控制系統范文
時間：2023-04-02 05:12:23
導語：如何才能寫好一篇控制系統，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
這就是家庭照明控制系統強大功能與舒適的實景。你可以呆在一間屋內卻關掉其他房間的燈，包括通向浴室走廊的燈；也可以啟用家庭安全系統；甚至還可以和愛人在溫存的時候來些浪漫的音樂。你可以選擇集成了鍵盤、紅外遙控、觸摸屏等多種方式于一體的綜合控制平臺來控制所有的燈光、音響、空調和安全設備。
類似這樣的家庭控制系統簡單的可以執行一些如控制燈的開、關的命令，復雜的可以集控制燈光、音響、空調和安全設備等更多的功能于一體，所有的問題只不過是你想做什么、愿意花多少錢而已。當然功能越復雜、越全面的家庭整體控制系統的造價是很昂貴的。
任何家庭控制系統的功能都可以做的很復雜，但請記住：一個系統不管其內部有多復雜，能實現多少功能，都必須能很容易的被每個人所使用。
家庭控制系統的類型
現有的家庭控制系統有多種類型。電力線傳輸系統和無線系統一般經常使用在房間里無法重新布線的場合。如果你的房子正在建設當中，綜合布線控制系統仍是必選的一個方案。在某些情況下，你可能會使用一個集成電線、無線、智能布線控制的綜合體。
電力線傳輸系統是最便宜的家庭照明控制系統，它使用家庭中已有的電力線進行控制信號傳輸。設備包含從可直接插在電源插座上的照明定時器這樣的小零件到價值幾千美元的需要專業安裝的復雜設備應有盡有。新的技術已極大的改進了電力線傳輸系統的功能和易用性。
無線控制系統使用是無線射頻技術，通常用于輔助或補充其它控制系統。它可用在房間里不方便新增燈光控制線路的家庭照明控制系統中。一些無線控制系統采用的是將無線電信號發回到中央處理器進行處理，也有一些無線控制系統是依靠“點到點”的通信方式，利用節點間的轉發將信號從一點發送到另一點。
智能布線控制系統是最可靠也是最昂貴的，這種系統可以選用5類和5E類雙絞線纜或者專用線纜進行高速傳輸。這就是為什么該系統是你打造家庭控制系統時的首選的原因。根據你的需求和房子的大小，這些系統的造價可以控制在5位數以內。
智能布線控制系統一次可以完成更多的功能，并且更加快速、穩定，使其能理想的用于大型住宅。它可以將戶內和戶外照明、音響、電視甚至是加熱和通風系統的控制集于一體。從小范圍來講，一些照明系統可以和家庭音響系統協同工作，并可以通過燈光控制開關實現對音響系統的控制。一個可以和其它系統協同工作的系統是個不錯的選擇。
和過去相比，IP協議是能使你家里所有設備更易于運行的家庭控制協議。該協議利用現代計算機技術將你的房子納入到其自身的小局域網中，并給每個設備都分配一個IP地址。我們應注意到這些系統可以將有線和無線兩種技術都整合起來，并且價格下降了。
控制方法
家庭控制系統主要是由觸摸屏或鍵盤控制的，觸摸式ICD屏可以安放在桌面或墻上，簡易一些的按鍵就安裝在房間人口處的墻壁上，鍵盤上的每一個按鈕都事先預置好用來控制房中某一臺設備。
功能最強大的家庭控制系統通常都是用觸摸屏控制的，它允許用戶使用頁面滾動式控制，每個控制頁面都對應一個像照明、視／音頻這樣的子系統。有的觸摸屏還可以放映DVD、衛星電視、安防系統中的錄象。另一些則提供單向或雙向無線射頻控制，功能更強大射頻控制可確保信號已被控制器所接受。
應關注的地方
可靠性
當信號在通過你的房間里的配線耐如果出現信號沖突或丟失的現象，可以尋求一種能調節信號強度以克服此現象的電力線系統，消除同一間房信號之間的相互影響。
不同房間之間
如果你計劃在不同房間里安裝控制系統的話，那就得找一個多區域控制系統，它可以允許在不同的區域里使用不同的控制。
預編譯模塊
從電力線系統到昂貴的智能布線系統，有一種被稱為“模塊”的可再擴展系統也能因地制宜的適用于各種房間區域里。它允許多個事件按順序發生，比如在睡覺前將燈都關掉并啟動安全系統，或者是在聚會時將燈和音響打開以招待賓客。
定時、調時
篇2
關鍵詞：選擇性控制；自動控制；調節器
中圖分類號：TP278 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01
一、引言
隨著現代工業的生產的迅速發展，對于一些生產過程復雜，控制要求高，控制任務特殊等情況，一些控制方案已不能滿足這種生產工藝過程要求，比如比值控制，均勻控制等都只能在正常生產情況下工作。在現代的工業生產中，不但要求設計的過程控制系統能夠在正常情況下克服外來擾動，實現平穩操作，而且還必須考慮事故狀態下安全生產，保證產品質量等問題。
在工業生產中，由于生產限制條件多而且復雜，其邏輯關系往往又比較復雜，尤其在開車停車過程中更容易發生誤操作。同時由于生產的速度太快，操作人員的生理反應跟不上生產的變化速度，所以無法進行控制。當遇到這類問題時，以往采用手動遙控，或者用聯鎖停車保護的方法，但停車后少則數小時，多則數十小時才能重新生產運作。這對工業生產影響太大，會造成經濟上的重大損失。為了有效地防止生產事故的發生，為了減少開車停車的次數，設計和應用和一種適應短期內生產異常改善控制品質的控制方案――選擇性控制。
選擇性控制是把工業生產過程中的限制條件所構成的邏輯關系，疊加到正常的自動控制系統上去的一種組合控制方法。即在一個過程控制系統中，設有兩個調節器，通過高低值選擇控制器選出能適應生產安全狀況的控制信號，實現對生產過程的自動控制。當生產過程趨近于危險極限區，但還未進入危險區時，一個用于控制不安全情況的控制方案通過高低值選擇器將取代正常生產情況下工作控制方案，直至使生產過程重新恢復正常，然后，又通過選擇器使原來的控制方案重新恢復工作。這種選擇性控制系統又稱為自動保護系統，或稱為軟保護系統。
選擇性性控制系統的特點是采用了選擇器。選擇器可接在兩個或多個調節器的輸出端，對控制信號進行選擇；也可以接在幾個變送器的輸出端，對測量信號進行選擇以適應不同的生產過程的需要。
二、選擇性控制器的系統設計
選擇性控制系統設計包括調節閥氣開、氣關形式的選擇，調節器控制規律及其正反作用方式的確定，選擇器的選型以及系統整定等內容。
（一）調節閥氣開、氣關形式的選擇
在設計選擇性控制系統時，調節閥氣開、氣關形式的選用原則跟據生產工藝安全原則來選擇。
（二）調節器控制規律及其正反作用方式的確定
在選擇性控制系統中，有兩個調節器材即正常調節器和取代調節器。對于正常調節器，由于有較高的控制精度要求，同時要保證產品的質量，所以應選用PI控制規律，如果過程的容量時延較大，可以選用PID控制規律；對于取代調節器，由于在正常生產中開環備用，僅要求安全生產將出問題時，能速迅及時采取措施，以防事故發生，故一般選用P控制規律即可。對于上述兩個調節器的正反作用方式，可完全按照單回路控制系統設計原則來確定。
（三）選擇器的選型
選擇器是選擇性控制系統中一個重要的組成環節，正常與取代調節器的輸出信號同時在選擇器中進行比較，其被選取的信號作用于調節閥，以實現生產過程的自動控制。選擇器有高值選擇器和低值選擇器兩種。前者選擇高值信號通過，后者選擇低值信號通過。在選擇器選型時，先根據調節閥的選擇用原則，確定調節閥的氣開、氣關形式；然后確定調節器的正反作用方式；最后確定選擇器的類型。在具體選型時，是根據生產處在不正常狀態下，取代調節器的輸出信號為高值或為低值來確定選擇器的類型。如果取代調節器輸出信號為高值時，則選用高值選擇器；如果取代調節器輸出信號為低值時，則選擇用低值選擇器。
（四）調節器參數整定
在選擇性控制系統調節器參數整定時，由于系統中兩個調節器是輪換進行工作的，因此，可按單回路控制系統的整定方法進行整定。但是，取代控制方案投入工作時，取代調節器必須發出較強的控制信號，產生及時的自動保護作用，所以其比例度應整定的小一些。如果有積分作用時，積分作用也應整定的小一些。
（五）系統設計原則應用舉例
在鍋爐的運行中，蒸汽負荷隨用戶需要而經常波動，在正常情況下，用控制燃料量的方法來維持蒸汽壓力的穩定。當蒸汽用量增加時，蒸汽總管壓力將下降，此時正常調節器輸出信號去開大調節閥，以增加燃料量。同時，燃料氣壓力也隨燃料量的增加而升高。當燃料氣壓超過某一安全極限時，會產生脫火現象，可能會造成生產事故。
根據上述簡單位的工藝過程介紹，運用系統設計原則來設計壓力選擇性控制系統。
（1）選擇調節閥。從生產安全考慮，當氣源發生故障或調節器損壞時，調閥應當切斷天燃氣，故應選擇氣開式調節閥。
（2）調節器正反作用方式的確定。對于正常的調節器來說，蒸汽壓力升高，天燃氣流量應減少，調節閥就應關小。由調節閥為氣開式，因此調節器輸出信號應減小，故應其選擇反作用式。對于取代調節器，當天燃氣壓力升高到一定程度時，應使其壓力減小，以便被選其取去關小調節閥，故應選擇反作用式。
（3）選擇器選型。當生產處于不正常生產時，取代調節器的輸出信號應減小，故選用低值選擇器。
至此，選擇性控制方案已完成設計任務，為使系統能運行在最佳狀態，還必須按照上述整定要求進行系統調節器參數整定。
參考文獻：
[1]蔣尉孫.過程與控制[M].北京：化學工業出版社，1996.
