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新聞資訊

中小冶金生產(chǎn)過程中PLC.DCS.FCS的應(yīng)用和選擇

更新時(shí)間:2016-08-30 15:25:12 點(diǎn)擊數(shù):2530

在冶金生產(chǎn)中,過程控制系統(tǒng)完成生成工藝參數(shù)的檢測(cè)、顯示、記錄、調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警等功能,它對(duì)提高冶金生產(chǎn)線的作業(yè)率,改善產(chǎn)品質(zhì)量及縮短新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)周期起著極其重要的作用。其特點(diǎn)是對(duì)生產(chǎn)實(shí)時(shí)過程進(jìn)行控制,控制過程復(fù)雜,工藝滯后,監(jiān)控參數(shù)多且數(shù)據(jù)變化塊,數(shù)據(jù)處理及貯存量大。根據(jù)過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及不同生產(chǎn)工藝過程控制要求,應(yīng)用不同的控制系統(tǒng)才可以既安全可靠又經(jīng)濟(jì)高效地完成生產(chǎn)任務(wù)。目前,國內(nèi)先進(jìn)的大、中型過程控制系統(tǒng)基本上以采用PLC和DCS為主,下面簡要分析了一下PLC、DCS及FCS在中小冶金生產(chǎn)過程控制中的不同應(yīng)用特點(diǎn)及選擇原則。各種控制系統(tǒng)的特點(diǎn):

1、PLC系統(tǒng)主要特點(diǎn)是:工作可靠,運(yùn)行速度快;積木式結(jié)構(gòu),組合靈活;良好的兼容性;程序編制及生成簡單、豐富;網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)。PLC系統(tǒng)能很好地完成工業(yè)實(shí)時(shí)順序控制、條件控制、計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)控制等功能;能夠完成模/數(shù)(A/D)、數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能。

2、DCS具有以下主要特點(diǎn);功能全;采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù);完備的開放系統(tǒng);可靠性高;具有綜合性和專業(yè)性;實(shí)現(xiàn)了人-機(jī)對(duì)話技術(shù);系統(tǒng)擴(kuò)展靈活;管理能力強(qiáng)。

3、FCS主要有以下特點(diǎn):系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性;可互操作性強(qiáng);數(shù)據(jù)的有效性和完整性;可控制性強(qiáng);安全性高;擴(kuò)展靈活。

由于現(xiàn)場(chǎng)總線FCS系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段,標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一,各設(shè)備生產(chǎn)廠家處于觀望狀態(tài),現(xiàn)有總線標(biāo)準(zhǔn)的智能設(shè)備價(jià)格明顯偏高(如變送器2萬元)。鋼鐵行業(yè)具有調(diào)節(jié)回路較少、監(jiān)視參數(shù)多的特點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)總線FCS控制系統(tǒng)應(yīng)用較少,部分應(yīng)用也是作為PLC系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端,一般采用Profibus總線。這里主要介紹DCS與PLC控制系統(tǒng)的選擇。

隨著微電子技術(shù)尤其是個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,PLC和DCS的性能都有了極大的改進(jìn)。PLC大大提高了數(shù)據(jù)處理功能和通訊與監(jiān)控功能,DCS系統(tǒng)向開放性發(fā)展,操作站采用工控機(jī),操作系統(tǒng)采用通用的Windows NT操作平臺(tái),PC機(jī)豐富的軟件資源得以利用,因而大大降低了系統(tǒng)繁程度和價(jià)格,提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。PLC和DCS在搶占市場(chǎng)的過程中,兩者相互借鑒、滲透、融合,極大地增加了用戶在設(shè)計(jì)和使用中的選擇性。同時(shí),由于各種控制系統(tǒng)生產(chǎn)制造廠家較多,產(chǎn)品更新?lián)Q代快,也給系統(tǒng)選擇帶來一定困難。現(xiàn)依據(jù)PLC系統(tǒng)和DCS的不同特點(diǎn),在中小冶金建設(shè)和改造項(xiàng)目中,對(duì)過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型和應(yīng)用歸納總結(jié)以下原則進(jìn)行選擇。

