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為了系統安全運行,閉環控制器一定是冗余運行的,一用一備,并且是熱備。為了使冗余成功,應注意以下幾點:兩個控制器的硬件軟件版本必需一致;檢查發送-接收的芯片是否完好;冗余的芯片是否完好。兩個模件的設定是否一樣還要檢查有沒有帶手操站等。
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通訊網絡把過程站和人機界面連成一個系統。通訊網絡有幾種不同的結構行式。如總線式環形和星形見??偩€形在邏輯上也是環形的。星形的只適用于小系統。不論是環形還是總線形,一般都采用廣播式。其它一些協議方式已用的較少。通訊網絡的速率在0M和00M左右。
人機界面有種不同形式的結點,它們是操作站工程師工作站歷史趨勢站和動態數據服務器。
u 操作站安裝有操作系統監控軟件和控制器的驅動軟件。顯示系統的標簽動態流程和報警信息。
u 工程師工作站給控制器組態CAD,也可以給操作站組態作動態流程。如果監控軟件作能力很強,作工作可以由監控軟件獨立完成。工程師站的另外一個功能是讀控制器的組態,用于控制器升級,查找故障。我們稱之為逆向工程師站。
u 歷史趨勢站用于存儲歷史數據,一般用磁盤陣列稱為RAID技術。
u 動態數據服務器是DCS和MIS系統的接口,也是DCS和Web的隔離設備。
DCS和PLC的設計原理區別較大,PLC是由摸仿原繼電器控制原理發展起來的,0年代的PLC只有開關量邏輯控制,首先應用的是汽車制造行業。它以存儲執行邏輯運算順序控制定時計數和運算等操作的指令;并通過數字輸入和輸出操作,來控制各類機械或生產過程。用戶編制的控制程序表達了生產過程的工藝要求,并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執行,以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數器,在程序運行過程中,每執行一步該計數器自動加,程序從起始步步序號為零起依次執行到終步通常為END指令,然后再返回起始步循環運算。PLC每完成一次循環操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC,循環掃描周期在微秒到幾十微秒之間。程序計數器這樣的循環操作,這是DCS所沒有的。
這也是使PLC的冗余不如DCS的原因。DCS是在運算放大器的基礎上得以發展的。把所有的函數各過程變量之間的關系都作成功能塊有的DCS系統稱為膨化塊。0年代中期的DCS只有模擬量控制。如TDC000系統,一個控制器一秒鐘內能完成個PID回路的運算。首先應用的是化工行業。DCS和PLC的表現的主要差別是在開關量的邏輯解算和模擬量的運算上,即使后來兩者相互有些滲透,但是還是有區別。0年代以后,PLC除邏輯運算外,也有一些控制回路用的算法,但要完成一些復雜運算還是比較困難,PLC用梯形編程,模擬量的運算在編程時不太直觀,編程比較麻煩。但在解算邏輯方面,表現出快速的優點,在微秒量級,解算K邏輯程序不到毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理,位也有位的為一個模擬量。而DCS把所有輸入都當成模擬量,位就是開關量。解算一個邏輯是在幾百微秒至幾毫秒量級。對于PLC解算一個PID運算在幾十毫秒,這與DCS的運算時間不相上下。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結果送給PLC的控制器。不同型號的DCS,解算PID所需時間不同,但都在幾十毫秒的量級。如早期的TDC000系統,秒鐘內完成個回路的控制運算。隨著芯片技術的發展,解算一個算法的時簡在縮短。解算一個算法所需時間與功能塊的安排方式和組態方式有關。