篇3
關鍵詞：煤氣鍋爐；控制系統；燃料
1 鍋爐的工作原理及過程
鍋爐通過燃料的燃燒而釋放化學能，是一種具有能量轉換功能的設備。所采用的燃料有多種，如高爐煤氣等。鍋爐內的水，通過能量的傳遞進而轉變為蒸汽，而蒸汽所具有的動能則可以通過汽輪發電機轉變為電能，或者轉變為汽輪拖動的機械能。由此可見，將燃料中的化學能轉化為蒸汽的熱能則是鍋爐的主要作用。目前，國家對發電上網進行了嚴格的控制，而且結合鋼鐵企業的具體情況，鍋爐行業的大的發展趨勢是利用鍋爐產生的蒸汽，進而拖動汽輪機，并完成風機或水泵的動能的轉化，這也是行業內人士面臨的一個嚴峻的課題。
2 鍋爐的控制系統
2.1 蒸汽溫度控制系統
鍋爐是較為復雜的設備，且運行的工作環境較差。蒸汽溫度是鍋爐設備的主要參數之一，因此應嚴格控制蒸汽的溫度，減少各種干擾因素的影響，獲得在一定范圍內溫度相對恒定的蒸汽。空燃比和燃氣供應量是影響蒸汽溫度的關鍵因素，因此需要對給風量和燃氣量進行有效的控制，所采用的系統是串級比值控制系統。除此之外，引風量、蒸發量和給水量也會對蒸汽溫度造成一定的影響。同時，基于控制系統響應速度的考慮，采用了前饋比值串級控制系統來控制蒸汽的溫度。蒸汽溫度控制的前饋量由蒸發量和給水量構成，從而形成前饋控制系統。
2.2 蒸汽壓力控制系統
出口蒸汽的品質會受到鍋爐壓力的影響，因此鍋爐壓力不能過低。然而鍋爐壓力也不能太高，否則會帶來很大的安全隱患，甚至發生安全事故，如鍋爐爆炸等。因此鍋爐出口的蒸汽壓力同樣是鍋爐設備十分重要的參數，必須進行嚴格的調節和控制，使鍋爐的壓力在合理的范圍內，才能確保鍋爐運行的安全。蒸汽壓力和蒸汽溫度是相互影響的兩個參數，對于蒸汽溫度進行控制，同時也會對蒸汽壓力造成影響。壓力控制系統是鍋爐設備的重要系統，能夠對壓力進行調節和控制，使壓力在安全的基礎上保持在合理的范圍，從而確保蒸汽的品質，獲得所需壓力的蒸汽。當鍋爐壓力過高時，為了讓蒸汽壓力迅速降低，應立刻打開安全放散閥，使蒸汽壓力降到壓力極限值之下，再迅速將安全閥關閉。
2.3 燃料控制系統
煤氣壓力和煤氣流量參與鍋爐控制系統的輸出指令，是燃料控制系統的主要參數，并調節燃料量。利用調節進氣閥門擋板，可以實現對于燃料的調節。確保汽包壓力和母管壓力為給定值，而進氣閥門的控制既可以采取自動控制也可以采取手動控制，進而向送風控制回路發出相應指令。高爐煤氣的流率相對來說較為穩定，在對燃料量進行控制時，應盡量減輕其他兩種煤氣的流量擾動，主要采取調節高爐煤氣進氣量的方式來加以調節。
2.4 汽包水位控制系統
蒸汽的質量在一定程度上還會受到汽包液位的影響。汽包液位過低會導致鍋爐被燒壞，造成巨大的安全隱患，甚至發生爆炸，危害人們的生命安全。同樣，汽包液位過高也會對蒸汽質量造成影響，或者水滿而溢出，進而造成事故。主給水流量和蒸汽流量是影響汽包液位的兩個關鍵的變量。在其他條件不變的前提下，液位隨著給水量的增加而升高，隨著蒸發量的增加而降低。實際的需要決定了蒸汽流量的大小，而給水則具有維持汽包液位的作用，因此在對汽包液位進行控制時，選擇給水量作為操縱量。此外，基于系統的快速性和穩定性的考慮，采用前/后饋的控制機制，在使用串級控制的基礎上，將蒸汽流量作為補償。
由以往的經驗可知，汽包液位的調節，可以通過給水流量來實現，使得汽包內的物料達到科學而合理的平衡點，汽包水位在可以控制的范圍內進行波動。通常來講，對于蒸汽流量和給水流量的變化，鍋爐汽包水位會對此作出積極的響應。然而，也有可能出現“虛假水位”的現象，即在主蒸汽量快速增加時，表現出來的特性卻是逆向響應，從而使得蒸汽壓力下降，汽包水位升高，而實際水量卻減少了。對于該現象進行分析可知，其原因在于：汽包外送的蒸汽量隨著用戶需求量的增加而增加，從而導致汽包內的蒸汽壓力也隨之迅速下降。壓力下降導致水的沸點降低，汽包內的水“開鍋”得更加劇烈，更加頻繁、速度更快。因此形成大量的氣泡，而這些氣泡將水位抬高，從而導致操作人員誤認為汽包水位升高。
通過分析汽包水位控制系統的原理可知，汽包水位控制系統，以水位作為主控量，將蒸汽流量和主給水量作為輔助量。該系統的作用是將汽包水位維持在一定的范圍內，需要對進入汽包的主給水流量進行調節，其目的則是使主給水流量與鍋爐輸出的蒸汽量相適應。為了使汽包水位維持在汽水分界線，平衡汽包內的兩相介質，可以采用提高主給水流量的方式來實現，通過這種方式，不僅能夠保證鍋爐運行的安全，還可以在一定程度上提高鍋爐的出力。對于汽包水位控制系統中可能出現的虛假水位現象，這是由于控制系統采用汽包水位作為主控量。因此在實際應用的過程中，結合具體的情況，可以將被控量選為汽包水位，實行單沖量水位控制。或者采用雙沖量水位控制，被控量選為汽包水位和蒸汽流量，又或者采用三沖量水位控制，即被控量選為汽包水位、主給水量和蒸汽流量。目前，汽包水位三沖量調節系統獲得了較為廣泛的應用，并且具有較好的調節效果。
2.5 爐膛負壓控制系統
如果爐膛負壓太小，甚至為正，則爐膛內煙氣過多，甚至煙氣向外冒，影響設備和操作人員的安全；反之，爐膛負壓過大，會使冷空氣漏進爐膛內，從而使熱量損失增加，降低燃燒效率。所以必須對爐膛的壓力進行控制。影響爐膛壓力的主要變量有燃氣量、給風量以及抽風量等，而其中燃氣量和給風量是由蒸汽溫度、壓力以及蒸發量等因素決定的，所以要想使爐膛壓力在一定范圍內保持不變就只有改變抽風量，亦即通過調節抽風量以達到控制爐膛壓力的目的。另外，考慮到系統響應的快速性，同時，又因為給風量和給煤量成一定的比例關系，為了提高控制品質以及簡化控制系統的結構，將給煤量引入前饋通道參與了爐膛壓力的控制。
3 結束語
鍋爐控制系統是計算機軟件、硬件、自動控制、鍋爐節能等幾項技術緊密結合的產物。對于提高操作管理水平，減輕勞動強度，保證鍋爐穩定運行，提高運行效率，以及防止環境污染等發揮著非常重要的作用。
參考文獻
[1]周永恒，譚華.工業鍋爐的自動化控制研究[J].廣西輕工業，2007，1.
[2]馮衛.中小型鍋爐的計算機控制[J].科技資訊，2007，8.
[3]劉忠，陳麗華.基于工控機的鍋爐控制系統的設計與應用[J].化工自動化及儀表，2012（4）.
[4]李忠虎，王俊偉，李銀琪.220t/h煤氣鍋爐控制方案的優化[J].化工自動化及儀表，2012（3）.
篇4
【關鍵詞】溫室；數據采集系統；無線收發模塊
1.緒論
1.1 引言
隨著社會的進步和工農業生產技術的發展，許多產品對生產和使用環境的要求越來越嚴，人們對溫度、濕度、光強、二氧化碳濃度等環境因素的影響越來越重視了。為此，本文以農業技術發展為目的開發了一種智能控制系統。
眾所周知溫度、濕度、二氧化碳濃度是農業生產不可缺少的因素，所以本設計將其作為重點數據來處理。在現代檢測技術中，傳感器技術和計算機技術是必不可少的兩個方面。計算機對數據有很強的處理能力，但對非電量和模擬信號是無能為力的。如果沒有各種精確可靠的傳感器去檢測非電量和模擬信號并提供真實的信息，那么微型計算機就無法發揮其應有的作用。傳感器把非電量轉換為電量，經過放大處理后，轉換為數字量輸入微型計算機，由微型計算機對信號進行分析處理。從而傳感器處理技術與微型計算機技術結合起來，對自動化、信息化和智能化起到重要作用。
本設計以C8051F020單片機為核心來對多點溫度、濕度、二氧化碳濃度進行實時檢測。各檢測單元能獨立完成各自功能，同時能根據主控機的指令對溫度、濕度、二氧化碳濃度進行采集。測量結果不僅能在本地顯示，而且可以由C8051F020單片機將采集的數據傳送到主控機，以進行進一步的處理。主控機負責控制指令的發送，以控制各個從機的溫度、濕度、二氧化碳濃度采集，收集測量數據。主控機與各從機之間也能夠通過無線收發模塊進行相互聯系、相互協調，從而達到系統整體統一、和諧的效果。
1.2 課題研究背景
近20年來，農業設施在我國得到了突飛猛進的發展，設施類型也由季節性的簡易拱棚逐步在向常年性的溫室方向發展。但是與歐洲發達國家相比，我國溫室的智能化水平還比較低，現有溫室大都以有線接入為主。現代溫室的數據采集系統是實現其生產自動化、高效化的最關鍵、最為重要的環節，傳統的傳感器數據采集系統采用導線連接，在傳感器至信號處理器之間需要大量電纜。溫室環境不同于其他環境，在溫室中大量布線是十分困難的。為此，在溫室中應用基于無線技術的傳感器，將有助于解決原有有線系統的局限性。
1.3 設計主要內容
本設計針對溫室無線監控系統若干關鍵技術展開研究工作，主要集中在以下幾個方面：
（1）分析題目要求。介紹溫室無線控制系統的總體方案設計，系統的組成和工作原理。
（2）系統的硬件設計。介紹主要硬件的型號及其主要特點，模塊功能和硬件電路設計。詳細介紹在溫度監控系統中應用到的各個硬件連接電路。硬件電路的設計主要包括：C8051F020通信接口電路的設計、無線收發模塊電路的設計、溫度采集電路的設計、濕度采集電路的設計、二氧化碳濃度采集電路的設計、控制電路的設計、顯示電路的設計、鍵盤掃描電路的設計、報警電路的設計以及掉電保護電路的設計。
（3）系統的軟件設計。主要介紹程序的主循環框架及主要程序模塊，程序設計采用匯編語言模式。介紹的程序模塊主要包括：主機C8051F020主程序、主機C8051F020中斷服務子程序。其中主機C8051F020主程序包括初始化子程序、鍵盤掃描子程序、主機通信子程序、溫度控制子程序、濕度控制子程序、二氧化碳濃度控制子程序以及溫度報警子程序、濕度報警子程序、二氧化碳濃度報警子程序。主機中斷服務子程序主要由溫度采集子程序、濕度采集子程序、二氧化碳濃度采集子程序、通信子程序、顯示子程序、數據打印子程序組成。
1.4 溫室的概述
溫室（greenhouse）又稱暖房。能透光、保溫（或加溫），用來栽培植物的設施。在不適宜植物生長的季節，能提供生育期和增加產量，多用于低溫季節喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。溫室的種類多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加溫條件等又可分為很多種類，如玻璃溫室、塑料溫室；單棟溫室、連棟溫室；單屋面溫室、雙屋面溫室；加溫溫室、不加溫溫室等。溫室結構應密封保溫，但又應便于通風降溫。現代化溫室中具有控制溫濕度、光照等條件的設備，用電腦自動控制創造植物所需的最佳環境條件。
溫室是以采光覆蓋材料作為全部或部分圍護結構材料，可在冬季或其它不適宜陸地植物生長的季節供栽培植物的建筑。
溫室功能分類根據溫室的最終使用功能，可分為生產性溫室、試驗（教育）性溫室和允許公眾進入的商業性溫室。蔬菜栽培溫室、花卉栽培溫室、養殖溫室等均屬于生產性溫室；人工氣候室、溫室實驗室等屬于試驗（教育）性溫室；各種觀賞溫室、零售溫室、商品批發溫室等則屬于商業性溫室。
2.溫室環境控制系統的總體設計
2.1 系統的總體設計
