分布式電氣控制系統(tǒng)改造分析論文
【摘要】分布式電氣控制系統(tǒng)，是當(dāng)前電力程序開發(fā)的基礎(chǔ)，具有基礎(chǔ)性、關(guān)聯(lián)性、以及多元性特征，在電氣自動(dòng)化開發(fā)中，發(fā)揮著越來越重要的地位�；诖�，本文基于現(xiàn)場(chǎng)總線相關(guān)理論，著重對(duì)分布式電氣控制系統(tǒng)改造進(jìn)行分析，以達(dá)到充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提升電氣自動(dòng)化發(fā)展高度的目的。
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)場(chǎng)總線；分布式；電氣控制系統(tǒng)
引言
現(xiàn)場(chǎng)總線，是以廠內(nèi)檢測(cè)與控制技術(shù)部分為主導(dǎo)的，數(shù)字化通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該種信息傳輸方式，是借助數(shù)字化傳感器、終端接收操作、以及控制器等結(jié)構(gòu)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)通信信號(hào)模式，進(jìn)而確保信息傳輸過程，能夠達(dá)到高質(zhì)量、高效率、便捷化的傳輸效果。為了充分發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，就必須準(zhǔn)確把握實(shí)踐應(yīng)用要點(diǎn)，從而達(dá)到全面升級(jí)傳輸結(jié)構(gòu)的目的。
1當(dāng)前分布式電氣控制系統(tǒng)中存在的問題
為了對(duì)當(dāng)前電氣生產(chǎn)企業(yè)中控制系統(tǒng)深層探究，本文主要以A企業(yè)為例，對(duì)電氣控制系統(tǒng)中分布式程序進(jìn)行探究。
1.1A電廠基本概況
A廠主要以電子設(shè)備零件加工為主導(dǎo)，采用廠電子模擬屏，對(duì)全場(chǎng)操作程序進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。該廠內(nèi)當(dāng)前分布式電氣控制系統(tǒng)，主要分為遠(yuǎn)程控制結(jié)構(gòu)、電氣自動(dòng)化控制程序、可調(diào)節(jié)指示燈、以及遙感測(cè)量?jī)x器等。當(dāng)A廠內(nèi)電氣控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)分布式指示燈將處于穩(wěn)定狀態(tài)。一旦程序中出現(xiàn)通信故障，A程序，將按照電子模擬屏與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提示方式，進(jìn)行電氣控制分布調(diào)節(jié)。
1.2A電廠中分布式電氣控制系統(tǒng)不足
1.2.1外部設(shè)備問題結(jié)合A廠電氣控制系統(tǒng)分布基本設(shè)計(jì)要點(diǎn)來說，該廠內(nèi)電氣控制設(shè)備，主要集中廠內(nèi)電力信息控制的主體部分，而在各個(gè)小端口處，卻始終存在著欠缺，因而，程序控制操作的實(shí)際效果并不理想；同時(shí)，該廠內(nèi)電氣控制設(shè)備，電氣控制軟件組態(tài)與外部控制開關(guān)之間的關(guān)系較為密切，且缺少與之相互匹配的程序輔助結(jié)構(gòu)。一旦廠內(nèi)電氣控制中，某一部分出現(xiàn)連接故障，很容易發(fā)生局部影響整體的問題，導(dǎo)致廠內(nèi)分布式電氣控制實(shí)際應(yīng)用問題重重。1.2.2程序內(nèi)部問題A廠內(nèi)分布式電氣控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用，也存在著內(nèi)部程序問題。其一，分布式電氣控制系統(tǒng)，以I/O系統(tǒng)為主，DCS系統(tǒng)為輔助實(shí)行電力信息的控制系統(tǒng)傳輸。當(dāng)電子程序開發(fā)與應(yīng)用時(shí)，內(nèi)部通信與外部通信的關(guān)聯(lián)性較低，一旦外部通信信息量較大，控制系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)行效果將受到影響，很容易出現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)癱瘓的情況。其二，A廠內(nèi)電氣控制系統(tǒng)終端程序與總線控制部分的程序開發(fā)不同步。當(dāng)總體程序升級(jí)后，終端接收程序未能得到匹配升級(jí)，兩者電氣控制系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，終端無法正常接受到總體系統(tǒng)的控制信息，電氣控制傳輸可靠性受到影響。其三，A廠內(nèi)DCS系統(tǒng)與FECS系統(tǒng)通信功能匹配不夠合理，弱化了分布控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用操控能力，電氣控制系統(tǒng)的電力傳輸速率較低。
2基于現(xiàn)場(chǎng)總線下分布式電氣控制系統(tǒng)改造
2.1電氣控制系統(tǒng)總體改造
