PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

張嘎

摘要：本文論述了自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，分析了PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，以促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC型DCS控制系統(tǒng)；自動(dòng)化生產(chǎn)線；電子控制系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）06-0004-02

DCS控制系統(tǒng)又稱(chēng)集散控制系統(tǒng)，PLC即是可編程控制器，兩者相互融合形成新的PLC型DCS控制系統(tǒng)。這個(gè)新系統(tǒng)包含了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和過(guò)程控制技術(shù)，能夠進(jìn)一步控制計(jì)算機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，解決計(jì)算機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的存在的一些問(wèn)題。逐步完善PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠有效地提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，并提高工業(yè)的生產(chǎn)效率和工藝精準(zhǔn)度，具有較大的經(jīng)濟(jì)性。

1 自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案

自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)主要構(gòu)成部分是軟件、硬件、工程師和操作員。而DCS控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)控制站、通訊系統(tǒng)、信號(hào)處理設(shè)備、隔離設(shè)備和電源等組成，可以提供多層次的對(duì)外數(shù)據(jù)接口管理。工業(yè)企業(yè)可通過(guò)中央控制室對(duì)原料的采辦、運(yùn)輸、使用等生產(chǎn)數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄來(lái)設(shè)定合適的參數(shù)范圍，并鼓勵(lì)相關(guān)工作人員特別是一線工人參與到完善車(chē)間設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)的工作中來(lái)。應(yīng)進(jìn)一步完善系統(tǒng)的自診斷功能和預(yù)報(bào)警機(jī)制，要按照要求設(shè)置報(bào)警報(bào)告打印機(jī)、工程師站和操作員站，一旦車(chē)間機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)故障，報(bào)警系統(tǒng)能夠立馬反應(yīng)并診斷出大概問(wèn)題，操作員要及時(shí)通知工程師來(lái)確認(rèn)機(jī)器故障并進(jìn)行維修。工程師還需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)邏輯程序進(jìn)行修改，以便在各種生產(chǎn)狀態(tài)下都能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)維護(hù)與控制功能。在自動(dòng)化生產(chǎn)中主要依靠的是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)，所以在生產(chǎn)中要確保通信網(wǎng)絡(luò)的流暢從而能夠可靠安全地傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)工業(yè)的不同生產(chǎn)領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)展情況，可以將整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)電子控制系統(tǒng)劃分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的小型控制系統(tǒng)，各個(gè)小型系統(tǒng)之間相互配合、相互影響，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高效協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。以水泥的自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)為例，可根據(jù)水泥的生產(chǎn)制作流程分為包括石灰石破碎遠(yuǎn)程站、原料粉磨站、水泥包裝控制站、窯尾控制站、燒成窯頭控制站和水泥粉磨站六個(gè)小型的控制站，各個(gè)控制站要做好自己崗位的工作才能保證控制系統(tǒng)的統(tǒng)一性和完整性，才能又快又好地生產(chǎn)出符合客戶(hù)要求的水泥[1]。

2 PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 功能說(shuō)明

在自動(dòng)化生產(chǎn)電子控制系統(tǒng)中，首先要做的是按照機(jī)組步狀態(tài)字設(shè)定機(jī)組的電機(jī)開(kāi)啟順序，使電機(jī)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間和預(yù)先在控制系統(tǒng)中設(shè)定的時(shí)間保持同步。然后要注意機(jī)組號(hào)和步狀態(tài)字之間的聯(lián)系，既要會(huì)用機(jī)組號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)步狀態(tài)字的匹配，也要會(huì)用步狀態(tài)字來(lái)查詢(xún)對(duì)應(yīng)的機(jī)組號(hào)。內(nèi)部邏輯設(shè)置在電機(jī)控制功能完成任務(wù)后可通過(guò)向DR管腳輸入運(yùn)算結(jié)果來(lái)對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，電機(jī)機(jī)開(kāi)啟時(shí)間一般要控制在1秒以?xún)?nèi)，當(dāng)出現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)間超過(guò)1秒或更長(zhǎng)時(shí)間，在確定機(jī)器設(shè)備完好的情況下可通過(guò)延遲程序?qū)﹂_(kāi)機(jī)時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)。電機(jī)的連鎖方式包括設(shè)備連鎖、啟動(dòng)連鎖和運(yùn)行連鎖，一般用“1”代表連鎖成功可以啟動(dòng)設(shè)備，用“0”表示連鎖失敗不能啟動(dòng)應(yīng)用程序。電機(jī)連鎖在運(yùn)行過(guò)程中要按照規(guī)定的工藝流程和指令對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，這樣才能保證電機(jī)設(shè)備的正常開(kāi)啟和工作。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)一般會(huì)把所有的電機(jī)控制位看做一個(gè)有機(jī)整體，然后讓這個(gè)整體字節(jié)直接向功能模塊傳輸指令和信息，以促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.2 計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件

