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收放线机组分布式控制系统设计文献综述

 2020-08-11 22:42:29  

1.目的及意义

收线机是和拉丝机配套使用的,变成理想的丝径后,把线收起来的一种设备。放线机,是一种与绞线机配套,起到放线作用的电线电缆辅助设备。而收放线机是一种电力、电信线缆施工的新型机具,一台收放线机能够完成缆线施工的全部过程:用于收线:利用空线轴收线,完好回收就线缆,在线路搬迁中起到不可替代的作用。用于换线:收放线机工作为静点操作,不需要行走通道,不受通道限制(如跨沟、河、建筑等),可利用牵引绳、转铃(滑车转弯)等方式连接导线,完成工作任务;没有行走机械安全问题,没有人员投入及通道赔损问题。用于放线,使导线可控在控、安全高速,成功实现导线零损伤;同时可利用线轴直接完成紧线,成功实现零损耗,极限延长导线有效长度。用于牵引,布放绝缘导线,可先放牵引绳采用线带线规程规定形式完成工作。

DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。

1975年至80年代前期为第一代产品。1975年美国最大的仪表控制公司霍尼韦尔首次向世界推出了它的综合分散控制系统TDC2000(TotalDistributedControl-2000),这一系统的发表,立即引起美国工业控制界高度评价,称之为“最鼓舞人心的事件”。世界各国的各大公司也纷纷仿效,推出了一个又一个集散系统,从此过程控制进入了集散系统的新时期。
80年代中期至90年代前期为第二代产品。随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术,80年代末许多公司推出新一代的集散系统,其主要特征是新系统的局部网络采用MAP协议;引用智能变送器与现场总线结构;在控制软件上引入PLC的顺序控制与批量控制,使DCS也具有PLC的功能。
90年代中期至21世纪初为第三代产品。至90年代初各国知名的DCS有:Bailey的INFI—90,Rosemoun的RS—3,WestHoose的WDPF,Leedsamp;Nonthrup的MAX—1000,日本横河的CENTUM。这里所提到的均为大型的DCS,为了适应市场的需要各厂商也开发了不少中小型的DCS系统如S—9000,MAX—2,LXL,A2PACS等等。3代产品的区别,可从DCS的三大部分,即控制站、操作站和通信网络的发展来判断。

近年来,在DCS关联领域有许多新进展,主要表现在如下一些方面。

(1)系统功能向开放式方向发展。传统DCS的结构是封闭式的,不同制造商的DCS之间难以兼容。而开放式的DCS将可以赋予用户更大的系统集成自主权,用户可根据实际需要选择不同厂商的设备连同软件资源连入控制系统,达到最佳的系统集成。这里不仅包括DCS与DCS的集成,更包括DCS与PLC、FCS及各种控制设备和软件资源的广义集成。

(2)仪表技术向数字化、智能化、网络化方向发展 工业控制设备的智能化、网络化发展,可以促使过程控制的功能进一步分散下移,实现真正意义上的“全数字”、“全分散”控制。另外,由于这些智能仪表具有的精度高、重复性好、可靠性高,并具备双向通信和自诊断功能等特点,致使系统的安装、使用和维护工作更为方便。

(3)工控软件正向先进控制方向发展 广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向,主要包括先进控制、过程优化、信息集成、系统集成等软件的开发和产业化应用。在未来,工业控制软件也将继续向标准化、网络化、智能化和开放性发展方向。

(4)系统架构向FCS方向发展,单纯从技术而言,现阶段现场总线集成于DCS可以有三种方式:① 现场总线于DCS系统I/O总线上的集成――通过一个现场总线接口卡挂在DCS的I/O总线上,使得在DCS控制器所看到的现场总线来的信息就如同来自一个传统的DCS设备卡一样。例如Fisher-Rosemount公司推出的DeltaV系统采用的就是此种集成方案。② 现场总线于DCS系统网络层的集成――就是在DCS更高一层网络上集成现场总线系统,这种集成方式不需要对DCS控制站进行改动,对原有系统影响较小。如Smar公司的302系列现场总线产品可以实现在DCS系统网络层集成其现场总线功能。③ 现场总线通过网关与DCS系统并行集成――现场总线和DCS还可以通过网关桥接实现并行集成。如SUPCON的现场总线系统,利用HART协议网桥连接系统操作站和现场仪表,从而实现现场总线设备管理系统操作站与HART协议现场仪表之间的通信功能。

一直以来DCS的重点在于控制,它以“分散”作为关键字。但现代发展更着重于全系统信息综合管理,今后“综合”又将成为其关键字,向实现控制体系、运行体系、计划体系、管理体系的综合自动化方向发展,实施从最底层的实时控制、优化控制上升到生产调度、经营管理,以至最高层的战略决策,形成一个具有柔性、高度自动化的管控一体化系统。

分布式系统是其组件分布在联网的计算机上,组件之间通过传递消息进行通信和动作协调的系统。该定义引出了分布式系统下的重要特征:组件的并发性、缺乏全局时钟、组件故障的独立性。构造分布式系统的难点在于处理其组件的异构性、开放性(允许增加或者替换组件)、安全性、可伸缩性(用户的负载或者数量增加时能正常运行的能力)、故障处理、组件的并发性、透明性和提供服务质量的问题。

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