论述PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用

　　摘要：DCS控制系统在20世纪中后期的工业生产中被广泛应用，到了90年代，DCS控制系统逐渐演变为PLC型DCS控制系统，对工业行业发展起到了主导性的作用，对促进行业发展和进步具有重要作用。
　　关键词：PLC型DCS控制系统；自动化生产线；电子控制系统；应用
　　一、自动化生产线电子控制系统设计方案
　　本文研究对象选择水泥工艺中的自动化控制系统，同时在现场单元中应用新型DCS控制系统，其主要功能是监视管理现场数据与设备。自动化生产线电控系统配置如图1所示。通常，控制系统内部的中控室环节由软件、工程师与操作员站硬件组成。起始量输出、输入继电器、信号处理设备等属于电子控制柜范畴，控制单元、通讯总线、通讯模块及隔离设备共同组成DCS。该水泥厂应用设备中有一个中央控制室，对熟料烧结、石灰石破碎等相关数据予以收集，对相关参数设定进行有效控制，以此对物理设备系统运行实施自动化控制，中央控制室中，工作人员都可以操作与管理车间相关的工艺参数。此外，中央控制室还包括报警打印机、工程师站等。修改逻辑程序是工程师站的重要工作任务，用以实时维护与控制系统。通信网络的目的主要是确保系统能够安全运转，特别是可靠传输信号，一般以光纤作为通讯介质，现场控制站方面，根据实际情况，可将控制区域进行六个控制站的划分，分别为石灰石破碎远程站、原料粉磨站、水泥包装控制站、窑尾控制站、烧成窑头控制站和水泥粉磨站。水泥厂控制站中，通常会将若干自动控制模块安装在低压配电室中，由此对DCS控制系统的完整性与统一性极为有利。
　　二、PLC型DCS控制系统的应用
　　2.1系统功能
　　在对机组开启顺序进行设定的过程中，通常会采用机组步状态字的方式进行设定，这样能保证所设定的时间间隔与电机保持同步。但需要注意的是，由于步信号也属于脉冲信号，所以当控制功能中内部逻辑显示已经完成任务后，其会继续将运算结果输送给DR管脚，进而对电机的运行状态进行控制。而通常为了确保所设定的控制开启时间与当前市面上大多数电机保持一致，所设置的时间大多为1s，而如果控制系统中电机的启动时间大于1s，则需要对程序的开启时间进行适当延长，使其能够与电机保持一致。在电子控制系统中，电机连锁程序主要包括设备、启动以及运行连锁三种信号，并分别以数字1和0代表系统可启动和不可启动设计程序。通常在启动连锁中，大型设备都只输出一个启动指令在功能模块中接入信号。而在运行连锁中，则需要先启动所有设备，只有这样控制单元中才会发出允许设备启动的指令。在系统中，为了方便对所有电机进行统一控制，需要按照预先设定好的规则对所有电机的控制字进行编辑，如果想要启动电机，就将相应电机的控制字调整到0的位置即可，而如果想要恢复运行，则对其控制字进行复位，这样不仅实现了电机控制的便捷性和高效性，还能有效避免因为错误区分电机控制位而影响整个生产线的自动运行，影响生产效率。
　　2.2计算机监控组件
　　在电子控制系统中，逻辑程序控制系统是自主独立运行的，并非与电子控制系统属于同一个控制单元，两者互不影响。但这并不代表两者之间就没有关系，相反，其还拥有整体性，其主要是因为两者均在总线网络和通讯协议额后应用，并且主要通讯中介都是以太网，这样不仅能对控制站和操作站之间的协调性进行稳定，有利于数据传输，还能满足控制站的通讯需求，提高系统运行的稳定性。
　　2.3软件功能设计
　　实时的控制和监测是电子控制系统的核心，该系统软件在实际的应用过程中具有可视性强、操作简单及功能齐全等特点。系统软件功能主要包括故障检测、运行状态监测等，进一步提升了电站的控制功能及安全功能。电站在实际的运行过程中，需要加大对电子控制系统中生产线运行状态及基本参数状态的检测，将这些系统信息集中显示在系统监控界面上，以方便工作人员对参数状态进行查询。另外，需要加大对系统故障进行处理，明确系统故障发生的位置及类型，明确故障发生类型，了解故障原因。
　　2.4通信软件设计
　　2.4.1通信协议和格式设计
　　此系统的通信协议一般采用Modbus协议和RTL通信模式实现信息的收集与储存。在DCS控制系统，所采用的通信协议一般都是Modbus协议，通信模式为RTL。但需要注意，在对Modbus协议进行使用之前，一定要采用16位CRC对系统数据进行校验，避免影响系统运行的稳定性和可靠性。由于DCS系统的数据量大，所以在RTL通信模式下，最好采用中断方式对数据进行发送，并通过上位机查询和读取数据。
　　2.4.2PC端设计
　　在DCS系统中，对PC端的设计一般采用VC++进行编程，同时由于上位机的主要功能是对PLC中的数据进行读取，所以其通信方式最好采用查询方式，其参数也与通信參数保持一致，避免对其通信造成的那个影响。同时由于上位机读取PLC时的间隔比较短，其周期一般为300ms，所以所取得的命令，需要放在固定的缓冲区内，以免影响其使用。
　　2.4.3PLC端设计
　　在对PLC可编程控制程序进行设计的过程中，为了方便对系统进行操作，使用采用直观性比较强的FBD语言对系统功能进行编辑。而PLC与上位机之间的通讯，通过查询方式来实现，采用Com2作为通信端口，拥有1个停比位，也不采用奇偶校验位，以此来提供系统控制的便捷性。
　　三、结语
　　总之，需要加大对PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用，有助于促进自动化生产线中电子控制系统功能的实现。
　　参考文献：
　　[1]崔海樱.PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（24）.
　　[2]陆晶晶.PLC型DCS控制系统在自动化生产线电子控制系统中的应用[J].电子测试，2015（06）.
　　（作者单位：吉林省长春市长春理工大学光电信息学院）
　　作者简介：
　　刘旭，1980年7月，男，汉族，吉林长春，工程硕士，研究方向：电机及拖动、电力系统继电保护、PLC控制系统。
　　李鹏，1982年4月，男，汉，长春，硕士，讲师，研究方向：电子信息工程。
　　郭丹伟，1981年7月，女，汉族，河北，硕士研究生，讲师，研究方向：电气工程。

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