邏輯程序控制和電子控制系統(tǒng)之間存在著共性和區(qū)別。一方面，邏輯程序控制系統(tǒng)是電子控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它們的應(yīng)用都在總線網(wǎng)絡(luò)和通訊協(xié)議之后，通訊中介都是以太網(wǎng)。另一方面，邏輯程序控制在電子控制系統(tǒng)中擁有較大的獨(dú)立性和自主性。以太網(wǎng)的使用為控制站提供了良好的通訊服務(wù)，能夠促進(jìn)控制站和操作站之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，提高站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度。為了更好地發(fā)揮PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的指導(dǎo)作用，一般需要建立完善的通訊系統(tǒng)、高效的邏輯程序控制系統(tǒng)和匹配的計(jì)算機(jī)監(jiān)控組件等，這樣才能加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線運(yùn)行速度和質(zhì)量的控制以及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督管理，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全自動(dòng)化生產(chǎn)[2]。

2.3 軟件功能設(shè)計(jì)

一個(gè)成功的工業(yè)應(yīng)用軟件主要體現(xiàn)在它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備故障的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警報(bào)警，從而提高系統(tǒng)的控制功能和安全功能。工程師要加強(qiáng)對(duì)車(chē)間生產(chǎn)線運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，看是否符合生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如果有運(yùn)行異常，要注意監(jiān)測(cè)是否是設(shè)備出現(xiàn)了故障，若是則要找到設(shè)備哪里出現(xiàn)了故障、故障出現(xiàn)的類(lèi)型和原因，然后將這次故障的詳細(xì)信息和相應(yīng)的解決措施進(jìn)行記錄，以便在下次出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)解決。在功能控制中，操作人員要根據(jù)不同的產(chǎn)品、設(shè)備等實(shí)際因素選擇合適的運(yùn)行狀態(tài)，從而更好地控制系統(tǒng)運(yùn)行。在安全功能建設(shè)方面，為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率、減少人為性的操作失誤和操作故障，可以對(duì)不同的用戶(hù)設(shè)置相應(yīng)的訪問(wèn)和操作權(quán)限[3]。

2.4 通信軟件的設(shè)計(jì)

在通信軟件的設(shè)計(jì)中，一般采用RTU通信模式和Modbus協(xié)議，既能提高儲(chǔ)存和收集數(shù)據(jù)信息的能力，還可以及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和校正，使數(shù)據(jù)信息更加穩(wěn)定可靠。在實(shí)際情況中，控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行離不開(kāi)通信軟件，所以通信軟件會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這時(shí)候就要充分考慮到其內(nèi)存容量和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)配置是否能支持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。除此之外，還要考慮PLC端和PC端的設(shè)計(jì)，PLC端設(shè)計(jì)編程一般采用FBD語(yǔ)言，PC端設(shè)計(jì)編程主要采用VC++。在進(jìn)行通信軟件設(shè)計(jì)時(shí)要考慮周全，確保其能夠維持系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)工業(yè)行業(yè)來(lái)說(shuō)是大勢(shì)所趨，它可以減少人力成本，提高工業(yè)的生產(chǎn)效率和工藝精準(zhǔn)度。PLC型DCS控制系統(tǒng)由于自身的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)，它能夠有效地提高系統(tǒng)的靈活性、安全性，為企業(yè)創(chuàng)造更多的財(cái)富。因此我們要完善PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，使其能夠更好地推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]賀正澤.PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子世界，2017，（12）：163.

[2]張碩驍，張子玉，普晗.論P(yáng)LC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，（16）：115.

[3]崔海櫻.PLC型DCS控制系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，（24）：142-143.

Abstract：This paper discusses the design of the electronic control system of automatic production line， and analyzes the application of PLC DCS control system in the electronic control system of automatic production line， in order to promote the innovation and development of the related industries.

Key words：PLC DCS control system； automatic production line； electronic control system