此溫室控制系統的總體設計是通過數字溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器對溫室大棚內的溫度、溫度和二氧化碳濃度進行實時檢測，由于應用的都是數字傳感器，直接把檢測到的數字信號送入單片機，單片機在通過無線收發模塊送入PC機并發出控制信號，分別控制排風機、電熱絲、空氣加濕器、二氧化碳生成器，從而控制溫室內的溫度、濕度、二氧化碳濃度。同時發出報警信號示警，并且有顯示器件對溫室內的溫度、濕度和二氧化碳濃度進行實時顯示。
2.2 元器件的選擇
元器件的選擇見表1。
3.溫室環境控制系統設計的硬件、軟件設計
3.1 硬件電路總框圖的設計
一般一個單片機應用系統的硬件電路設計應包括兩部分內容：一是系統擴展，即擴展單片機內部的功能單元。如：ROM、RAM、I/O口、定時/計數器、中斷系統等。當單片機容量不能滿足應用系統的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當的芯片，設計相應的電路；二是系統配置，即按照系統的功能要求配置設備，如鍵盤、顯示器、打印機等。
根據以上的硬件設計原則，本系統的硬件電路主要由一片C8051F020單片機構成的通信電路、溫度采集電路、濕度采集電路、二氧化碳濃度采集電路、無線傳輸電路、與PC機連接電路、控制電路、溫度、濕度、二氧化碳濃度顯示電路、越限報警電路、鍵盤輸入電路、掉電保護電路及打印機接口電路組成。本系統的硬件連接框圖如圖3-1所示。
3.2 系統軟件總體設計
本控制系統軟件設計采用模塊化結構。由于系統采用一片C8051F020單片機與各個傳感器、無線收發模塊等進行通信的方式，對單片機C8051F020進行編程。
主機C8051F020的主程序主要由初始化子程序、溫度判斷子程序、溫度控制子程序、濕度判斷子程序、濕度控制子程序、二氧化碳濃度判斷子程序、二氧化碳濃度控制子程序、無線收發子程序、超限報警子程序、溫度、濕度、二氧化碳濃度顯示子程序、數據打印子程序、鍵盤掃描子程序等模塊組成，主機C8051F020的中斷服務程序主要包含溫度采集子程序、濕度采集子程序和二氧化碳濃度采集子程序。主機C8051F020主程序的流程圖如圖3-2所示。
4.社會經濟效益分析
國家為促進農業的快速發展，對溫室大棚的各項指標更準確的檢測與控制，所以對農業溫室大棚的檢測與控制更是重中之重。針對傳統溫室有線數據采集系統存在著成本較高、可靠性和可移動性較差等問題，現代溫室無線數據采集系統與傳統的溫室數據采集系統相比較更具有靈活性。還可以減少成本、提高系統工作可靠性、增強系統移動作業的能力、減少了勞動者的勞動強度。
因此，從社會經濟效益的角度來看，設計溫室無線數據采集系統已是現代農業發展必然的趨勢。
參考文獻
[1]張潛，王立人.藍牙技術在溫室數據采集系統中的應用[J].農機化研究，2004.
[2]胡漢才.單片機原理及其接口技術[J].北京：清華大學出版社，1995.
[3]柳桂國，應義斌.藍牙技術在溫室環境檢測與控制系統中的應用[J].浙江大學學報（農業與生命科學版），2003
[4]杜尚豐，李迎霞，馬承偉.中國溫室環境控制硬件系統研究進展[J].農業工程學報，2004.
[5]范立南，李雪飛，尹授遠.單片微型計算機控制系統設計[J].北京：人民郵電出版社，2004.
[6]陳杰，黃鴻.傳感器與檢測技術[J].北京：高等教育出版社，2002.
[7]何希才，薛永毅.傳感器及其應用實例[J].北京：機械工業出版社，2004.
[8]秦娟，郝弗非，孫曉薇，郝庭柱，郎培，沈花玉.多路溫度檢測自動控制系統的設計實現[J].天津理工大學學報，2007，23（2）.
篇5
關鍵詞：調試程序；調試階段；費用收取
Abstract: this paper points out that the air conditioning debugging are divided into five stages: the design, the run the test, at the beginning of the season, and debugging, personnel training, and for each stage should be the work is also analyzed. Key of the variable flow system commissioning test project to give explanation, and finally introduced in the air conditioning control system commissioning, the collection of the cost.
Keywords: debug program; Commissioning phase; charges
中圖分類號：TB657.2文獻標識碼： A 文章編號：
隨著當今科技日新月異的發展，自控技術也迅速得到發展，在空調系統中越來越多的使用著很多先進的控制技術，這樣可以節省大量的人力資源，實現節能運行，從而境地運行的費用。目前的自動控制技術不但可以實現設備的開關和監測，而且可以根據具體的干擾因素進行自主調節。但是目前在運行中存在著一些問題，這些問題導致達不到預期想要的運行效果，其原因除了來自設計方面的之外，就是空調控制系統的調試可能除了一定的問題。如果調試者沒有準確理解設計者的設計意圖，光是憑著自己的經驗進行調節的話，就很有可能會對空調控制系統的運行造成一定的影響，尤其是我國空調系統和控制系統通常不是一個公司設計的，就更加麻煩。空調控制系統的選擇和調試都很重要，而人們卻往往會忽視調試的過程。調試的效果和系統運行有著密切的關系，如果調試問題沒有解決好，導致使用者可能會對自動控制系統的可靠性產生懷疑，這樣就不利于在空調調試系統中使用新技術。本文針對國內的實際情況，依據國外的經驗探討調試程序，并重點對變流量系統的測試進行說明。
變流量系統
該系統是通過在設備末端加設電動二通閥，由室內溫度控制器調節其的開啟對通過盤管的流量進行自主調節，使得室內溫度的波動在所允許的范圍之內。通過在水泵上加設變頻器進行調速來實現系統流量的變化，但閥門開啟度的變化不能完全保證變化的流量再分配時能夠按照要求進行，因此必須設計相應如圖1所示的控制系統。
圖1變流量空調系統示意圖
在變流量系統當中，控制系統主要要解決三個平衡問題，即：平衡系統輸配側環路、平衡系統冷源側環路以及平衡控制回路。
如果合理并完整地進行溫度自動控制調試，設計意圖中的預期功能可能被破壞，達不到
本能帶來的節能效果和舒適程度。如果忽視任何小細節，都有可能使其達不到最佳的運行狀況。反之，完整的控制功能調試，能發現空調系統和控制系統中可能存在的一些會對其運行造成影響的問題。可見控制系統和它的調試時空調系統中十分關鍵的環節，有著相當重要的低位。
控制系統調試程序
控制系統的調試需要測試所用的運行模式，它是很系統的工程。在確定設備、管道及儀器都安裝正確的前提下，然后使用相應設備對系統功能及運行進行測試。
2.1設計階段的系統調試
以前，很多人認為應該從系統設備安裝完成之后才進行系統調試。但隨著科技的不斷發展，系統功能也越來越復雜，將各種技術進行交叉，在設備安裝完成后，往往不能解決發現的問題，所以系統的調試階段應該從設計時開始。使得在設計時的控制系統能滿足應用的要求，才能保證控制系統實現各階段運行的不同功能。
空調控制一般涉及到的環節有：冷熱水系統控制、最優啟閉控制、變頻系統控制、節能控制；水泵控制、空氣質量控制及風機控制等。
在變流量控制系統中，除了上述的通常環節之外，控制的順序非常重要。調試者先要提交設計好的控制系統運行順序，然后再提交系統測試的步驟和相應措施，其步驟包括調試人和手段，這樣就可以調試所用的運行模式。
隨著人的見識不斷提高，人們對控制系統方面的知識了解的越來越多，這樣一來，他們就可能對設計者提出自控系統所需要達到的水平，所以在設計時，就應該讓調試人員參與進來，這樣就為以后的運行管理奠定了一定的基礎。
2.2初步測試階段的系統調試
當設備就位后，就可以進行初步調試。在設備啟用運行之前，必須做以下準備工作，即包括：設備的位置是否符合要求；測量儀器是否按照要求進行了安裝；確定排水管道通暢；管道的支架是否安裝牢固；正確安裝控制設備；確保管道系統完善以及軸承部件的狀況兩毫米。
2.3系統的功能測試和運行調試
功能測試也就是對設備自身運轉進行的調試。對整個系統在各種可能運行的情況下，對設備的轉速進行調試。還要對BAS參數體統的參數設置進行檢查，其中包括時間延遲和反時間等。
在功能測試之后進行運行調試，它是對所有組成系統的設備所進行的聯合調試。保證如果有火警信號時，空氣處理機組可以停機，并且隨著室外溫度的變換其能進行節能運行。在一定的范圍之呢內，可以對室內的溫度進行隨意調節。
應該保證閥門的啟閉能順利進行。應該對所用的執行器進行檢查，要保證其在全開或者全閉上時，閥門裝置保持緊密，并對其校準，直到在BAS系統上找到它的編碼位置為止。對關鍵設備要進行輸出和輸入信號校準。
運行測試時難度最高的，也是最耗時間的，但它是測試的關鍵階段。
2.4季節調試階段
我國大部分地方四季分明，由于季節因素，很多時候，部分機械設備得不到充分的調試。在調試計劃中，應該考慮到季節的中斷，要在室外溫度處在最合理的溫度下進行調試
2.5測試人員培訓階段
文中將人員的培訓也歸到調試里面。想要使得設計安裝完整的設備能正確地運行，必須要有一批專業有素質的管理人員，但對我國來說，目前還是一個薄弱環節，主要存在的問題就是沒有系統充分的培訓。
目前的培訓一般情況下都是在系統完全調試完后才進行，有的只是針對離散的系統，而沒有將整個項目進行系統化。針對這些問題，應該在設計階段就應該景象人員培訓，采取一些相應能解決問題的措施。
2.6調試記錄階段
將調試記錄存入檔案，并長期保存。要對關鍵參數進行分類整理并寫入最終的調試報告之中。
變流量系統的調試
由于變流量系統的節能效果良好，將會成為今后空調系統發展的一種趨勢，它的節能效果是通過設定更復雜的控制系統來實現的，下面將對這種系統做特別說明。
首先，和定流量系統一樣，要按照設計的流量，對變流量的系統進行管網水力平衡調試。
其次是對動態的控制進行調試。調試所要達到的效果為，保證能提供相應的控制根據系統流量的變化要求，在此過程中，還涉及到一些其它的測試盒檢查，都要認真對待。
4、調試的費用
在我國，一般情況下，工程結算費用就包括系統的調試費用，不會單獨列出。而伴隨著社會經濟的不斷發展，我國與國際接軌，也逐步將調試費用單獨列出，表1為現在國外調試費用的收取情況，可供參考。
表1測試費用估算表
5.結束語
本文通過分析，總結出了空調控制系統調試的基本程序。隨著我國經濟技術的的不斷發展更新，隨之也出現不同的新方法，但是空調控制系統調試的基本程序是不會改變的。針對不同的方案，可以變動具體的一些調試程序的部分措施，以便達到最終所希望的效果。空調系統的調試只是其整體測試中的一部分，但卻占據著很重要的低位，相當于空調系統的“神經”和“大腦”，不管是設計方，施工方，還是購買使用者，都應該對其形成足夠的認識，真正使其能實行良好的運行效果。
參考文獻
[1]李震，肖勇全，曉明.空調控制系統調試的探討[J].暖通空調.2005(4).
