过对故障的判断与诊断, 相应历史故障补偿容错控制器被切换到当前的控制, 确保整个系统的正常运行。
参考文献
[1]周东华, 叶银忠.现代故障诊断与容错控制[M].北京:清华大学出版社.2006.
浅析过程控制仪表与过程控制系统 篇10
如图所示是一个单元组合仪表构成的简单控制系统。图中控制对象代表生产过程中的某个环节, 控制对象输出的被控变量 (T P L F等) , 经变送、转换成相应的信号, 送显示、记录、调节与给定单元来的给定值进行比较, 将偏差值进行一定运算后, 发出信号控制执行单元的动作, 将阀门开大或关小, 改变控制量, 直到被控变量与给定值相等。
2、控制系统的工作原理
2.1 液位控制系统
图中, 检测变送器检测到水位高低, 当水为高度与正常给定水位之间出现偏差时, 调节器就会立刻根据偏差的大小去控制给水阀, 使水位回到给定值上。从而实现水位的自动控制。
2.2 温度控制系统
它由蒸汽加热器、温度变送器、调节器和蒸汽流量阀组成。控制目标是保持出口温度恒定。当进料流量或温度等因素的变化引起出口物料的温度变化时, 通过温度仪表测得的变化, 并将其信号送至调节器与给定值进行比较, 调节器根据其偏差信号进行运算后将控制命令送至调节阀, 改变蒸汽量维持出口温度。
2.3 流量控制系统
它由管路、孔板和差压变送器、流量调节器和流量调节阀。控制目标是保持流量恒定。当管道其他部分阻力发生变化或有其他扰动时, 流量将偏离设定值。利用孔板作为检测元件, 把孔板上、下游的差压接至差压变送器, 将流量信号标准信号;该信号送至调节器与给定值进行比较, 流量控制器根据偏差信号进行运算后将控制命令送至控制阀, 改变阀门开度, 就调整了管道中流体的阻力, 从而影响了流量, 使流量维持在设定值。
自控系统由被控对象、检测元件、控制器和调节阀四部分组成。组成方框图如下:
3、控制系统的分类
由于控制技术的广泛应用以及控制理论的发展, 使得控制系统具有各种各样的形式, 但总的来说分为两大类, 即开环和闭环控制系统。
3.1 开环控制
这种控制方式又分两种、一种是按设定值进行控制。其操纵变量与设定值保持一定的函数关系, 当设定值变化时, 操纵变量随之变化。另一种是按扰动量进行控制, 即所谓前馈控制, 如图:在蒸汽加热器中, 若负荷为主要干扰, 如果使蒸汽流量与冷流体流量保持一定关系, 当扰动出现时, 操纵变量随之变化。
3.2 闭环控制系统
系统的输出 (被控变量) 通过测量、变送环节, 又返回到系统的输入端, 与给定信号比较, 以偏差的形式进入控制器, 对系统起控制作用, 整个系统构成一个封闭的反馈回路, 这种控制系统统称为闭环控制系统或反馈控制系统。
4、结语
通过上面论述表明, 自动化程度的完善就等于生产力的提高, 虽然先期阶段增大了投资费用, 然而在长期正常的运转中可以实现各项能源的节约, 其特点十分显著, 其取得的收益远远大于先期的投入。
参考文献
[1]李树伟.有关自动调控的一些看法[J].石油化工环境保护, 1994, (1) :55-57.
仪表和控制 篇11
【关键词】电仪安装；线路敷设；防雷；施工；质量控制
Electrical instrument installation and construction of technical quality control
Liu Wei-hua
（Petroleum Engineering Construction Co.， Ltd Karamay Xinjiang 834000）
【Abstract】Building electrical meter installation project must be made in strict accordance with the design-related technical requirements for electrical installation technology to master the details of quality control and construction methods， in particular beams， columns， floors， roofing practices and mutual connection， its article analysis and Discussion.
