陳峰

摘要：近年來，現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，使集散控制系統(tǒng)（DCS）得以被應用于各個領域，與此同時，DCS控制與電機電器控制的配合默契也得以不斷提高，這在很大程度上提高了工業(yè)設備的自動化程度及控制水平，保障了工業(yè)設備的運行安全。鑒于此，本文便以某設備現(xiàn)場改動方案為例，利用網(wǎng)絡連接操作站與工程師站，建立雙網(wǎng)卡機制，并通過DCS系統(tǒng)控制設備卡件，應用ABB變頻器來進行調(diào)速控制，同時設置延時按鈕控件，以此深入闡述DCS控制與電機電器控制之間的配合，以期能夠進一步促進DCS控制和電機電器控制的技術發(fā)展。

關鍵詞：DCS控制;電機電器;微處理器;主交流接觸器

0 ?引言

現(xiàn)階段，在我國工業(yè)發(fā)展中，對機械設備的控制方式發(fā)生了很大變化，尤其是集散控制系統(tǒng)與電機電器控制的應用，通過兩者間的有效配合，在極大程度上提高了機械設備的控制能力，有效保障了工業(yè)設備的運行安全。不過，集散控制系統(tǒng)（DCS）和電機電器控制之間是如何進行配合的，采取哪些措施能夠提高兩者的配合程度，也引起了越來越多自動化專業(yè)人士的深入思考。為此，以下便深入研究DCS控制與電機電器控制的配合過程。

1 ?基本知識

DCS是科技發(fā)展中的一種新興控制技術，DCS控制系統(tǒng)一經(jīng)面世，便廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)領域中，并給機械控制帶來了極深的影響，徹底改變了傳統(tǒng)的機械控制方式。比如在對內(nèi)燃機的電機速度進行控制時，需要通過PLC控制器、H橋、PWM驅(qū)動器以及速度傳感器來實現(xiàn)速度精確控制，在工作過程中，速度傳感器能夠?qū)?nèi)燃機設備的理論速度與實際速度進行采集，以此對兩者的速度差值進行估算，然后速度差值參數(shù)會通過PLC來進行模糊化處理，并通過PWM占空比信號進行輸出，以便于對能夠驅(qū)動內(nèi)燃機電機中的H電橋的電壓進行控制，從而達到控制內(nèi)燃機運行速度的目的。

對于電機電器控制來說，其控制電路主要包括主電路與邏輯控制兩個組成部分。在工作原理上，操作人員需要啟動ST1后，使電流得以經(jīng)過交流接觸器并發(fā)生吸合，在此過程中，不僅主電路中的三組主觸點會進行吸合，以確保電機得以運行以外，還有一個輔助觸點也會發(fā)生吸合，而該輔助觸點則是確保STI兩端短路，以便于ST1在發(fā)生斷開時，主交流接觸器仍舊處于吸合狀態(tài)，該輔助觸點便是所謂的自鎖觸點。在ST2啟動時，則會切斷電源，并使得主交流接觸器從原有的吸合狀態(tài)下進行斷開，相應的自鎖觸點也會隨之斷開，這樣當ST2再次吸合時，能夠避免主交流接觸器重新進入吸合狀態(tài)。對于集散控制系統(tǒng)而言，其英文簡稱為DCS系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將微處理器作為核心而形成的一種適用于工業(yè)領域設備控制的系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)具有極高的自動化程度，能夠?qū)崿F(xiàn)對工業(yè)設備的集中管理與分散控制。