[2]王平.綜述變風量空調系統調試存在的問題與措施[J].城市建設理論研究.2012(2).
[3]王文涌.中央空調調試淺談[J].山西建筑.2008(31).
[4]曲凱陽，胡德祥，王連吉，呂鳳海.空調冷卻水系統最優節能控制策略[J].暖通空調.2010(4).
[5]鄭青，李京穗.中國國際貿易中心二期冰蓄冷空調工程[J].暖通空調.2001(2).
篇6
蒸汽式扇貝柱脫殼裝置主要由機架、送退料機構、壓緊機構及蒸汽噴射機構等組成。蒸汽噴射機構由絲杠滑臺及蒸汽噴頭等組成。該裝置的主要工作原理:待加工的海灣扇貝由入料斗進入輸送裝置，扇貝經水平輸送到壓緊機構，壓緊機構的作用是使扇貝在經過蒸汽噴射過程中保持雙殼緊閉。蒸汽噴射機構垂直布置在壓緊機構的正上方，扇貝通過壓緊機構時完成蒸汽噴射脫殼。機架上裝有接近開關，接近開關與蒸汽噴頭在同一水平面上，扇貝輸送裝置接觸到接近開關，信號傳送給PLC，使蒸汽噴頭跟隨扇貝進行噴射，扇貝噴射裝置完成一次噴射后，迅速返回進行下一次跟隨噴射，如此反復進行完成蒸汽噴射脫殼。
2蒸汽發生器工作原理
電加熱蒸汽發生器主要由供水系統、自控系統、爐膽與加熱系統及安全保護系統等組成。其基本工作原理:通過一套自動控制裝置，確保運行過程中液體控制器或高、中、低電極探棒反饋控制水泵的開啟、閉合、供水量長短及爐膽加熱時間。現有的蒸汽發生器的調壓系統主要是以機械控制為主，與自動化控制銜接不太容易，并且蒸汽鍋爐的加熱為直接加熱方式;蒸汽控制為開關式控制使蒸汽鍋爐功耗和工作效率大大降低，不符合整套系統的工作要求［6－7］。現用PID智能控制儀對蒸汽發生器做自動化改造，利用溫度、壓力傳感器采集蒸汽發生器內部的溫度、壓力值進行處理，并且根據溫度/壓力值進行相應的加熱和壓力控制。
3蒸汽發生器自動化設計方案
系統選用了XMT612智能PID溫度控制儀為控制器，PT100型熱電阻將檢測到的實際蒸汽溫度送到XMT612智能PID溫度控制儀中進行PID調節，控制輸出加熱的占空比來調節電熱絲的加熱。在爐內某一水位放置探針來檢測爐內的水位，低于限定水位則水泵開始加水，達到限定水位則水泵停止加水。爐內安裝有壓力傳感器，實時監測爐內壓力，緊急時刻可以泄壓避免事故。整體設計方案如圖1所示。圖1整體設計方案3．1蒸汽發生器控制系統硬件設計3．1．1PID智能溫度控制儀本系統采用XMT612智能PID溫度控制儀，工作原理是:將采集到的介質溫度信號送至控制器，溫度信號通過A/D轉換后與設定的信號比較，根據正、負、無偏差的性質和變化趨勢，由控制器對執行機構發出開、關、停的指令。1)功能特點:①控制儀可根據設定的溫度，連續檢測實際溫度，檢測到的溫度值通過LED顯示出來。②模塊化設計、SMT工藝、高性能開關電源供電。③安裝方便、操作簡單，經濟實用;準確測量，精確控制。④儀表可按攝氏度或華氏度顯示溫度值。⑤可選繼電器觸點或固態繼電器(SSR)無觸點電平輸出。⑥2路繼電器獨立設定、輸出，實現上、下限報警或三位式控制。⑦PID恒溫控制，上、下限區間溫度控制兼容。⑧超強PID自整定功能，自動適應被控制對象，尤其適合恒溫箱、加熱爐等使用。2)工作參數:①工作電源為AC/DC85～260V(其它電壓可定制)。②輸入信號為熱電偶T、R、J、WRe3－25、B、S、K、E;熱電阻Pt100及Cu50。③顯示范圍為－1999～9999。④基本誤差為0．2%FS±1個字。⑤SSR電平為DC8V/30mA。⑥觸點容量為AC250V/3A;DC24V/5A。⑦觸點壽命為105次。⑧使用環境為0～50℃;≤85%RH。3．1．2傳感器蒸汽發生器的自動化需要對出口處的蒸汽溫度、壓力進行檢測，因此相應的需要溫度/壓力傳感器［8－9］。3．1．2．1溫度傳感器溫度傳感器選擇PT100熱電阻，其線性度較高，測溫度閾值寬、耐腐蝕性較高、反應靈敏、外形小巧、經濟實用而被廣泛的應用于狹小空間工業設備測溫和控制及供熱/制冷管道熱量計量。PT100熱電阻是一種以鉑(Pt)做成的電阻式溫度傳感器，阻值在0℃時為100Ω，它的阻值和溫度的變化成正比，其電阻和溫度變化的關系式為R=Ro(1+αT)。Pt100溫度傳感器的測量范圍是－200～+850℃，且具有穩定性好、準確度高、抗振動及耐高壓等優點。溫度變送器是一種小型、高精度的測溫儀表，與現場PT100傳感器連在一起構成測溫回路。它采用二線制傳送方式(兩根導線作為電源輸入，同時作為信號輸出的公用傳輸線)，將熱電阻的信號變換成線性的4～20mA的輸出信號。主要技術參數:量程/℃:0～200輸出信號/mA:4～20，負載電250Ω，傳輸導線電阻100Ω輸出方法:二線制溫度變送器精度等級:±0．2%F．S供電電源/V:24VDC±10℅3．1．2．2壓力傳感器壓力傳感器選擇集壓力傳感器與變送器一體的MEACON壓力變送器(MIK－P300G)，采用316L不銹鋼隔離膜片結構，高精度、全不銹鋼結構微型放大器，電壓、電流、頻率信號輸出，抗干擾強、長期穩定性好。采用一體化不銹鋼結構，經過多次不銹鋼焊接，實現了全固態設計，可以在惡劣環境中長期使用。主要性能參數:供電電源/V:24VDC輸出信號/mA:4～20測量范圍/MPa:0～3補償溫度/℃:－10～70介質溫度/℃:－40～150環境溫度/℃:－40～85外殼防護:IP65壓力類型:絕壓零點溫度漂移:±0．03%FS/℃靈敏度溫度漂移:±0．03%FS/℃過載壓力:200%FS3．2蒸汽發生器控制系統軟件設計蒸汽發生器自動化設計程序流程圖［10］，如圖2所示。如圖2所示，當啟動整套系統后，AD開始采集數據，將采回的溫度數據與之前標定好的溫度進行比較，將比較的結果進行相應的處理，使蒸汽溫度能夠平穩地到達設定值。當到達設定溫度值后，蒸汽控制閥將自動打開，輸送出蒸汽，并且加熱線圈始終保持通電狀態，讓蒸汽溫度保持一個相對恒定的值。如果在到達設定溫度或壓力時未能自動開啟蒸汽閥，系統將會在腔內溫度壓力到達預警值時關斷加熱線圈，開啟泄壓閥讓腔內的蒸汽釋放出來，以免發生危險。初始功能參數默認出廠值即溫度傳感器類型為PT100熱電阻，溫度單位選擇攝氏度(℃)等。PID參數包括比例帶、積分時間、微分時間、控制周期、數字濾波。比例帶P值減小，系統調節靈敏，溫度升高迅速，控制精度較高;P值過小，系統則會出現震蕩，P值增大，系統靈敏度降低，超調減小。積分時間I值減小，消除偏差作用加強，I值太小，系統容易出現震蕩。微分時間D值可適當加大避免加熱余熱過大，升溫較慢。在恒溫控制時，如果不能恒定或有超溫現象，可以啟動儀表的自整定功能，儀表會計算出較恰當的PID參數值，最后設定溫度值和繼電器吸和值、釋放值。
4蒸汽噴射裝置的自動化設計
4．1急回噴射過程控制系統硬件設計本系統絲杠滑臺的電機選擇安川SGMJV－04ADE6S，驅動器SGDV－2R8A01B;PLC選擇西門子S7－200(CPU224XP);接近開關選擇滬工PNP常閉型。如圖4所示，輸送扇貝的托盤上裝有磁鐵(傳感標示B)及固定蒸汽噴頭裝置上的接近開關(傳感器B)。當扇貝到達蒸汽噴頭正下方即接近開關檢測到磁鐵時，信號傳輸給PLC，絲杠滑臺帶動蒸汽噴頭跟隨其正下方的扇貝進行噴射;當蒸汽噴頭裝置上的金屬鐵片(檢測標示A)接近到限位開關(傳感器A)時，蒸汽噴頭裝置迅速返回，等待下一次扇貝托盤到達其正下方位置，如此反復進行。4．2急回噴射過程控制系統軟件設計本控制系統采用STEP7V5．0編寫PLC程序，編程環境包括:語句表(STL)、梯形圖(LAD)和功能塊(FBD)。在該編程環境下進行編程，部分梯形圖如圖5、圖6所示。
5結論
篇7
關鍵詞：自動控制可編程序控制器系統設計應用
在現代化的工業生產設備中，有大量的數字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，產品的計數，溫度、壓力、流量的設定與控制等，工業現場中的這些自動控制問題，若采用可編程序控制器(PC)來解決自動控制問題已成為最有效的工具之一，本文敘述PC控制系統設計時應該注意的問題。
硬件選購目前市場上的PC產品眾多，除國產品牌外，國外有：日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德國的SIEMENS，韓國的LG等。近幾年，PC產品的價格有較大的下降，其性價比越來越高，這是眾多技術人員選用PC的重要原因。那么，如何選購PC產品呢?