基于現(xiàn)場(chǎng)總線下分布式電氣控制系統(tǒng)改造，能夠有效提升廠內(nèi)電氣控制自動(dòng)化的信息傳輸效率，也規(guī)避了信息傳輸相互干擾的問題。從廠內(nèi)電氣控制體系的總體分布格局而言，電氣控制系統(tǒng)總體改造方案應(yīng)落實(shí)到外部設(shè)備調(diào)控，以及內(nèi)部程序總體設(shè)計(jì)上。2.1.1外部設(shè)備調(diào)控廠內(nèi)現(xiàn)有分布式控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要集中在廠內(nèi)電氣控制的主體部分，且以終端信息監(jiān)控為主。后期改造時(shí)，可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，繼續(xù)完善電氣控制系統(tǒng)外部設(shè)備終端接收結(jié)構(gòu)，從而形成主體控制與各部分分布控制相互協(xié)調(diào)的設(shè)備分布狀態(tài)。例如；A廠在進(jìn)行電氣控制體系改造時(shí)，在DCS主體傳輸系統(tǒng)之上，繼續(xù)延伸出多個(gè)與FECS相互匹配的子端口。廠內(nèi)信息傳輸時(shí)，系統(tǒng)將自主尋求與其相互對(duì)應(yīng)的電氣控制子端口，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了，廠內(nèi)程序協(xié)調(diào)控制的效果。2.1.2內(nèi)部程序調(diào)控電氣控制系統(tǒng)總體改造結(jié)構(gòu)規(guī)劃，是指將分布式系統(tǒng)各個(gè)部分的遠(yuǎn)程操控模型，都調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，并以I/O為主導(dǎo)，實(shí)行更可靠的信傳輸運(yùn)行模式，確保廠內(nèi)電氣控制系統(tǒng)，更新效果達(dá)到最佳化發(fā)展趨向。例如；A廠內(nèi)未來電氣分布控制系統(tǒng)實(shí)際改造時(shí)，不僅設(shè)定了電氣傳輸?shù)目傮w控制層，也將采取遠(yuǎn)程攜帶式調(diào)控方法，啟動(dòng)DCS系統(tǒng)分布式信息傳輸結(jié)構(gòu)，并建立一套與DCS相互匹配的輔助性系統(tǒng)。一旦主體系統(tǒng)出現(xiàn)控制故障，輔助系統(tǒng)將繼續(xù)進(jìn)行程序調(diào)節(jié)，加強(qiáng)程序控制之間關(guān)聯(lián)密切程度。
2.2站控層改造
2.2.1站控層“合并”站內(nèi)控制層改造，是基于現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)之上，形成的首個(gè)分布式電氣控制改造方面。A廠站內(nèi)控制層變革，將分布式可控程序，分為監(jiān)視聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備檢測(cè)結(jié)構(gòu)、以及網(wǎng)絡(luò)信息傳輸結(jié)構(gòu)三部分。運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線路體系，兼并了廠內(nèi)原有單個(gè)電力傳輸分支，但依舊保留分布式程序控制聯(lián)絡(luò)監(jiān)視結(jié)構(gòu)、電氣信息傳輸檢測(cè)、以及網(wǎng)絡(luò)信息高效率傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，并以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，增加兩臺(tái)空間信息傳輸轉(zhuǎn)換站，實(shí)現(xiàn)雙服務(wù)器下，電氣自動(dòng)化控制體系體系協(xié)調(diào)傳輸。與A廠內(nèi)原有的分布式電氣控制體系相比，新型電氣傳輸控制方式，不僅實(shí)現(xiàn)了電氣控制系統(tǒng)的綜合傳輸，也能夠“規(guī)避”冗余式傳輸信息帶來的站內(nèi)信息傳輸阻礙，從而達(dá)到站內(nèi)信息高效率、高質(zhì)量的傳輸分析[1]。2.2.2站控層“擴(kuò)充”站內(nèi)控制新層改造，也將單機(jī)一控方式，改為雙機(jī)調(diào)控體系，并且建立了站內(nèi)信息傳輸過渡空間。這樣，當(dāng)A廠內(nèi)電氣控制系統(tǒng)外部終端口，接收到相應(yīng)較多的信息資源時(shí)，系統(tǒng)可先將信息整理為私有部分，公共應(yīng)用部分，然后再具體結(jié)合站控層操作的需求，尋求與其相互匹配的.電氣控制信息。與A廠現(xiàn)有分布式控制結(jié)構(gòu)相比，信息傳輸?shù)目煽啃韵鄬?duì)更高，且信息傳輸?shù)乃俾室矊⒋蟠筇嵘?/p>
2.3內(nèi)部控制層改造
