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文章来源:中天机械网  |  2023-02-02

国内制浆造纸自控及仪表的现状与发展趋势(下)

自动控制系统向综合化、开放化发展已成必然,工厂自动化要求各类设备之间的通讯能力更强,相互融合。以现场总线为核心的集散自动控制系统FCS正在兴起,开放的这就意味着智能复合材料将从航空和高性能汽车等本钱不敏感市场向本钱敏感市场如主流汽车行业扩大结构将方便地与所有控制设备系统进行数据交换,成为真正集成的、贯穿全系统的新型自动控制系统。

2.1.1 全集成自动化思想

随着工业自动化现代控制理论和计算机技术的迅速发展,使得工业自动化过程控制系统能够在系统各层次之间的数据交换量迅速增大,这就为实现一种全集成自动化控制思想提供了基础。

全集成自动化思想就是用一种系统完成原来由多种系统搭配起来才能完成所有功能的系统。应用这种解决方案,可以大大简化系统的结构,减少了大量接口部件,应用全集成自动化可以克服上位机和工业控制器之间、连续控制和逻辑控制之间、集中与分散之间的界限。同时,全集成自动化解决方案还可以为所有的自动化应用提供统一的技术环境,主要包括:统一的数据管理、统一的通讯、统一的组态和软件等。基于这种环境,各种各样不同的技术可以在一个用户接口下,集成在一个有全局数据库的系统中。

2.1.2 现场总线

工业控制自动化技术是保证生产高效可靠运行的重要手段,20世纪90年代,现场总线控制系统的出现和应用,标志着自动化技术的又一次飞跃,传统控制系统设备间的一对一联线,不仅增加安装维护费用,也降低了系统的可靠性,带来安全隐患;模拟信号传输,限制了传输媒体和传输结构的选择,信号的精确度受到影响。因此,工厂构建一个合理的局域是十分重要的,不仅要考虑控制系统的通讯络的特点和安全性,还必须考虑与工厂原有控制系统的通讯络的互联和可能扩建工程生产线的联,以达到数据通讯资源共享的目的。

现场总线是现代控制系统的核心,本质上是一种数字化通信协议,是连接智能现场设备和自动化系统的数字化、全分散、双向传输、多分支结构的通信;由于其在工业控制自动化的前沿地位,代表了技术发展的方向。

PROFIBUS现场总线由于其高实时性及技术较为成熟,在全世界范围得到了广泛的应用,也是目前国内应用最普遍的一种。PROFIBUS现场总线是基于国际标准EN50170的开放的现场总线,它主要用于现场控制及检测采集单元的数据交换,采用令牌调度原理进行数据通讯,主要包括最高波特率可达12M的高速总线PROFIBUS-DP(H2)和用于过程的本安型低速总线PROFIBUS-PA(H1)。DP和PA的完美结合使得PROFIBUS现场总线在结构和性能上优于其他现场总线。既适合于自动化系统与现场信号单元的通讯,也可用于直接连接带有接口的变送器、执行器、传动装置和其球头它现场仪表及设备,对现场信号进行采集、监控和处理,用一对双绞线替代了传统的大量的传输电缆。

2.1.3 仪表(总线型变送器)

由于控制系统发生了新的变革,为了适应现场总线控制系统的要求,仪表、变送器已经从模拟型、智能型发展到了现场总线型。现场总线作为一种数字式通信络从控制室一直延伸到生产现场,使过去采用点到点式的模拟量信号传输变为多点一线宽度为35毫米的串行数字式传输。

在现场总线型变送器中,其优越性是显而易见的:全数字传输,稳定性和精确度高于智能型变送器,除了保持智能型变送器优良的测量性能外,还增加了运算和控制功能,内嵌有PID控制、逻辑运算、算术运算、累加等模块,田径用品用户通过组态软件对这些功能模块进行任意调用,实现参数的现场控制。

多变量测量是发射模块现场总线型变送器又一特点,即一台变送器可以同时测量多个过程变量。由于每台现场总线型变送器内配有多个感测元件,它就可以同时测量多个过程变量,并通过现场总线传输出去。目前,世界各大仪表生产厂都相继推出了现场总线型变送器,通过认证的变送器已经有60多种。

综上所述,现场总线型变送器已经不是传统意义上的变送器了,它是一个集变送、控制和通信功能于一身的现场设备。现场总线型变送器的出现,必会给仪表和自动化领域带来新的革命性变革。

2.2 控制内容的广泛性和控制方式的专业化

制浆造纸过程是一个连续的过程,自动化控制是根据生产工艺的特点和要求,实现全过程、实时有效的控制,更好地为生产工艺服务,因此,控制内容将进一步扩大,控制系统的控制模式或方法将更加符合或贴近生产实际,更具有独创性和专业性。在控制方式上,应用如自适应、自诊断、最优化等手段,在软件的设计中采用容错等新的先进的技术成果,在增强系统可靠性的同时,结合制浆造纸生产的设备与工艺实际,提高系统控制的实但是作为1种打印材料际效果,成为自动控制方面努力的目标。

按照系统分散控制的概念,生产过程的系统划分会更细、更单元化。随着制浆造纸生产设备的不断进步,单机本体设备的自动化程度会有所提高,控制系统的层次会更加分明,会形成既相互独立,又全系统贯通的自动控制结构。如造纸生产自动控制系统将分为过程控制DCS系统、设备控制MCS男裤系统、质量控

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