1、按過程控制系統(tǒng)的控制規(guī)模及復(fù)雜程度

不同的冶金生產(chǎn)過程,過程控制系統(tǒng)控制規(guī)模與復(fù)雜程度不同,通常在過程控制系統(tǒng)規(guī)模較大、復(fù)雜程度較高時(shí)優(yōu)先選擇DCS。因?yàn)樵撓到y(tǒng)是根據(jù)過程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)發(fā)展而來的,它對(duì)大量的模擬量數(shù)據(jù)信息能較好地進(jìn)行處理、分析、運(yùn)算,能完成各種復(fù)雜、繁瑣的調(diào)節(jié)控制計(jì)算,因此能夠完成規(guī)模大、復(fù)雜程度高的過程控制系統(tǒng)的工作。1995年在濟(jì)鋼干熄焦工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)此項(xiàng)原則過程控制系統(tǒng)采用了日本橫河μXL DCS取得了較好的效果,系統(tǒng)配置如圖1所示。

2、按投資規(guī)模和項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效率合理選擇

在一些中小型冶金項(xiàng)目中,特別是中小型改造項(xiàng)目,投資較少,規(guī)模較小的儀控系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選擇價(jià)格相對(duì)低謙、性價(jià)比較好的PLC系統(tǒng)。如在1991年,濟(jì)鋼一煉鋼3#板坯連鑄機(jī)二冷配水改造工程和中板廠加熱爐改造工程等項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,根據(jù)此項(xiàng)原則在過程控制系統(tǒng)中選用了美國德州儀器(TI)公司生產(chǎn)的TI-545系列PLC系統(tǒng),也取得了很好的效果。該系統(tǒng)配置如圖2所示。

3、考慮系統(tǒng)連續(xù)性、兼容性及通訊性能

在一些冶金改造項(xiàng)目中,如原項(xiàng)目中已有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),則要考慮系統(tǒng)的連續(xù)性及兼容性。如果電氣控制系統(tǒng)占有很大的比重,則要考慮與生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)的連接即通訊性能。1985年,濟(jì)鋼第一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)—MODICON 584系列PLC在濟(jì)鋼一煉鐵廠4#高爐上料系統(tǒng)應(yīng)用獲得成功,在以后的一煉鐵廠高爐改造或建設(shè)中,由于考慮MODICON生產(chǎn)PLC產(chǎn)品具有很強(qiáng)的兼容性及通訊性能,我們陸續(xù)采用了MODICON系列PLC產(chǎn)品(先是584系列,以后是更先進(jìn)的984系列和Quantum系列)對(duì)高爐各系統(tǒng)進(jìn)行控制或?qū)刂葡到y(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代,保證了系統(tǒng)的先進(jìn)性、連續(xù)性、兼容性,方便了各高爐間系統(tǒng)的信息通訊聯(lián)系和煉鐵生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),減少了控制軟件組態(tài)重復(fù)繁瑣的勞動(dòng),降低了備品備件的庫存成本。

4、考慮系統(tǒng)生產(chǎn)廠家技術(shù)服務(wù)性

目前在中國PLC系統(tǒng)和DCS的銷售市場(chǎng),國外生產(chǎn)廠家占有率很大,國外各大生產(chǎn)廠家一般在中國高能產(chǎn)品宣傳和技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu),而國外公司經(jīng)常進(jìn)行重組、合并或兼并,由于各公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、銷售策略、市場(chǎng)占有方向個(gè)不相同,合并或兼并后,在中國市場(chǎng)的技術(shù)宣傳和服務(wù)方面,將有所變化,有些有所加強(qiáng)而有些有所削弱,因此我們?cè)谶x擇系統(tǒng)時(shí),應(yīng)充分掌握信息,考慮系統(tǒng)生產(chǎn)廠家技術(shù)服務(wù)性,以保護(hù)所選擇系統(tǒng)的先進(jìn)性、發(fā)展性,以保證具有充分的技術(shù)支持和備品備件供應(yīng)。

綜上所述,系統(tǒng)選型的原則可從以下幾個(gè)方面考慮:系統(tǒng)規(guī)模、復(fù)雜程序、系統(tǒng)的廉容及通訊性能,以及廠家技術(shù)支持和售后服務(wù)等。在冶金生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中,根據(jù)過程對(duì)象復(fù)雜程度的不同,以及針對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性合理選擇的不同控制系統(tǒng),對(duì)保證生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,降低工程造價(jià)有著十分重要的意義。


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