2.3.1理論分析內(nèi)部控制層改造，也是A廠內(nèi)分布式程序，在現(xiàn)場(chǎng)總線路基礎(chǔ)上需調(diào)控的一部分。主控單元調(diào)節(jié)與改造，主要是對(duì)I/O控制系統(tǒng)，實(shí)行通信和傳輸功能的更新。一般而言，主控單元結(jié)構(gòu)變革，需定時(shí)擴(kuò)充主控單元程序中的數(shù)據(jù)資源，確保廠內(nèi)主控單元數(shù)據(jù)與現(xiàn)有電氣設(shè)備程序保持一致，進(jìn)而保障廠內(nèi)電氣控制總程序發(fā)出命令后，內(nèi)部程序能夠順利實(shí)行電氣控制操作。同時(shí)，內(nèi)部控制層改造，也應(yīng)對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成部分進(jìn)行改造，更新終端檢測(cè)窗口，實(shí)行相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)配體系，并自主開展穩(wěn)定的信息處理系統(tǒng)革新，確保智能通訊設(shè)備穩(wěn)定性傳輸[2]。2.3.2實(shí)踐探究舉例來說，A廠現(xiàn)有的分布式控制結(jié)構(gòu)，是按照廠內(nèi)電氣控制的主體部分，實(shí)行廠內(nèi)智能化控制設(shè)備調(diào)節(jié)，但系統(tǒng)各部分的關(guān)聯(lián)性較低。實(shí)行廠內(nèi)分布式控制結(jié)構(gòu)的改造時(shí)，首先要改變當(dāng)前電氣智能化控制設(shè)備，相互“分離”的分布結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)主控單元與輔助性網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)密切性。其次，全面更新A廠內(nèi)I/O程序下，電氣分布控制數(shù)據(jù)，加強(qiáng)系統(tǒng)中資源控制信息安全率，形成新的廠內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用保障。A廠在現(xiàn)場(chǎng)總線下分布式電氣控制系統(tǒng)改造后，系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部控制數(shù)據(jù)的集中性更新，也能夠保障主體控制與各個(gè)終端控制之間的關(guān)聯(lián)緊密度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了，A廠內(nèi)分布式電氣控制結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息高效率傳輸，這是現(xiàn)代信息體系傳輸中，最為可靠的信息更新傳導(dǎo)方法，在新時(shí)期信息傳輸過程中，發(fā)揮著不可忽視的替代作用。
2.4間隔層改造
間隔層改造，是確保分布式控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用安全的主要環(huán)節(jié)，間隔層改造與調(diào)控，需對(duì)當(dāng)前分布式電氣控制體系下的傳輸體系，按照程序調(diào)控的基本需求，建立相對(duì)穩(wěn)定、且自我保護(hù)能力較高的自動(dòng)化控制程序。與傳統(tǒng)的電氣控制結(jié)構(gòu)相比，間隔層本身就具有監(jiān)控與通信信息保護(hù)的作用，實(shí)行分布式控制體系下將分層改造，將進(jìn)一步增加其安全檢測(cè)靈敏度，進(jìn)而提升電氣資源調(diào)控的質(zhì)量[3]。例如：A廠內(nèi)實(shí)行電氣控制間隔層更改時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先對(duì)程序的檢測(cè)保護(hù)能力進(jìn)行檢測(cè)，然后再按照其安全程序高低，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行間隔層后期改造趨向調(diào)節(jié)，始終確保廠內(nèi)電氣控制信息傳輸，與當(dāng)前信息傳輸相互匹配，并有效彌補(bǔ)其原有電氣控制安全層面的不足。同時(shí)，改造后的電氣結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒇?fù)荷開關(guān)調(diào)控的可靠性增強(qiáng)，具有自動(dòng)感應(yīng)與調(diào)節(jié)的能力，一旦電氣設(shè)備傳輸效果處于不穩(wěn)定狀態(tài)，間隔層將在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行問題處理，保障電氣控制系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
3結(jié)論
綜上所述，基于現(xiàn)場(chǎng)總線下分布式電氣控制系統(tǒng)改造的分析，是電力傳輸自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用的具體體現(xiàn)，對(duì)于新型電力傳輸體系的規(guī)劃具有指導(dǎo)性作用。在此基礎(chǔ)上，為了有效突破分布式電氣控制系統(tǒng)存在的問題，應(yīng)通過電氣控制系統(tǒng)總體改造、站控層改造、內(nèi)部控制層改造、以及間隔層改造，實(shí)現(xiàn)分布式電氣控制模式逐步優(yōu)化。因此，淺析基于現(xiàn)場(chǎng)總線下分布式電氣控制系統(tǒng)改造，將為當(dāng)代電力傳輸模式整合創(chuàng)新提供引導(dǎo)。
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