DCS控制与电机电器控制之间的配合研究--中国期刊网

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DCS控制与电机电器控制之间的配合研究

发表时间：2020/10/23 来源：《基层建设》2020年第19期作者：巩丽平徐飞

[导读] 摘要：在我国快速发展过程中，市场经济在迅猛发展，社会在不断进步，现代工业的快速发展，使集散控制系统（DCS）得以被应用于各个领域，与此同时，DCS控制与电机电器控制的配合默契也得以不断提高，这在很大程度上提高了工业设备的自动化程度及控制水平，保障了工业设备的运行安全。

        淄博裕泰工程机械有限公司山东淄博 256400
        摘要：在我国快速发展过程中，市场经济在迅猛发展，社会在不断进步，现代工业的快速发展，使集散控制系统（DCS）得以被应用于各个领域，与此同时，DCS控制与电机电器控制的配合默契也得以不断提高，这在很大程度上提高了工业设备的自动化程度及控制水平，保障了工业设备的运行安全。鉴于此，本文便以某设备现场改动方案为例，利用网络连接操作站与工程师站，建立双网卡机制，并通过DCS系统控制设备卡件，应用ABB变频器来进行调速控制，同时设置延时按钮控件，以此深入阐述DCS控制与电机电器控制之间的配合，以期能够进一步促进DCS控制和电机电器控制的技术发展。
        关键词：DCS控制；电机电器；微处理器；主交流接触器
        引言
        可靠性直接影响着DCS控制系统的应用，其关系着企业的正常生产和运营，可以说DCS控制系统直接影响着企业的发展。为了提升DCS系统的稳定性，加强其抗干扰能力是关键。可以从工程设计、安装施工以及使用和维护方面多方面配合，提升DCS的抗干扰能力。
        1DCS系统特性论述
        DCS系统将控制模块与监控模块进行整合，在数字化通信技术的应用下，令系统本身具备多模块操控的能力。与PLC控制器相比，DCS系统操控面更广，从控制上位系统来看，DCS系统是涵盖PLC控制器的，DCS系统的控制站可实现远程操控、PAC等，同时DCS系统拥有更为强大的适用能力，在运行过程中可进行自调控管理，并依据系统内部参数的设定进行自主化操控。DCS系统的特性包含下列几方面。可靠性，DCS系统在进行控制时，可进行多台控制器的同步处理，且每一台设备在结构的高容错架构下，如其中一台控制系统失效，将不会对其他设备造成影响，可以将其看成是基于信息同步的并联式系统。同时，由于设备承担任务相对独立，可依据设备所担任的职能为其设定独立的操控结构，令系统不再局限于单一化的运行中，以此来提升系统的稳定性。开放性，DCS系统搭载的计算机设备是以局域网进行连接的，如系统进行拓展时，无需对原有的架构进行重新设定，只需将设备连入局域网络体系中便可，此过程中其余设备仍可保持正常的工作状态，不受干扰。功能性，DCS系统的应用功能主要体现在控制体系中，其可进行耦合控制、信息前馈控制、预测控制等，同时依据系统本身特性可随时进行控制方法的补充。在不同应用场合，DCS系统所起到的控制功能也具有一定差异性，如在生产监控中可实现自控制，在工序管理中可实现多点为线程管理。
        2DCS控制与电机电器控制之间的配合
        2.1断电恢复
        在工业生产中，某些泵是不能中断运行的，但考虑到突发事件的影响，会造成泵的运行被中断，如果某个泵在停电后没有被及时重新开机，便可能会给工业生产带来巨大损失。为此，需要采用由PLC控制的自动断电恢复辅助控制系统，这种系统能够连续取样低配母线排电压，并记录各个泵的运行状态，当恢复供电时，该系统会自动按照断电前状态来开启这些泵。该系统在各个泵的控制箱自锁触点中并联了相应的开启触点，还有一些泵是利用DCS编程进行断电恢复的，而断电报警触点则用来取样低配母线电压，并且DCS除了能够对电机进行开停外，还能记录泵的运行状态，如果供电恢复，在经过一段时间后，会通过TEMPI来对触发信号进行输出，以确保泵的恢复运行。
        2.2供电方式及安全分析
        （1）单电源单路供电方式采用一路电源供电，此种供电方式在不少企业还是存在的，一旦供电电源或供电线路发生故障，就会引起DCS断电，不符合DCS供电要求。