1．系統規模首先應確定系統用PC單機控制，還是用PC形成網絡，由此計算PC輸入、輸出點。數，并且在選購PC時要在實際需要點數的基礎上留有一定余量(10%)。
2．確定負載類型根據PC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統的穩定運行是很重要的。
3．存儲容量與速度盡管國外各廠家的PC產品大體相同，但也有一定的區別。目前還未發現各公司之間完全兼容的產品。各個公司的開發軟件都不相同，而用戶程序的存儲容量和指令的執行速度是兩個重要指標。一般存儲容量越大、速度越快的PC價格就越高，但應該根據系統的大小合理選用PC產品。
4．編程器的選購PC編程可采用三種方式：
一是用一般的手持編程器編程，它只能用商家規定語句表中的語句編程。這種方式效率低，但對于系統容量小，用量小的產品比較適宜，并且體積小，易于現場調試，造價也較低。
二是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內就可應用自如，但該編程器價格較高。
三是用IBM個人計算機加PC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PC開發軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現場調試。
因此，應根據系統的大小與難易，開發周期的長短以及資金的情況合理選購PC產品。
5．盡量選用大公司的產品其質量有保障，且技術支持好，一般售后服務也較好，還有利于你的產品擴展與軟件升級。
輸入回路的設計
1．電源回路PC供電電源一般為AC85—240V(也有DC24V)，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1：1隔離變壓器等)。
2．Pc上DC24V電源的使用各公司PC產品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負載時要注意容量，同時作好防短路措施(因為該電源的過載或短路都將影響PC的運行)。
3.外部DC24V電源若輸入回路有DC24V供電的接近開關、光電開關等，而PC上DC24V電源容量不夠時，要從外部提供DC24V電源；但該電源的“—”端不要與PC的DC24V的“—”端以及“COM”端相連，否則會影響PC的運行。
4．輸入的靈敏度各廠家對PC的輸人端電壓和電流都有規定，如日本三菱公司F7n系列Pc的輸入值為：DC24V、7mA，啟動電流為4．5mA，關斷電流小于1．5mA，因此，當輸入回路串有二極管或電阻(不能完全啟動)，或者有并聯電阻或有漏電流時(不能完全切斷)，就會有誤動作，靈敏度下降，對此應采取措施。另一方面，當輸入器件的輸入電流大于PC的最大輸入電流時，也會引起誤動作，應采用弱電流的輸入器件，并且選用輸人為共漏型輸入的PC，Bp輸入元件的公共點電位相對為負，電流是流出PC的輸入端。
輸出回路的設計
1．各種輸出方式之間的比較
(1)繼電器輸出：優點是不同公共點之間可帶不同的交、直流負載，且電壓也可不同，帶負載電流可達2A／點；但繼電器輸出方式不適用于高頻動作的負載，這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負載電流的增加而減少，一般在幾十萬次至Jl百萬次之間，有的公司產品可達1000萬次以上，響應時間為10ms
(2)晶閘管輸出：帶負載能力為0．2A／點，只能帶交流負載，可適應高頻動作，響應時間為1ms.
(3)晶體管輸出：最大優點是適應于高頻動作，響應時間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶DC5—30V的負載，最大輸出負載電流為0．5A／點，但每4點不得大于0．8A。
當你的系統輸出頻率為每分鐘6次以下時，應首選繼電器輸出，因其電路設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。當頻率為10次／min以下時，既可采用繼電器輸出方式；也可采用PC輸出驅動達林頓三極管(5—10A)，再驅動負載，可大大減小電流。
2．抗干擾與外部互鎖當PC輸出帶感性負載，負載斷電時會對PC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護PC。
當兩個物理量的輸出在PC內部已進行軟件互鎖后，在PC的外部也應進行互鎖，以加強系統的可靠性。
3．“GOM“點的選擇不同的PC產品，其“COM”點的數量是不一樣的，有的一個“COM”點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶2個或1個輸出點的。當負載的種類多，且電流大時，采用一個“COM”點帶1—2個輸出點的PC產品；當負載數量多而種類少時，采用一個“COM”點帶4—8個輸出點的PC產品。這樣會對電路設計帶來很多方便，每個“COM”點處加一熔絲，1—2個輸出時加2A的熔絲，4—8點輸出的加5—10A的熔絲，因PC內部一般沒有熔絲。
4．PC外部驅動電路對于PC輸出不能直接帶動負載的情況下，必須在外部采用驅動電路：可以用三極管驅，也可以用固態繼電器或晶閘管電路驅動，同時應采用保護電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管(LED)指示。印制板應做成插拔式，易于維修。
PC的輸入輸出布線也有一定的要求，請看各公司的使用說明書。
擴展模塊的選用
對于小的系統，如80點以內的系統．一般不需要擴展；當系統較大時，就要擴展。不同公司的產品，對系統總點數及擴展模塊的數量都有限制，當擴展仍不能滿足要求時，可采用網絡結構；同時，有些廠家產品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編制時要注意。當采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規定，請看相關的技術手冊。
各公司的擴展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。PC的這種模塊化設計為用戶的產品開發提供了方便。
PC的網絡設計
當用PC進行網絡設計時，其難度比PC單機控制大得多。首先你應選用自己較熟悉的機型，對其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執行速度和用戶程序存儲容量也應仔細了解。否則，不能適應你的實時要求，造成系統崩潰。另外，對通信接口、通信協議、數據傳送速度等也要考慮。
最后，還要向PC的商家尋求網絡設計和軟件技術支持及詳細的技術資料，至于選用幾層工作站，依你的系統大小而定。
篇8
關鍵詞：控制系統 微電子技術 抗干擾 屏蔽 接地 雷電防護
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0090-02
工業的高速發展對控制系統的依賴性越來越強。分散型控制系統（Distributed Control System）、可編程控制器（Program mable Logic Controller）、現場總線控制系統（Fidlebus Control System）以及各種測量控制儀表已是構成工業自動化的主要硬件設施。隨著微電子技術的高速發展和電路集成化程度的提高，單位面積內大規模集成芯片元器件數越來越多，所傳遞的信號電流也越來越小，系統的供電電壓也越來越低，現已降到5 V、3 V乃至1.8 V。因此，芯片對外界的干擾也越趨敏感，所以顯示出來的抗干擾能力也就越來越低。
想要提高控制系統的抗干擾能力，我們除了在設計控制系統本體的時候提高其抗干擾能力之外更重要的是如何提高控制系統在工程應用時的抗干擾技術，例如對噪聲的產生以及噪聲在傳播途徑中加以有效的抑制等等。
1 電纜的靜電屏蔽和電磁屏蔽
在控制系統中線纜非常重要因為它在控制系統中最長，容易通過近場的耦合干擾控制系統，并且它還像一根拾取和輻射噪聲的天線。所以用屏蔽來抑制線纜的靜電感應和電磁感應是抗干擾的方法之一。
1.1 電容性耦合的抑制
靜電屏蔽：當受感應導線的外層包上屏蔽層以后那么感應的噪聲電壓便作用在屏蔽層上，我們在為屏蔽層提供一個良好的接地那么屏蔽層上的電壓為零所以受感應導體上的噪聲電壓也為零，所以有效的抑制了電場的耦合。所以我們在工業現場無論是電源電纜或是信號電纜都應采用屏蔽電纜。
1.2 電感性耦合的抑制
電感性耦合即為線路間磁場的相互作用。在這里我們主要談談采用電磁屏蔽，包括雙絞電纜和同軸電纜的使用。
（1）對作為噪聲源的導線施行電磁屏蔽
如果我們對一段導線增加屏蔽那么電流流過后，全部通過導體的屏蔽體返回到干擾源。由于流過屏蔽體上的電流產生磁通量，且與導體產生的磁通量大小相等方向相反，這樣在屏蔽體的外面，不存在磁通量，既這段導線被屏蔽了。但是在低頻時不宜兩端接地。
（2）對作為信號線路施行電磁屏蔽。
信號線路防外界磁場干擾的最好方法是減少接收環路的面積以減少干擾磁場對接收環路產生的磁通量密度。對于減少接收環路面積只有加屏蔽體兩端接地才可以做到，才有電磁屏蔽作用，但是這種情況下電流的頻率不宜太低。
（3）雙絞線的電磁屏蔽原理及應用。
雙絞線本身是一種電磁屏蔽形式。
對作為噪聲源的導線實施電磁屏蔽。
圖1是雙絞線作為噪聲源實施電磁屏蔽的原理圖。當雙絞線中有電流流過時在導線絞合所組成的很小的環路內產生相應的磁通。而在環路外由于兩邊導線流過的電流方向相反，產生的磁通方向相反從而大部分磁通被抵消。這種方式常用于供電線路上。
對信號線實施電磁屏蔽。
圖2是雙絞線信號線實施電磁屏蔽的原理圖。當雙絞線在噪聲的磁通中每根導線均被感應出感應電流，其感應方向如圖2所示。這樣同一根導線在相鄰兩個環的兩段上流過的感應電流大小相等方向相反，從而被抵消。所以在總的效果上，導線并沒有產生感應電流。
（4）同軸電纜和屏蔽雙絞線。
同軸電纜是一種用金屬編織網作屏蔽的電纜，在很大的范圍內，具有均勻不變的低損耗的特性阻抗，可用于高頻乃之超高頻的頻段。無論是屏蔽雙絞線，或者同軸電纜，為了抑制電容性耦合，一般是單端接地，通常是在控制室側接地。