【Key words】Electricity meter installation；Line laying；Mine；Construction；Quality control
1. 建筑电气仪表安装技术措施
1.1 施工前期准备 ：在建筑电仪安装工程项目的设计阶段，由电仪设计人员对建筑项目安装设计提出相关的技术要求。电气安装人员应会同施工技术人员审核安装和施工的图纸，以防遗漏和发生差错的现象，电气安装工人应该学会看懂相关的施工图纸。电气安装施工前，需要详细的了解电气安装施工进度计划和施工方法，尤其是梁、柱、地面、屋面的做法和相互的连接方式，并仔细地校核自己准备采用的电气安装方法能否和这一项目的电气安装施工相适应。在安装施工前，还必须加工制作和备齐电气安装施工阶段中的预埋件、预埋管道和零配件等基本设备。
1.2 配电设备安装工艺 ：配电箱是接受电能和分配电能的表量，也是电力负荷在现场的直接控制器。要使工程中的动力、照明以及弱电负荷能正常工作，配电箱的工作性能至关重要。工程中配电箱型号复杂、数量多，大部分配电箱还受楼宇、消防等弱电专业的控制，箱内原理复杂、设制严格。
所有配电箱不打开箱门时的防护等级不小于IP40，打开箱门后的防护等级不小于IP20，以上箱体按现场情况采用上（下）进上（下）出接线方式制作。
1.3 线路敷设工艺：
（1）导线敷设方式、部位代号。SC-穿焊接钢管敷设、CT-桥架敷设、FC-地板内暗敷、CC-顶板内暗敷、WC-墙内敷设、ACC-吊顶内敷设、SR-钢线槽敷设、CE-顶板面敷设，严格按设计和规范下料配管，专业监理工程师严格把关，管材不符合要求不准施工。
（2）配管加工时要掌握。明配管只有一个90°弯时，弯曲半径≥管外径的4倍；2个或3个90°弯时，弯曲半径≥管外径的6倍；暗配管的弯曲半径≥管外径的6倍；埋入地下和混凝土内管子弯曲半径≥管外径的10倍。
（3）镀锌管和薄壁钢管内径小于等于25mm的可选用不同规格的手动弯管器；内径≥32mm的钢管用液压弯管器；PVC管子根据内径选用不同规格的弹簧弯管，内径≥32mm的管子煨弯，如大量加工时，可用专制弯管的烘箱加热，做到管子弯曲后，管皮不皱、不裂、不变质。PVC对接时，建议采用整料套管对接法，并粘接牢固。
（4）镀锌管和薄壁钢管禁止用割管器切割钢管，用钢锯锯口要平（不斜），管口用圆锉把毛刺处理干净。直径≥40mm的厚壁管对接时采用焊接方式，不允许管口直接对焊，直径小于等于32mm管子应套丝连接，或用套管紧定螺钉连接，不应熔焊连接，连接处和中间放接线盒采用专用接地卡跨接。
1.4 开关插座的安装施工工艺： 插座、灯具开关、吊扇钩盒预埋时，应符合相关安装图纸要求，在施工定位时，应该严格的施工基本要求：左右、前后盒位允许偏差≤50mm，同一室内的成排布置的灯具和吊扇中心允许偏差≤5mm，开关盒距门框一般为150～200mm。在预埋安装施工过程中，需要根据现浇板的厚度要求，设置吊扇钩用l0圆钢先弯一个内径35～40mm的圆圈形式，把圆圈与钢筋缓缓地折成90°角，插入接线盒底的中间位置，然后再根据板厚把剩余钢筋头折成90°角，合理的搭在板筋上焊牢即可。模板拆除施工结束后，需要严格把把吊环折下，圆钢必须进行调垂直处理，位置需要在盒的中心，吊钩与金属盒清理干净，需要进行刷防锈漆防腐处理。
1.5 建筑物防雷工艺 ：
（1）建筑结构形式为钢筋混凝土结构，钢结构的连接采用焊接和螺栓连接，钢筋混凝土结构内的主钢筋采用焊接连接和直螺纹连接，所有金属件的连接方式及截面均满足防雷规范的要求，并与屋面焊接连通，因此可以直接作为防雷及等电位连接系统的引下线，引下线与基础接地装置焊接；
（2）如果采用综合接地系统，接地电阻不大于1欧姆，其主体建筑利用结构柱、地梁、桩基、承台等内部的主筋连通作自然接地体，结构基础钢筋一律采用焊接、绑扎等可靠连接的方式，所有金属件的连接方式及截面均满足防雷规范的要求，并与引下线金属结构焊接连通，可以直接用作防雷及综合接地系统的自然接地装置。所有桩基、承台、地梁内钢筋应连成电气通路，并形成周边闭合回路。
