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弄懂這8個要點讓你成為電氣儀表工程專家

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發布日期:2018-01-06 作者:山東黄色软件破解版工控辦 點擊:

電氣儀表工程


SIS與ESD之間的區別

    SIS是係統化的概念,更關注整體性的概念,從命名就可以看出來,SIS關注回路,關注係統整體。安全型的現場檢測器件(變送器,儀表,傳感器)-> 安全型 A -》安全型控製器-安全型的DO -》安全型的現場執行器件(安全關斷閥,泄壓閥,保護器等)。

而ESD 通常是指,電氣儀表工程安全控製係統廠家生產的,安全型控製器,(CPU),IO,等純控製係統的概念。

從本質上來講,SIS 的硬件係統不光包括,SIS控製器及IO(例如 Triconex,HIMA,西門子400FH)。

還應包括所有跟控製器接口的其他輸入部件,例如獲得TUV SIL認證的傳感器,變送器,檢測裝置;

還應該包括所有輸出部件,如獲得 TUV SIL認證的執行器(液壓安全執行器,氣動安全執行器,電動型安全執行器),

還應該有獲得認證的現場設備。要求嚴格的現場,閥門本體也必須是有TUV 證書的。

例如核電廠的安全閥不光是鍋爐與壓力容器質檢合格,還應該有核檢證書,還應該有 TUV的安規證書,明確標明是SIL幾等級。

ESD是生產廠家的安全性控製器用在不同的場合,根據不同的用途,有著這些不同的叫法,從理論上說,隻有ESD,“未必” 會是個完整的SIS控製係統。  ESD僅僅是 SIS中的一環,而且是在實體硬件中,是最重要的一環。

DCS與PLC之間的區別

1、從發展的方麵來說:

DCS從傳統的儀表盤監控係統發展而來。因此,DCS從先天性來說較為側重儀表的控製,比如黄色软件免费看使用的YOKOGAWA CS3000 DCS係統甚至沒有PID數量的限製(PID,比例微分積分算法,是調節閥、變頻器閉環控製的標準算法,通常PID的數量決定了可以使用的調節閥數量)。

PLC從傳統的繼電器回路發展而來,最初的PLC甚至沒有模擬量的處理能力,因此,PLC從開始就強調的是邏輯運算能力。

2、從係統的可擴展性和兼容性的方麵來說:

市場上控製類產品繁多,無論DCS還是PLC,均有很多廠商在生產和銷售。對於PLC係統來說,一般沒有或很少有擴展的需求,因為PLC係統一般針對於設備來使用。一般來講,PLC也很少有兼容性的要求,比如兩個或以上的係統要求資源共享,對PLC來講也是很困難的事。而且PLC一般都采用專用的網絡結構,比如西門子的MPI總線性網絡,甚至增加一台操作員站都不容易或成本很高。

DCS在發展的過程中也是各廠家自成體係,但大部分的DCS係統,比如橫河YOKOGAWA、霍尼維爾、ABB等等,雖說係統內部(過程級)的通訊協議不盡相同,但操作級的網絡平台不約而同的選擇了以太網絡,采用標準或變形的TCP/IP協議。這樣就提供了很方便的可擴展能力。在這種網絡中,控製器、計算機均作為一個節點存在,隻要網絡到達的地方,就可以隨意增減節點數量和布置節點位置。另外,基於windows係統的OPC、DDE等開放協議,各係統也可很方便的通訊,以實現資源共享。

3、從數據庫來說:

DCS一般都提供統一的數據庫。換句話說,在DCS係統中一旦一個數據存在於數據庫中,就可在任何情況下引用,比如在組態軟件中,在監控軟件中,在趨勢圖中,在報表中……而PLC係統的數據庫通常都不是統一的,組態軟件和監控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數據庫。為什麽常說西門子的S7 400要到了414以上才稱為DCS?因為西門子的PCS7係統才使用統一的數據庫,而PCS7要求控製器起碼到S7 414-3以上的型號。

4、從時間調度上來說:

PLC的程序一般不能按事先設定的循環周期運行。PLC程序是從頭到尾執行一次後又從頭開始執行。(現在一些新型PLC有所改進,不過對任務周期的數量還是有限製)而DCS可以設定任務周期。比如,快速任務等。同樣是傳感器的采樣,壓力傳感器的變化時間很短,黄色软件免费看可以用200ms的任務周期采樣,而溫度傳感器的滯後時間很大,黄色软件免费看可以用2s的任務周期采樣。這樣,DCS可以合理的調度控製器的資源。

5、從網絡結構發麵來說:

一般來講,DCS慣常使用兩層網絡結構,一層為過程級網絡,大部分DCS使用自己的總線協議,比如橫河的Modbus、西門子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等,這些協議均建立在標準串口傳輸協議RS232或RS485協議的基礎上。現場IO模塊,特別是模擬量的采樣數據(機器代碼,213/掃描周期)十分龐大,同時現場幹擾因素較多,因此應該采用數據吞吐量大、抗幹擾能力強的網絡標準。基於RS485串口異步通訊方式的總線結構,符合現場通訊的要求。

IO的采樣數據經CPU轉換後變為整形數據或實形數據,在操作級網絡(第二層網絡)上傳輸。因此操作級網絡可以采用數據吞吐量適中、傳輸速度快、連接方便的網絡標準,同時因操作級網絡一般布置在控製室內,對抗幹擾的要求相對較低。因此采用標準以太網是最佳選擇。TCP/IP協議是一種標準以太網協議,一般黄色软件免费下载采用100Mbit/s的通訊速度。

PLC係統的工作任務相對簡單,因此需要傳輸的數據量一般不會太大,所以常見的PLC係統為一層網絡結構。過程級網絡和操作級網絡要麽合並在一起,要不過程級網絡簡化成模件之間的內部連接。PLC不會或很少使用以太網。

6、從應用對象的規模上來說:

PLC一般應用在小型自控場所,比如設備的控製或少量的模擬量的控製及聯鎖,而大型的應用一般都是DCS。當然,這個概念不太準確,但很直觀,習慣上黄色软件免费看把大於600點的係統稱為DCS,小於這個規模叫做PLC。黄色软件视频的熱泵及QCS、橫向產品配套的控製係統一般就是稱為PLC。

分割線

說了這麽多PLC與DCS的區別,但黄色软件破解版應該認識到,PLC與DCS發展到今天,事實上都在向彼此靠攏,嚴格的說,現在的PLC與DCS已經不能一刀切開,很多時候之間的概念已經模糊了。

現在,黄色软件破解版來討論一下彼此的相同(似)之處。

1)從功能來說:

PLC已經具備了模擬量的控製功能,有的PLC係統模擬量處理能力甚至還相當強大,比如橫河FA-MA3、西門子的S7 400、ABB 的ControlLogix 和施耐德的Quantum係統。而DCS也具備相當強勁的邏輯處理能力,比如黄色软件免费看在CS3000上實現了一切黄色软件免费看可能使用的工藝聯鎖和設備的聯動啟停。

2)從係統結構來說:

PLC與DCS的基本結構是一樣的。PLC發展到今天,已經全麵移植到計算機係統控製上了,傳統的編程器早就被淘汰。小型應用的PLC一般使用觸摸屏,大規模應用的PLC全麵使用計算機係統。和DCS一樣,控製器與IO站使用現場總線(一般都是基於RS485或RS232異步串口通訊協議的總線方式),控製器與計算機之間如果沒有擴展的要求,也就是說隻使用一台計算機的情況下,也會使用這個總線通訊。但如果有不止一台的計算機使用,係統結構就會和DCS一樣,上位機平台使用以太網結構。這是PLC大型化後和DCS概念模糊的原因之一。 

3)PLC和DCS的發展方向:

小型化的PLC將向更專業化的使用角度發展,比如功能更加有針對性、對應用的環境更有針對性等等。大型的PLC與DCS的界線逐步淡化,直至完全融和。

DCS將向FCS的方向繼續發展。FCS的核心除了控製係統更加分散化以外,特別重要的是儀表。FCS在國外的應用已經發展到儀表級。控製係統需要處理的隻是信號采集和提供人機界麵以及邏輯控製,整個模擬量的控製分散到現場儀表,儀表與控製係統之間無需傳統電纜連接,使用現場總線連接整個儀表係統。(目前國內有橫河在中海殼牌石化項目中用到了FCS,儀表級采用的是智能化儀表例如:EJX等,具備世界最先進的控製水準)。

儀表的“線製”學問有多深?

既然有二線製、三線製和四線製之分,那麽這些接線之間,可以互相更換接線方式嗎?下麵一起看看,如何二線改四線,四線改二線?

從上述可知各種線製變送器都能存在,那總是有存在的理由,否則就不會有那麽多的線製了,由用戶來改動線製是很困難的,再者實際意義也不大。

如果要把傳輸信號為0-10mA.DC的四線製變送器改為二線製,首先遇到的問題,就是其起始電流為零,在電流為零狀態下,變送器的電子放大器是無法建立工作點的,因此將難於正常工作。如果用直流電源,並保證儀表原來的恒流特性,當變送器在負載電阻為0-1.5KΩ時,與其串聯的反饋動圈電阻2KΩ左右,當輸出為10mA時,這兩部分的電壓降將大於24V,也就是說用24V.DC供電,負載為0-1.5KΩ時,要保證恒流特性是不可能的,也就談不上用兩線製傳輸了。




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