2 控制系統的接地
從電氣角度來看，大地具有導電性且有無限大的容電量，所以我們可以把大地作為一個等電位點或者等電位面。接地的作用有兩點：（1）保護人身和設備安全，如保護地、防雷地、防靜電等。（2）抑制干擾，如工作地、屏蔽地、模擬地、數字地等。
下面我們來分析幾個例子。
2.1 不屏蔽接地干線會帶來干擾
現象：有DCS系統采用單獨接地，但信號總是不穩定。
原因：經過現場考察發現，其接地干線長數十米，從樓頂沿外墻敷設到接地體，沒有穿管屏蔽，過長的接地干線，如果沒有屏蔽措施，接地干線也象是一根天線，可以接受大量的干擾信號，使控制系統無法穩定工作，乃至系統卡被燒毀。
結論：接地干線應愈短愈好，必要時也應該采取屏蔽措施
2.2 和其它接地系統要保持一定距離
現象：某DCS采用單獨接地，發現信號干擾很大。
原因：DCS系統的單獨接地體和原有的接地網相距不到5 m。
結論：若DCS采用單獨接地，其接地體和電氣接地網相距必須大于5 m，和防雷接地體相距必須大于20 m。
2.3 等電位接地也要考慮接地引入點的位置
現象：有DCS系統采用等電位接地，但信號中常常出現信號不規則的波形。
原因：離DCS的接地引入點不到幾米處有大功率電動機的接地點。
結論：要保持和防雷地、大電流高電壓設備的接地點有不小于10 m的距離。
3 控制系統的雷電防護
（1）雷電對控制系統侵害的途徑：靜電感應、電磁感應、反擊、電磁場輻射等。
（2）雷電電脈沖的基本防護措施：
①屏蔽：屏蔽分為電纜的屏蔽和控制室的屏蔽。第一，電纜的屏蔽：許多行業規范對屏蔽電纜的接地，原則上是一端接地另一端不接地。但是單端接地只能防靜電感應抑制不了電磁感應所產生的干擾。所以延伸出了信號傳輸線的雙層屏蔽，電纜采用雙層屏蔽，兩個屏蔽層的層與層之間是絕緣的，內層單端接地，抑制電容性耦合；外層兩端或多端接地，抑制電感性耦合。雙層屏蔽電纜的外屏蔽層可采用下述方法實現：鎧裝電纜的鎧裝層；敷設電纜的金屬線槽、金屬管等；鋼筋混凝土結構的電纜溝。第二，控制室的屏蔽：控制室的屏蔽方式大體有建筑物的自身屏蔽、金屬網格的格柵型大空間屏蔽以及金屬板材圍成的殼體屏蔽等。殼體屏蔽的屏蔽效果最好，但投資也很大，適用于實驗室裝置。建筑物自身對屏蔽也有一定的效果，但效果不理想。而格柵型大空間的屏蔽可以通過選擇網格寬度的大小來滿足控制系統的需要，平衡投資的大小和效果的好壞，格柵型大空間的屏蔽最為理想。②合理布線：A減少感應環路面積以減小互感，從而抑制干擾的電感性耦合。B和引下線保持一定距離。③浪涌保護器：浪涌保護器是一種限制瞬態過電壓和分流浪涌電流的器件。其基本原理是，它并接在被保護設備的附近，在沒有浪涌出現時為高阻抗，當出現浪涌時就在很短的時間內（ns級）將雷電流釋放到地使浪涌保護器變為低阻抗，從而保護了被保護設備。④接地和等電位連接：防雷工程的接地系統用于雷電流的釋放；抑制雷電電磁脈沖的電磁感應和靜電感應；將分開的儀表裝置通過等電位連接，以減少控制系統的設備在金屬構件與設備之間或設備與設備之間因雷擊產生的電位差。
4 控制室的靜電防護
靜電在工程中的應用：靜電除塵、靜電噴涂、靜電凈化、靜電復印等。
4.1 靜電放電的特點
（1）由于靜電放電的時間是ns級的峰值電流可達數十安培，所以說瞬間的功率十分巨大。（2）由于電流波形的上升時間很短，即di/dt很大，所以可以感應出幾百伏乃至上千伏的高電位，從而產生出強電場。由于電流脈沖上升時間極快，持續時間極短，所以產生的靜電放電電磁脈沖其能量足以使電子部件中敏感元件損壞。
4.2 控制室靜電防護的基本措施
防止控制系統和電路不受靜電放電的干擾和破壞，控制室的設計即靜電防護工作區的建立應采取的基本方法，一般有：
（1）抑制干擾源，減小或消除源頭上的靜電積累。防止靜電的產生是最徹底的方法，從產生靜電的原理看，應該從降低有關物體的絕緣度著手，使兩物體即使摩擦也不產生或少產生靜電。（2）鋪設具有一定電阻率的防靜電地面，它不僅可以導出人體靜電，也為活動的設備提供了靜電接地的條件。（3）操作人員宜穿防靜電制服。防靜電制服通常是由導電纖維或經抗靜電改性的織物制成。用于防止人體靜電的積累。（4）操作人員穿防靜電鞋也是一種可行的措施。因為人是導體，在人體靜電防護中最主要的措施是保證人體始終靜電接地。（5）控制柜以及電纜的屏蔽層都必須保持良好的接地。（6）設置溫、濕度控制。
上述諸措施中，控制控制室的溫度和濕度和防靜電地面的設置和接地必須在控制室的設計階段提前考慮。
參考文獻
[1] 林國榮.電磁干擾及控制[M].電子工業出版社.
篇9
關鍵詞：OVATION系統；功能；分析；總結
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 11-0000-03
OVATION Control System Application
Li Jin
(Fujian Ningde Nuclear Power Company Limited,Fuding355200,China)
Abstract:OVATION control system is the main power system control system,in the conventional power plant and nuclear power plants have been applied to this plant by the second phase project of Yangzhou OVATION distributed control system,a brief description of the system composition and features were analyzed,summarized the type of failure during debugging,make notes during the day to day running,with a view to the same type as the other power plant distributed control system maintenance and repair for reference.
Keywords:OVATION system;Function;Analysis;Summary
一、前言
OVATION控制系統是目前電力系統主流的控制系統，在常規火電站以及核電站都得到了應用，二期工程建設了2臺超臨界600MW機組，均采用了OVATION系統，OVTION系統是在吸收了WDPF系統的實際運行經驗的基礎上，融合了DCS發展的新技術，由Emerson公司推出的一套新DCS控制系統，下圖表示了了兩者在網絡架構上的區別。
1.網絡結構由West net II改為星型拓撲結構；
2.控制器由DPU（486）升級為奔騰系列的控制器；
3.I/O卡件由分列元件的Q-LINE卡件變為全封裝的Ovation I/O卡件；
4.在系統組態工具Power Tools中增加了CB工具，使邏輯組態更加直觀、方便。
圖1：OVATION和WDPF系統的結構比較
二、Ovation分散控制系統介紹
1.機爐側采用同樣的技術平臺，軟硬件統一的控制系統，實現對單元機組的過程控制。其中公用部分（儀用空壓機控制、循泵房控制、電氣公用廠用電部分）的控制集中在#3機組DCS中。
2.在2臺機組DCS網絡的上層，設置了2臺冗余的交換機，構成了二期公用網，2臺機組的DCS系統均可以對公用系統設備的運行狀態進行監控、并可以進行相互閉鎖式的操作，方便了單臺機組檢修時公用系統的運行。
3.每臺機組設置了一臺OPC服務器，分別將#3、#4機組的實時數據通過交換機和路由器上傳到全廠的SIS/MIS網絡，從而將二期工程的實時數據納入SIS/MIS網絡。
4.每臺機組還設置了一臺AMS（Asset Management System）服務器，通過和DCS網絡的通訊獲取3051變送器、E+H料位計等具有HART協議的智能儀表的在線信息，并獲得詳細的儀表維護信息。
5.每臺機組設置一套大屏幕裝置（chirstie），通過服務器和Ovation網絡連接。
6.工業電視的信號直接送到大屏幕裝置的控制器接口上，運行人員可以根據需要決定是否在大屏幕上顯示爐膛火焰信號。
7.單元機組整體控制水平主要體現在以下幾個方面：
（1）單元機組（爐、機、電）及公用系統均以DCS為主要監控手段，并輔以必要的獨立保護、控制裝置，實現單元機組的監控。
（2）出現DCS異常和事故工況時的報警、保護和自動處理（如MFT、ETS、RB等）以確保主輔設備安全。
（3）順控邏輯（SCS）包含機、爐、電以及公用系統的控制、聯鎖、保護功能；設置了子功能組級和驅動級二級層次結構。
8.DCS監控范圍包括鍋爐及輔助系統、汽輪發電機及輔助系統、除氧給水系統、高低壓廠變、發變組、UPS、柴油機、直流系統、準同期等。同時，DCS還接受汽輪機監視儀表（TSI）的硬接線信號，實現單元機組的監控管理。
9.DCS主要功能包括：數據采集系統（DAS）、模擬量控制系統（MCS）、順序控制系統（SCS）、鍋爐控制系統（BCS）、爐膛安全監視系統（FSSS）、電氣控制系統（ECS）、人機接口功能（HMI）、工程師工作站（ES）、歷史數據站（LOG）。
三、OVATION系統的配置分析
（一）系統的網絡特點
圖2：Ovation系統組態圖
圖2是OVATION系統的組態圖，從圖中可以看出以下特點：
1.整個二期工程的DCS系統組態可以認為是三層星型拓撲結構：（1）Fan out交換層；（2）根交換層（Root）；（3）Core交換層。
2.以CISCO交換機為主要通訊設備構成100MB/S快速以太網（Fast Ethernet）；
3.系統采用全冗余配置，具備“自封閉”的容錯功能；
4.采用與以太網完全兼容的TCP/IP協議；
5.該網絡硬件遵循ANSI標準設計，最遠通訊距離可以達到200Km，可以掛接1000個站點；
6.每秒可以刷新20萬個實時數據點；
7.容易實現和第三方設備相連（PLC、SIS/MIS）。
（二）網絡結構分析
1.#3機組的DCS系統包含了25對分散處理單元（DPU），他們是最底層的過程處理單元。DPU通過DCS網絡接受操作員指令，通過駐留在控制器內的程序，對輸入輸出信號進行處理，實現局部的過程控制；