（3）如果建筑外墙均为幕墙结构，建筑物从室外地坪起，每层外墙处利用结构圈梁内外侧两根主钢筋焊接连通成环形作均压环、并预留接地端子板，将外墙上的幕墙框架等所有金属构筑物均接入均压环接地系统，每个金属物的接入不少于两点，以防止侧击雷的破坏。
2. 安装施工中的质量控制
（1）图纸是施工的前提和依据，只有详细核对图纸，对工程中各系统做到心中有数，才能发现问题和纠正错误，做到对工程质量的预控。
（2）电仪安装施工中必须根据已会审后的电气设计安装图纸和相关的技术文件，按照国家现行的电气工程安装施工及验收的规范、地方有关工程建设的相关法规文件等，经过相关审批的施工组织设计进行施工即可。安装施工中若发现相关的安装图纸问题应及时提出并严格执行处理，不允许未经同意私自变更设计。需要坚持严格执行和落实“三检”制，对于施工的关键部位实施旁站监理。
（3）在建筑物内应将下列导电体作总等电位连接：PE干线、进户PEN线；电气装置接地极的接地干线；建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；条件许可的建筑物金属构件等，导电体等，等电位联结中金属管道连接处应可靠地连通导电。
（4）注意时间和空间的配合，需要提前做好全面准备工作，组织必要的施工材料和技术人员，确保按期保质完成安装工作。要完成电气管道、供配电电缆、灯具、避雷设施的安装施工，这就
要求在安装施工组织等方面要和电气安装专业施工员进行密切的配合方能处理好施工工作。
（5）金属电缆桥架及其支架和引入或引出的金属电缆导管必须接地（PE）可靠，且必须符合下列规定：金属电缆桥架及其支架全长应不少于两处与接地（PE）干线相连接；非镀锌电缆桥架间连接板的两端跨接铜芯接地线，接地线最小容许截面积不小于4平方mm；镀锌电缆桥架间连接板的两端不跨接接地线，但连接板两端不少于两个有防松螺帽或防松垫圈的连接固定螺栓。
参考文献
[1] 注册建筑电气工程师必备规范汇编.中国计划出版社，2003.
电气仪表控制上的应用 篇12
本文对LDJ320/1500-3OOYS型冷等静压机电气控制系统压力控制部分及压力控制过程进行简略分析并结合维修实践提出了解决问题的方法。
1故障原因分析
(1) 液压系统工作压力高、压力控制点分布范围广, 使得压力检测系统量程过大, 因此在小量程测量和控制时造成系统相对误差较大, 稳定性较差, 反应不敏感。且PLC程序没有编制在系统卸压后处于大气压时的自动校零功能, 长期工作时系统容易产生累积误差。
(2) PLC程序没有对压力测量值和控制值设置一定的允许误差, 使得压力传感器和PLC模拟输入模块在允许范围内的漂移也被误判。
2问题的提出
由于设备生产厂家的原因, 其早期编制的PLC控制程序无法升级。为保证卸余压控制的可靠性, 我们考虑采用冗余控制的方法, 增加一块数字控制仪表, 和一台同型号压力变送器来解决问题。数字仪表输入信号采用增加的压力变送器信号, 用仪表控制接点作为PLC输出接点的冗余。
3所选用数字仪表简介
3.1仪表的显示面板和功能键
四位超大红色LED (主显示屏) 和四位绿色LED (副显示屏) :
(1) 测量值PV和设定值SV;
(2) 参数窗口;
(3) 错误信息。
七位指示灯:
(1) OUT1 (绿) OUT2 (绿) 亮时有调节输出;
(2) EV1 (红) EV2 (红) 亮时事件报警输出;
(3) AT (绿) 闪烁时自整定;
(4) MAN (绿) 闪烁时为手动状态;
(5) SB/COM (绿) 亮时为两者之一的状态。
循环键:选择各子窗口和0, 1窗口群间的转换;
增减键:增减数字大小和修改字符参数;
确认键ENT:数字和参数修改后的确认。
3.2仪表的参数窗口
SR93-4YY-90-148仪表的所有参数窗口分为两个窗口群, 即基本窗口群 (0-X) 和参数窗口群 (1-X) , 子窗口和选件窗口共60个。基本窗口群主要为操作人员使用, 如:测量值的显示、设定值的显示和设定、手动调节输出百分比、自整定的执行和停止选择、报警值的设定等。参数窗口群可根据使用的需要作功能设定 (一般为专业技术人员设置) , 如:参数锁定设置、调节作用极性 (正反作用) 的选择、调节输出PID参数的选择、事件输出类型定义的选择、模拟发送类型的选择、直流输入上下限刻度的设定、测量值的偏移修正、直流输入小数点位的设定、调节输出的回差值的设定等。