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（2）单电源双路供电方式采用双路供电，但电源来自同一个变电站（配电室），一旦供电电源发生故障，就会引起DCS断电，也不符合DCS供电要求。（3）一路厂用电、一路UPS双路供电方式供电可靠性相对前两种方式较高，目前大多数都是采用此种供电方式。（4）双路UPS供电方式可靠性高，但是由于UPS价格较高，投资比较大。
        2.3合理选择电缆以及敷设方式
        为了降低电缆给控制系统带来的辐射干扰，可以选择铜带铠装屏蔽电力电缆的方式，可以很好地抑制电缆干扰。由于不同的信号种类在传播时，需要使用到不同的电缆，所以，选择电缆时，需要按照不同的信号传输类型，采取分层敷设电缆的方式，不能使用统一的电缆进行信号、电源的传输，分层敷设可以有效地实现对电磁干扰的控制，避免出现干扰的情况。
        2.4系统运行过程中的维护
        DCS系统运行是搭载计算机设备来实现的，DCS系统运行过程中是离不开电力支持的，为此，应最大限度地对电力供应系统进行防护。例如在电缆夹层处应加大防护力度，将上位承接设施的机柜电缆入口处进行封闭处理，避免腐蚀性杂质、小动物等进入内部，造成电缆的损坏，此类故障属于隐性问题的一种。系统运行过程中，应定期对系统易卡部位进行处理，对于裸露在外的元器件则应进行绝缘包裹，防止人员误触碰产生静电导出效应对精密元器件造成损毁。工作人员在对精密性元器件进行处理时，必须带上防静电设备，避免设备本身产生过荷载现象。如DCS系统在运行过程中，出现监测点跳变现象，一般是接地柜端子松动、电磁干扰等产生的，技术人员在管理过程中，应对DCS系统的信号源进行屏蔽检测，最大限度地隔离信号源与干扰源。技术人员应对DCS系统搭载的存储模块进行检测，由于DCS系统在运行过程中，工作时段下将承接大量的数据信息，其中没有价值的信息将占据一定的存储空间，严重影响系统运行的性能。为此，应对DCS系统的存储空间进行定期清理，并将具有一定价值的信息导入移动存储设备中进行保存。
        2.5DCS系统防雷、防静电的主要措施
        （1）控制室应按二类防雷建筑物设计，外接地网应采用联合接地，室内应设置环形工作接地网，室内设备应进行等电位连接，设备的接地线应以最短的方式直接连接到环状工作地接地网上，防静电地板的金属支架和静电地板下的线桥都应直接连接到环状工作地接地网上。（2）电源部分应采用电源防雷器设置两级防雷。（3）DCS系统控制线路应采用屏蔽、安装防雷器两种防雷措施，即所有的控制线路应采用屏蔽电缆，对于穿越不同防雷分区的控制线路应在两端安装防雷器。DCS数据采集系统应根据实际需要选择重要的数据过程量进行防雷。DCS机柜接地电缆应采用冗余连接，防止接地线松动或损坏。在对系统卡件进行操作时需要佩戴防静电手环，或者在操作前先摸一下机柜外壳释放一下静电。（4）对信号电缆的屏蔽接地，原则上是规定一端接地，另一端悬空。但单端接地只能防静电感应（即电容性耦合），不能防磁场强度变化所感应的电压（即电感性耦合），无助于阻碍雷电波的侵入。为减少屏蔽芯线的感应电压，仅在屏蔽层一端做等电位连接的情况下，应采用有绝缘隔开的双层屏蔽，外层屏蔽应至少在两端作等电位连接（即两点接地）。在这种情况下外屏蔽层与其它同样做了等电位连接的导体构成了环路，感应出一电流，因此产生减低源磁场强度的磁通，从而基本上可抵消无外层屏蔽层时所感应的电压。
        结语
        总而言之，DCS控制与电机电器控制之间的配合能够在许多方面进行应用，可保障工业生产安全，提高企业对生产设备的管理水平。随着人们对两者配合研究的不断深入，通过DCS控制与电机电器控制的高效配合，必将使工业领域取得更加理想的控制效果。
        参考文献：
        [1]王向东.内燃机车常见微机系统信号干扰问题分析及处理方法[J].中国设备工程，2019（11）：97-98.
        [2]周墨涛，李科，苏莉.浅谈DCS控制系统在冷热电三联供系统中的应用[J].今日制造与升级，2020（03）：60-62.