眾所周知，在工業(yè)生產(chǎn)中所涉及到的工業(yè)參數(shù)眾多，而且其工藝流程也較為復雜，因此需要通過DCS系統(tǒng)來對工業(yè)設備進行有效控制。在工業(yè)控制中，需要利用網(wǎng)絡將操作站與工程師站進行連接，以此建立雙網(wǎng)卡機制，從而確保各站點能夠得到協(xié)調(diào)統(tǒng)一的控制，使通訊保持暢通。這些站點會與DCS控制系統(tǒng)進行連接，由DCS控制系統(tǒng)來對工業(yè)生產(chǎn)中的設備卡件進行控制，以便于進行信息交換。在眾多卡件中，能夠?qū)﹄姍C進行控制的卡件包括SP362卡件（7/8路開關輸出）與SP363卡件（8路觸點開關量輸入）。在DCS系統(tǒng)中，除了要具有硬件部分以外，還需要對軟件進行編制，在SUPCONJX-300X型的DCS系統(tǒng)中，其軟件編程方式主要有三種，分別是純語言的語言編程、T形圖編程以及順序控制圖編程，在軟件編程中，可通過編程符號能夠?qū)Π粹o動作進行模擬，這樣便使DCS控制與電機電器線路控制功能的實現(xiàn)具備了基礎。

2 ?主要配合方式

現(xiàn)場操作柱的按鈕動作是可以通過跳變信號輸出進行模擬的，因此通常需要遵循以下原則，即在控制線路中將模擬停止按鈕觸點進行串聯(lián)，當模擬運行按鈕觸點時，則需在控制線路中進行并聯(lián)?？刂朴|點在引入到DCS系統(tǒng)時，通常是采用24V的繼電器觸點，在一些工廠中，由于空間的限制，往往會在DCS電器線柜內(nèi)安裝控制繼電器，但實際上這種做法并不合理。

在DCS控制與電機電器控制中，其程序主要包括兩大部分。

其一是RS觸發(fā)器部分，其原理在于DCS開關在發(fā)射出開信號時，因RS觸發(fā)器的功能需要保持不變，會使DCS開關的開狀態(tài)得到維持。否則，如果工藝主操關閉DCS開關，則RS觸發(fā)器同樣會確保DCS開關處于原有的關狀態(tài)。事實上，在SUPCONJX-300X型的DCS系統(tǒng)中，其編程組態(tài)的控制便設置了開關量變量，其和上述程序功能是一致的。當然，人們也會產(chǎn)生為何不用開關量進行直接代替，這是因為在控制編程組態(tài)過程中還要由泵的運行信號來進行控制。

其二是對跳變觸點特征進行利用來模擬開停按鈕，在此過程中還要應用到一些聯(lián)鎖控

制點。

3 ?實例分析

3.1 提出問題

在工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)場控制在從自動轉(zhuǎn)為DCS控制，但這種方式如果啟動后要想進行手動控制切換，就必須要中斷泵的運行，反之也是一樣。為了確?，F(xiàn)場控制安全，往往要在現(xiàn)場對泵的運行狀態(tài)進行確認后方可啟動，但這也使手動方式被切換后，無法對自控方式進行切換，這樣自控的意義也便不復存在。

為此，在本文中進行了三點總結，其一是如果設備為自動方式，則只需通過DCS進行啟動;如果設備為手動方式，則只需采用現(xiàn)場啟動，這樣可隨時停止設備;其二是切換手動和自動方式時不會給電機運行狀態(tài)造成影響;其三是當某個泵停電時，如果來電則該泵會在一段時間后自行啟動，并且還對個別臺泵設置了部分條件，并進行了一些改動。

3.2 改動后的控制效果分析

在具體改動中，可將ABB變頻器應用于泵上來進行調(diào)速控制，由于已包括了熱保護功能與啟停功能，所以這種控制方案的線路布置是比較簡單的。事實上，在控制線路中無論是否設置有手自動控制轉(zhuǎn)換開關，其控制原理都是相同的，在許多工廠的臺泵中基本都安裝了手自動控制轉(zhuǎn)換開關，在對手自動控制轉(zhuǎn)換開關進行安裝后，能夠發(fā)出停車信號。但對于手自動切換來確保泵的運行狀態(tài)得到維護上，只需采用變頻器控制即可。