4问题的解决
4.1组态过程
(1) 在1-48子窗口设置输入量程, 输入类型和量程代码选择为92 (4-20m A直流电流输入) 。
(2) 在1-50子窗口设置测量值零位, 选择为0.0Mpa。
(3) 在1-51子窗口设置测量值满度, 选择为400.0Mpa。
(4) 在1-52子窗口设置测量值小数点位数, 选择为0.0。
(5) 在1-2和1-11子窗口设置OUT1、OUT2的PID参数, 当比例带P1、P2选择为OFF时OUT1、OUT2为位式调节。
(6) 在1-42子窗口设置调节作用极性, 选择为r A, OUT1为反作用, OUT2为正作用。
(7) 在1-3子窗口设置OUT1位式动作灵敏度, 选择0.0。
(8) 在1-12子窗口设置OUT2位式动作灵敏度, 选择6.0。
(9) 在0-0子窗口设置设定值, 选择3.0。4.2仪表控制动作分析
仪表主要参数设置完成后, 我们对系统进行了调试并对仪表控制过程进行了简略分析。
调节作用极性:Act=r A, OUT1为反作用, OUT2为正作用。
调节输出:OUT1、OUT2的比例带P1=P2=OFF, 即OUT1、OUT2均为位式控制输出。
调节输出OUT1的回差:d F1=0.0
调节输出OUT2的回差:d F2=6.0
设定值:SV=3.0
根据参数设置我们列出调节输出状态公式:
即P>SV+d F/2 OUT=0 (r A) OUT=1 (d A)
P≤SV–d F/2 OUT=1 (r A) OUT=0 (d A)
SV–d F/2<P≤SV+d F/2保持原输出状态
当我们将OUT1 (输出1) 、OUT2 (输出2) 串连可得到“与”逻辑关系
即只有OUT1=1 OUT2=1
在压力上升阶段, 压力为零时OUT1 (输出1) 闭合、OUT2 (输出2) 断开, 压力上升到大于3MPa时OUT1 (输出1) 断开、OUT2 (输出2) 保持断开, 压力上升到大于6MPa时OUT1 (输出1) 保持断开、OUT2 (输出2) 闭合。
即P=0 OUT1=1 OUT2=0
0<P≤3 OUT1=1 OUT2=0
3<P≤6 OUT1=0 OUT2=0
P>6 OUT1=0 OUT2=1
所以在整个压力上升阶段:
OUT1∧OUT2=0
卸余压阀不会打开。
在压力下降阶段, 当压力下降到3Mpa时OUT1 (输出1) 闭合、OUT2 (输出2) 保持闭合, 压力下降到零时OUT1 (输出1) 保持闭合、OUT2 (输出2) 断开。
即P>3 OUT1=0 OUT2=1
0<P≤3 OUT1=1 OUT2=1
P=0 OUT1=1 OUT2=0
所以在压力下降阶段:
当0<P≤3
得OUT1∧OUT2=1
卸余压阀打开, 系统开始卸余压 (图3) 。
当P=0
得OUT1∧OUT2=0
余压卸完后, 卸余压阀再次关闭, 为下一次升压作好准备。
根据以上分析计算的结果, 控制仪表可以实现对冷等静压机模拟输入信号变化方向的识别和对卸余压阀的控制。我们就此对冷等静压机控制系统进行了改造, 具体实施后仪表控制接点作为PLC输出接点的冗余获得成功。
5结论
通过对冷等静压机压力控制系统的工作原理和压力控制曲线的深入了解和分析, 我们合理选择带双输出功能的数字仪表, 利用仪表双输出OUT1和OUT2的反作用和正作用特性以及仪表输出的可调回差特性, 成功实现了对被测量P上升和下降两种状态的识别, 将仪表控制作为PLC控制的冗余, 彻底解决了冷等静压机卸余压控制的可靠性问题。
摘要：LDJ320/1500-300YS型冷等静压机是硬质合金型材毛坯生产中的关键设备。由于控制系统故障经常造成液压系统不按程序卸余压, 影响设备的正常运行, 是一个设备和人身安全事故隐患。为解决这一问题, 我们采取了行之有效的技术措施, 本文将对此进行扼要介绍。
关键词：冷等静压机,数字仪表,冗余,回差
参考文献
[1]贾铭新.液压传动与控制[M].北京:国防工业出版社, 2001.