2.第三層為Fan交換機層：該層設置了三對Fan Out交換機（FAN OUT SWITCH），每對FAN交換機的主要作用是將所屬各DPU、工作站、服務器連接起來，形成三個網段，減少快速以太網中沖突的發生。DPU、工作站、服務器通過各自的FAN交換機進行相互通訊，實時數據交換，實現該網段內的數據通訊。
3.第二層為根交換機層：根交換機設置在三對FAN交換機的上層，配備一對根交換機（ROOT SWITCH），其主要作用是連接三對FAN交換機，構成單元機組完整的DCS網絡，并Fan交換機的實時數據進行通訊、轉發，完成單元機組控制信息的存儲、交換，從而實現整個機組的過程控制
4.最上層為核心交換機層：一對核心交換機層（CORESWITCH；核心交換機通過連接#3#4機組的根交換機進行實時數據通訊，實現兩臺機組對公用系統（循泵房遠程控制、儀用空壓機控制等）的閉鎖式操作。
5.另外，一臺IP交換機（IPTRIFFICSWITCH）用于連接第三方設備，操作指令通過IP交換機送到打印機和大屏幕裝置，實現打印、顯示任務。共包括：6臺操作員站、2臺工程師站、1臺歷史站、一臺OPC站、一臺AMS站、一套大屏幕裝置、7臺打印機。
（三）與全廠SIS/MIS的接口部分
一臺DMZ交換機和一臺路由器以及一臺OPC服務器構成，主要作用是向全廠SIS/MIS網絡提供實時數據。OPC服務器掛接在Fan out#2交換機上，其中安裝了2塊網卡，一塊網卡接在OVATION網絡上，第二塊網卡通過DMZ交換機和路由器（安裝了防火墻）將實時數據送到SIS系統，該數據傳輸提供了三重隔離，保證了數據傳輸的單向性和DCS系統的安全性。
（四）網絡設備冗余情況
1.核心交換機、根交換機、FAN交換機、工程師站、操作員站、控制器冗余、即使單臺故障也不會影響系統正常運行。
2.IP交換機、DMZ交換機、路由器、歷史數據站、OPC站、AMS站、大屏幕接口服務器為單臺配置為單臺配置，即使故障也不會影響系統正常運行。
3.每臺DPU、工作站、服務器均設計了二個冗余的網絡接口，其中一個端口故障時，該節點設備也能正常工作。
4.核心交換機與單臺機組的根交換機則采取了主備之間相互對接的方式來實現冗余連接。
5.所有網絡柜、操作員站，工程師站，歷史站，OPC服務器，AMS服務器均配置了二進一出的供電裝置，不需要另外配置小型UPS。
（五）Ovation系統電源、接地
Ovation系統的供電電源取自本機組的UPS、保安段輸出（相互冗余），公用部分電源取自本機組UPS和另外一臺機組的保安段（相互冗余），保證了Ovation系統的正常運行。
下面以網絡柜的電源為例，說明其設備的供電特點，每只網絡柜中均設計了一對冗余的電源切換裝置：
圖3：系統接地圖
從圖3可以看出，其供電方式為典型的“二進一出”方式，兩路冗余電源送入機柜內的2只冗余電源切換組件，組件電源輸出到各個交換機，保證了交換機電源的可靠性。
該系統對接地要求較高，具體要求如下：
1.Ovation系統機柜要求浮空
2.Ovation系統的接地網絡中不能接入非Ovation系統的設備
3.Ovation系統的所有設備都不能接入其它系統的接地網絡中
4.Ovation系統的接地網絡通過接地匯總銅牌接入電廠的接地網絡中
5.單點接地，接地電阻應不大于1歐姆
6.接地電纜最小應滿足4AWG（外徑為5.19mm），最佳為0000AWG（外徑為11.7mm），接地電纜應盡可能短
7.以Ovation系統的接地點為中心，20m內無強電設備（包括機械旋轉設備、避雷針、變壓器等）的接地
（六）Ovation系統控制器
1.32位奔騰處理器（P266），操作系統：Vxworks（處理能力是WDPF486CPU的5倍）；
2.IDE接口的32M閃存，無需后備電池；
3.冗余的處理器、電源和通訊及I/O總線；
4.個控制任務區，每個控制區的執行周期可調（10ms－30s）I/O總線故障隔離；
5.看門狗定時器線路實現自動無擾動切換；
6.與I/O通道的通訊速率為2Mb，PCI總線周期為31毫秒；
7.本地I/O接口：每對控制器最多128I/O模件；總線故障隔離在一個支線中；
8.遠程I/O子系統：每個控制器最多2個I/O接口（每個接口最多8個節點，每個節點64個I/O模塊）；10MB的控制器到節點的通訊速率；2MB遠程節點間的通訊速率；小于100 usec的總線周期時間；每個遠程節點采用冗余串口通訊；
9.容量：6000-16000源點/1024點I/O模擬量/2048點I/O數字量/1024點SOE點
10.控制器冗余包含：CPU冗余；CPU電源冗余；Ovation網絡接口冗余；I/O接口冗余；
（七）OVATION系統I/O部分
二期工程單臺機組I/O點數約為8000點，公用系統（循泵控制、空壓機控制、電氣公用）部分約為430點（隨著調試工作的進展，其數量會有增減）。
1.I/O卡件介紹
Ovation系統I/O模件以模塊化設計為原則，采用插接式元件，帶有電子模塊及特性模塊，內置故障容錯及診斷功能，可用信號范圍寬，適用性強。由于采用軟件組態模塊，所以不需要在卡件上進行跳線。
每塊功能卡件分為電子模塊和特性模塊兩部分（如下圖4），通過特性模塊實現不同量程，不同接線的轉換，然后送入電子模塊進行A/D轉換。
圖4：I/O卡件示意圖
本工程所采用的I/O模件主要包括熱電阻（RTD）輸入、熱電偶輸入、AI、AO、DI、DO、事件順序（SOE）輸入、遠程I/O及專用I/O模塊等。另外Ovation系統還提供滿足特殊用途的I/O模塊：如DEH專用的RVP卡件等。二期工程I/O卡件具體數量統計如下。
表1：I/O卡件統計表
類型 AI Hart TC RTD AO DI SOE Relay Out-AC Relay Out-DC DO PI LC
#3機組數量 86 64 50 80 55 310 18 / / 131 46 12
公用系統數量 25 9 47 3 4 20 36 /
#4機組數量 86 64 50 80 55 310 18 / / 131 46 12
（八）循泵房遠程I/O控制部分
從圖5中可以看出PCRR卡件接受網絡指令，通過通訊接口將控制指令送到MAU，轉換為光信號，通過光纜送到循泵房的MAU模塊，再轉換為電信號，控制各個卡件，達到遠程控制循泵的目的。
圖5：循泵房遠程控制示意圖
（九）智能前端和OVATION網絡的連接
為節省系統開銷，二期工程將汽機、鍋爐、電氣系統中物理分布相對集中的7個地點，用7臺智能前端采集后送到DCS系統，智能前端安裝在機組現場，將一次元件信號硬接線送到前端內，前端將輸入信號經過通訊處理后，通過RS485接口將信號傳送到不同的DPU內的LC卡件，每只前端配有二組冗余的485接口，確保數據可靠傳送。
（十）工作站介紹
1.操作員站：采用SUN公司blade工作站，其為UNIX Solaris操作系統。操作員站主要功能：過程圖形顯示、報警管理、趨勢顯示、測點信息/測點檢查、操作員事件信息。
2.工程師站：采用SUN公司blade工作站，其為UNIX Solaris操作系統。工程師站采用系統軟件服務器及高性能工具數據庫，主要功能：文本編輯、文件傳送；控制器診斷；數據庫和控制功能組態；設備圖形及面板組態；報表和歷史數據組態；網絡通信點組態；操作員功能。
3.歷史數據站：歷史數據站能提供過程數據、報警、事件順序記錄、和操作的大量存儲和檢索，主要完成各種測點歷史及信息歷史的記錄。
（十一）畫面介紹
該系統共設置三級畫面分別為：
總畫面OVERVIEW（1000）
Turbine（3100）下包括#3101－#3139子畫面；
Boiler（3200）下包括#3201－#3232、#3236、3240子畫面；
Electric（3300）下包括#3321－#3338、#3360子畫面；
DEH畫面（2109）下包括20幅畫面；
該系統可以同時監控8幅過程圖。
畫面調用的響應速度小于1秒。圖6為“系統狀態”畫面，用于觀察系統狀態，根據畫面信息查詢故障代碼，做出相關處理。
圖6：系統狀態（system status）畫面
（十二）機組報警及其畫面設置
本機組報警未采用硬光字牌，而是采用的軟光字牌的形式來實現機組報警，通過各自的報警畫面可以隨時調看機電爐系統中的報警信息，點擊各個報警方塊的下邊緣可以連接到相應的畫面，看到具體的報警內容。另外，該系統還設有專門的報警窗口（圖7），通過它可以看到具體實時的報警信息內容（圖8）。
圖7：報警畫面
圖8：系統報警窗口
四、Ovation控制系統功能組態分析
考慮到各個控制器的負荷率要低于75%的行業標準，在對邏輯圖和I/O點數量進行分析的前提下，本工程分配方案如下：
（一）控制器分配方案
1.單元機組部分
（1）FSSS系統
#1DPU：MFT、吹掃、密封風機、冷卻風機和火檢、燃油、吹灰系統、爐側SOE；#2DPU：制粉系統AC（包括磨冷熱一次風調節），油系統AC；#3DPU：制粉系統EF（包括磨冷熱一次風調節），油系統EF；#4DPU：制粉系統BD（包括磨冷熱一次風調節），油系統B；
（2）鍋爐部分
#5DPU：協調CCS、AGC、與DEH接口、燃料系統MCS（C/D/E）、一次風；#6DPU（鍋爐風煙）：二次風、爐膛負壓、主汽溫度（過熱減溫）、二次風擋板（A/B/F）、燃料系統MCS（A/B/F）、燃盡風（后墻）；#7DPU（鍋爐汽水）：再熱溫度（煙氣擋板、再熱減溫）、汽水系統、鍋爐金屬壁溫（RI/O）、給水系統、二次風擋板（C/D/E）、燃盡風（前墻）；#8DPU：風煙A、鍋爐疏水放汽；#9DPU：風煙B、啟動系統、鍋爐雜項；
（3）汽機部分
#10DPU：小機A、真空系統、輔助蒸汽、METS（A）、小機A的SOE；#11DPU：小機B、凝結水泵、METS（B）、小機B的SOE；#12DPU：電泵、除氧器、除氧器水位控制、四段抽汽、汽機雜項、汽機SOE測點、TSI顯示測點、旁路系統、膠球清洗；#13DPU：高、低加系統，抽汽系統、高、低加水位控制、加熱器疏水、汽機疏放水；#14DPU：開式循環水、閉式循環水、軸封系統；
#15DPU：汽機油系統、盤車、汽機油、發電機冷卻水、發電機氫系統、發電機油系統、發電機定子溫度測點（RI/O）、DEH/ETS顯示測點；