此外變頻器來給出和反饋調(diào)整信號時均能和DCS建立聯(lián)系。同樣，DCS也能對泵的開與停進行控制，只需確保DCS系統(tǒng)中的控制按鈕能夠和現(xiàn)場泵開停相一致即可，這也是泵的運行信號能夠在控制中得以有效參與的重要原因。并且，在SUPCON JX-300X型DCS系統(tǒng)中的組態(tài)軟件還有一個延時控鈕控件，這使得電器控制變得更為簡單。

除了上述改動之外，還可進行另外另一種改動，不過這樣在控制上要顯得較為復雜一些，這種改動是利用繼電器來進行延時控制，這樣可有效避免電機不會因延時吸合功能的喪失而出現(xiàn)瞬間點動現(xiàn)象，也就是說，當手動控制切換至自動控制的一瞬間，程序內(nèi)的RS觸發(fā)器會在收到復位信號時，會開啟電器控制中的一個觸點，此時還會存在延時作用。由此可見，對相應的延時時間進行合理設置是非常必要的，如果沒有設置延時時間，便會出現(xiàn)瞬間點動現(xiàn)象。在電器控制原理中，通過時間繼電器能夠避免手動切換至自動時發(fā)生瞬間點動現(xiàn)象。

4 ?其他用途

對于DCS系統(tǒng)而言，其和電機電器控制的配合有很多種用途，以下便列舉幾個實例來加以說明。

4.1 泵體開停控制

在一些工廠中，一些物料需要通過切粒機來為其提供熱切粒，而熱切粒會通過水冷方式來進行快速冷卻和定型，因此需要利用水泵進行循環(huán)。在此過程中，通過DCS控制與電機電器控制的彼此配合，能夠利用繼電器觸電進行信息傳遞，電機控制信息會反饋給DCS系統(tǒng)，而DCS系統(tǒng)則會輸出控制信號，并由切粒機PLC控制器進行接收，而切粒機控制面板則會根據(jù)控制信號來實現(xiàn)操作水泵的開停。在此過程中，DCS系統(tǒng)會結合現(xiàn)場情況來對控制信號進行合理的發(fā)出，而控制信號則會到達電器低配控制箱，以此實現(xiàn)水泵控制。

4.2 斷電恢復

在工業(yè)生產(chǎn)中，某些泵是不能中斷運行的，但考慮到突發(fā)事件的影響，會造成泵的運行被中斷，如果某個泵在停電后沒有被及時重新開機，便可能會給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。為此，需要采用由PLC控制的自動斷電恢復輔助控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠連續(xù)取樣低配母線排電壓，并記錄各個泵的運行狀態(tài)，當恢復供電時，該系統(tǒng)會自動按照斷電前狀態(tài)來開啟這些泵。該系統(tǒng)在各個泵的控制箱自鎖觸點中并聯(lián)了相應的開啟觸點，還有一些泵是利用DCS編程進行斷電恢復的，而斷電報警觸點則用來取樣低配母線電壓，并且DCS除了能夠?qū)﹄姍C進行開停外，還能記錄泵的運行狀態(tài)，如果供電恢復，在經(jīng)過一段時間后，會通過TEMPI來對觸發(fā)信號進行輸出，以確保泵的恢復運行。

4.3 速度控制

在DCS控制中，低配變頻器發(fā)送的運行速度信號會通過電流信號輸入卡進行取樣，然后對比PID控制回路的設定值SV后并進行修正，然后通過模擬信號輸出卡件反饋給低配變頻器，以此實現(xiàn)對電機運行速度的

控制。

5 ?結語

總而言之，DCS控制與電機電器控制之間的配合能夠在許多方面進行應用，可保障工業(yè)生產(chǎn)安全，提高企業(yè)對生產(chǎn)設備的管理水平。隨著人們對兩者配合研究的不斷深入，通過DCS控制與電機電器控制的高效配合，必將使工業(yè)領域取得更加理想的控制效果。

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