（4）電氣部分
#16DPU：發變組、高廠變、主變、準同期；#17DPU：低廠變、UPS；#18DPU：保安段、柴油機、直流系統；
（5）公用系統部分
#31DPU：循環水遠程、空壓機；#32DPU：公用電氣系統；其中公用系統機柜布置在#3機組電子間
（二）DCS系統功能喪失情況下的安全停機手段
為保證OVATION系統發生全局性或重大故障時的安全停機，在機組操作臺上安裝了獨立于DCS系統的MFT、汽機緊急跳閘、PCV閥操作面板、凝汽器真空破壞門開按鈕、直流油泵啟動按鈕、交流油泵啟動按鈕、柴油發電機啟動按鈕等緊急按鈕。
當DCS發生全局性或重大故障時，為確保機組緊急安全停機，可以通過操作這些獨立于DCS的操作按鈕保證機組的安全停機。
（三）DCS系統功能喪失情況下機組的安全監視手段
考慮到多樣性設計的需要，為保證DCS系統部分或全部失去監視的情況下，能夠觀察到機組的重要參數，在異常情況下進行必要的操作，二期工程配置了一立于DCS系統的上位機以及配套的智能前端，在控制室設立了上位機，在DCS功能喪失無法監視機組工況的情況下顯示機組的重要參數，便于安全停機等操作，包含有功功率、主汽壓力、主汽溫度、再熱汽溫度等共計20個信號。
五、安裝調試、日常維護主要問題
（一）安裝調試工作中出現的主要問題
1.I/O卡件的損壞
在目前調試中，陸續出現了一些卡件損壞的情況，基本是現場的強電竄入、接線錯誤等原因造成，有4塊AI（hart）特性模塊；2塊DO特性模塊；2塊DI卡件；1塊AI卡件損壞；故障出現最的多的是I／O卡故障，這類故障只是在調試階段出現較多，正常運行中出現幾率很低。在運行中更換卡件時一定要做好安全防護措施否則會引起系統變化或負荷變化，尤其數字量卡件，避免處理中故障的擴大化。
2.網絡設備端口接錯
這是由于在安裝過程中的偏差出現的，應該根據Ovation網絡端口較多的實際情況，在機組投運前對所有的通訊端口再進行一次核對檢查，避免因為接錯端口而造成系統網絡通訊故障。
3.循泵不能正常停運
在調試期間還發生了循泵正常運行后不能停運的故障，經過現場分析，認為原因在于調試期間對邏輯的修改次數較多，有時修改過程中人為中斷，導致控制器內部程序碎片較多，PCI總線出現故障，循泵停運控制指令不能發出，將控制器清空重新下裝程序后正常。鑒于此類現象，應該在168試運行前以及機組正式投產前將所有的控制器清空，然后進行程序下裝工作，確保機組投產后不再出現類似現象。
（二）日常維護中應該注意的問題
Ovation控制系統的可靠性是確保機組安全運行的基礎，不應和機組設備的可靠性處在同一數量級上，而應更高。為了保證其正常工作必須重視以下問題：
1.控制系統的使用環境
環境溫度對計算機安全影響十分明顯，對集成電路和電子元件而言，室溫在規定使用范圍每增加10℃，可靠性降低25%，器件周圍的環境溫度超過60℃，計算機就會發生故障，溫度的變化，會加劇器件、材料損傷以及電氣性能變化。濕度影響：低濕環境產生靜電，當靜電超過2KV時，會影響計算機正常運行。空氣中塵埃，其危害：由于磁盤與磁頭間隙很小，灰塵進入其中，高速運轉的情況下，造成機械損傷，磁頭磨損；灰塵吸附在集成電路和電子元件絕緣降低，甚至短路，相反，絕緣性塵埃則會使插件接觸不良。因此工程師站和電子間應該安裝獨立的空調，確保控制系統的工作環境。
2.DCS系統的誤動有時是不能避免的，但是通過加強管理可以減少發生次數，因此應該參照一期在DCS管理方面的經驗加強管理：
（1）投產前即合理安排DCS系統日常巡檢項目，并在投產前對各種軟件版本、系統接地、機柜接線、各種接頭、交換機設置參數、系統使用環境進行嚴格細致的檢查，及早處理，防止將問題帶到機組正常運行中。
（2）組態、參數、定值的修改必須按公司現有管理規定執行，實行嚴格的監護、記錄制度；同時必須及時備份組態修改前后的軟件，存檔備查。
（3）按照清單，采購DCS系統事故備件，定期對備件存放環境進行檢查。
（4）提前進行備份的工程師站與操作員站的操作系統和系統組態的安裝工作，一旦出現問題，只需少加修改，即可恢復，縮短消缺時間。
3.重視DCS系統檢修項目和周期，檢修項目依據DCS系統設備特點，至少進行以下項目的檢修：軟件的備份；清掃電源、風扇、卡件及防塵濾網，檢查及緊固控制柜接線，接地系統檢查，電源測試；重要測量和保護信號線路絕緣檢查；電子室溫度、濕度及含塵量檢修前測試，檢修后復查；模件電源及冗余模件的切換試驗；報警及保護功能測試。OVATION系統控制器帶有冷卻風扇，要定期檢查冷卻風扇工作是否正常，并對其進行清洗、吹掃或更換，以防DCS系統運行中由于冷卻風扇故障，引起部件溫度過高，誘發模件故障。
4.定期檢查系統狀態、控制器狀態、工作站狀態、控制器的負荷率以及重要的系統報警信息，將事故消滅在萌芽階段。
5.防止干擾造成故障
大功率的無線通信設備如手機、對講機等以及大功率電器設備的啟動和停止都會干擾DCS的控制信號，造成不必要的故障。為了防止干擾信號串入系統，嚴格執行屏蔽和接地要求和方式，信號線遠離干擾源，同時采取防電源波動措施。；在電子間應該杜絕使用無線通訊工具，防止對系統造成干擾。
6.控制器切換問題
在機組停運時，應該按照定期維護項目和要求，做好主／從控制器的切換試驗和相關記錄，但是在機組運行時，除非特殊情況，盡量不要手動切換，防止產生干擾，如必須手動切換，應采取措施，先將相關的機組控制切到手動方式，以免對機組運行工況產生影響。
7.軟件的備份管理
應用軟件（數據庫）應及時備份，對極小的改動可做記錄；對數據庫的修改同時要保存到工程師站，還應保存到磁帶上。注意備份磁盤不應超期使用，以防數據丟失。
8.軟件檢查與功能試驗
應按照計算機設備的通用方法檢查，主要是檢查各級權限的設置：嚴禁使用非DCS軟件：嚴禁未授權人員進行組態
篇10
【關鍵詞】鐵水脫硫；控制系統
1.概述
科技的日益進步為鋼鐵企業進一步控制鋼材中的硫含量提供了重要支持。在大多數鋼種中，硫作為一種有害元素，直接影響著鋼材的強度、韌性、機械性能等質量因素。為了進一步提高鋼材質量，增加鋼材的附加值，滿足市場多方需求，很多鋼鐵企業把目光轉向了鐵水預處理過程，而鐵水脫硫就是其中尤為重要的一環。
鐵水脫硫是指鐵水送入煉鋼爐之前，為降低硫含量而進行的工藝處理過程。由于鐵水脫硫工藝自身的復雜性，如何充分利用自控技術降低原材料消耗、提高產品質量的穩定性，成為鋼鐵企業不懈追求的目標。
某鋼鐵廠新建鐵水脫硫系統采用西門子S7-400 PLC控制器和WinCC監控軟件，實現了該生產線控制系統靈活可靠、功能強大。
2.工藝過程簡介
鐵水脫硫系統主要由石灰粉料倉、鎂粉料倉、石灰粉噴吹罐、鎂粉噴吹罐、噴粉槍、測溫/取樣槍等部分組成，其工藝過程就是以氮氣為載氣，向鐵水罐中自動復合噴吹原材料粉——石灰粉和鎂粉，經化學作用后，脫硫渣上浮至鐵水表面，再由扒渣機扒渣，而完成整個工藝過程。
3.系統結構組成
該廠由兩套完全相同的控制系統分別控制2個脫硫站。兩套控制系統之間用ethernet高速工業以太網連接。這種方式為各站點的獨立操作和維護提供了最大的靈活性。如果其中一個脫硫站需系統維護或停車，則另一個站點能夠保證繼續獨立的進行生產。由于兩套控制系統完全相同，以下僅給出其中之一的詳細說明。
3.1 系統硬件
系統硬件配置主要分為三部分：PLC主站與從站、一級計算機、二級服務器。
3.1.1 PLC主站和從站：
主站采用西門子S7-400系列模塊，主要包括CPU 412-2、電源模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊、擴展模塊等。其中CPU模板負責運行整個過程控制程序，模板內置PROFIBUS-DP接口，實現主站與從站、主站與現場儀表設備之間的通訊。PROFIBUS總線是目前廣泛應用于工業自動化領域的現場標準總線，它具有廉價、高速等特點。
從站采用西門子ET 200站，主要包括：鎂粉儲倉站、石灰粉儲倉站、鎂粉噴吹罐站、石灰粉噴吹罐站、液壓站等，負責連接現場設備，采集現場數據，以及對現場設備的控制輸出。
3.1.2一級計算機包括操作員站和工程師站，均采用西門子工控機。操作員站負責對整個系統監控和操作，但不能修改組態數據和系統程序。工程師站可以對整個系統進行組態和編程調試。
3.1.3 二級服務器也采用西門子工控機，主要用于存儲和處理數據，這些數據主要來自操作員站的錄入和PLC系統采集的現場數據。如果數據存儲功能需要擴展升級，還可實現與擴展服務器進行通訊，實現數據共享。
一級計算機、二級服務器和PLC控制系統之間的通訊均通過高速工業以太網實現。
3.2 系統軟件
系統軟件包括監控軟件和過程控制軟件。
3.2.1 該系統的監控軟件是基于Win XP 操作系統，采用WinCC Fexible專用組態軟件和Oracle數據庫共同組建。
監控軟件主要包括以下功能：
（1）參數設置：在崗人員信息，生產初始條件，原材料粉的預設等。
（2）啟停控制：控制系統啟停或進行過程干預。
（3）數據監聽：對過程數據、關鍵參數、故障報警進行監控。
（4）報表管理：對歷史數據統計、查詢，制作統計報表。
（5）過程趨勢分析。
3.2.2 過程控制軟件采用西門子PLC專業編程工具Step7完成，程序采用“結構化”的編程方式，即按照系統任務和設備劃分為若干功能塊，依照控制要求，由主循環程序調用執行。程序中最為關鍵的是自動噴吹控制程序，它是一個典型的順序控制，步驟如下：
（1）自動運行開始。
（2）噴槍移至噴吹位置。
（3）開啟氮氣閥。
（4）噴吹石灰粉。
（5）噴吹鎂粉，達預設量后，停止。
（6）噴吹石灰粉停止。
（7）關閉氮氣閥。
（8）自動運行結束。
3.3 系統的操作模式
該系統可實現多種操作模式，即遠程自控、遠程手動和現場操作。
（1）遠程自控就是系統和設備直接被PLC控制，而將人工干預降到最低。
（2）遠程手動就是通過操作員站的操作界面對生產過程進行人為的干預和控制。
（3）現場操作是指系統和設備由現場控制面板控制，主要用于現場維護。
4.結束語
目前，該廠鐵水脫硫站已運行將近2年，系統穩定可靠，完全滿足復雜的脫硫工藝要求，保證了脫硫生產的精確性和連續性，取得了良好的脫硫效果，鐵水含硫量從初始值0.05%，經脫硫后，含硫量可降至0.005%左右，為煉鋼環節打下了良好的基礎，給企業帶來了可觀的經濟效益。
