6ES7231-7PD22-0XA8功能参数

 三 IEC1131-3标准在DCS中的实际运用

 德国西门子公司的SIMATIC PCS7 DCS是在SIMATIC S5、S7的基础上开发的，它所使用的工程师工具集(Engineering Toolset)全部采用了IEC1131-3标准。美国慕尔过程自动化(Moore Process Automatic Solution)公司在其四重化冗余的安全PLC(QUADLOG)控制系统中采用了4-mation组态软件。该软件符合IEC1131-3标准中的4种编程语言：梯形图、顺序功能图、功能块图和结构文本，而在该公司APACS DCS/PLC混合控制系统中也采用了4-mation软件。美国费希尔—罗斯蒙特(Fisher-Rosemount)公司于1996年推出的带现场总线的控制系统DeltaV采用了IEC1131-3标准组态。美国利诺(L&N)公司的MAX1000+PLUS DCS在其组态工具MAXVUE中集成了法国CJInternational公司的ISaGRAF软件并作了相应的扩充，可提供IEC1131-3标准的5种编程功能。瑞士ABB公司下属的Hartmann & Braun公司的Freelance2000 DCS的组态软件DigiTool支持IEC1131-3标准中的4种编程语言：梯形图、顺序功能图、功能块图和指令表，同时它还可以提供多于190个经过现场检验的功能块子程序和多于200个用户自定义组态的图形符号。以生产Citect工控软件*的CiT

(西雅特)公司的MOX模块化开放式控制系统(其中包括CSS采样监控系统)采用了IEC1131-3标准组态，所使用的软件也是法国CJ International公司的ISaGRAF软件。国际现场总线基金会为实现各公司产品的互可操作性，制定了几十种常用的标准功能块及其参数，基金会声称这些功能块遵循IEC1131-3标准的功能块图。

上面的例子中两次提到法国CJ International公司的ISaGRAF软件，它是目前符合IEC1131-3标准的三大组态软件之一(另两个是美国Wonderware公司的InControl和美国 Wizdom Controls公司的Paradym-31)。ISaGRAF软件是一个具有bbbbbbs风格的以图形为界面的友好平台，可用来对系统进行组态、调试和维护。

 国内DCS产品在这方面并不落后，较早引入IEC1131-3标准的是冶金部自动化研究院智能装备所，在该所生产的EIC2000现场总线控制系统中采用了该标准。如在EIC2000-LON子系统中包含的OnLon软件和EIC2000-ST子系统中包含的Workbench软件，都得到ISaGRAF软件的支持。北京和利时公司也较早认识到IEC1131-3标准的重要性，所以他们在HS2000 DCS中就已经采用了梯形图、功能块图和结构文本的标准语言，并且在1999年推出的FOCS带现场总线的控制系统和MACS先进控制系统中，采用了IEC1131-3标准的全部5种编程语言。而在电力行业业绩显赫的上海新华控制工程公司的XDPS-400 DCS中，控制组态软件采用了IEC1131-3标准的功能块图编程语言。在化工行业应用颇多的浙江威盛自动化公司在其新推出的支持现场总线的FB-3000 DCS中采用了符合IEC1131-3标准的控制组态软件。在国内DCS应用已达500套的浙江浙大海纳中控自动化有限公司，其较新系统JX-300X也支持IEC1131-3标准的梯形图、功能块图和顺序功能图。2000年6月，深圳德维森公司推出TCS柔性控制系统，其控制组态软件TP311、TP321中采用了IEC1131-3标准的软件包。

我们在工程实践中对用于物料成分配料控制的HS2000 DCS进行控制软件组态时，使用了梯形图、功能块图和结构文本等多种编程语言，特别是采用了结构文本对X荧光分析仪分析结果进行物料配比控制的复杂算法组态中，发现其功能相当强大，并没有产生IEC1131-3标准不适合过程控制的任何感觉。 

 综上所述，采用IEC1131-3标准的编程语言方便实用，标准化程度高，用户很快就可熟悉组态工作，并把原先所掌握的知识用于新的系统；对制造厂来说，可以把人力、物力投到DCS的硬件、网络或其他方面。由此看来，DCS的控制组态软件采用IEC1131-3标准应该是DCS的发展方向之一。

 DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。 

关键词： 分散控制系统 DCS CIMS系统

DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS具有以下特点：(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的**计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
    (2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。

    (3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。

    (4)易于维护功能单一的小型或微型**计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅除故障。

    (5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。

    (6)控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由**的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。

    流程工业CIMS是一个复杂的综合自动化系统，处理的对象是整个企业的全部生产活动，DCS作为一种有效的工具和实现手段，在流程工业CIMS中完成重要的基础控制和实时生产数据采集、动态监控等功能。与管理类计算机相比，DCS能够提供更加可靠的生产过程数据，使CIMS系统所作出的优化决策也更加可靠。

    从功能上看，流程工业CIMS中的生产自动化系统、动态监控系统和在线质量控制都可以由DCS实现。从流程工业CIMS的层次结构看，DCS主要担负过程控制和过程优化任务，有些生产调度和生产管理工作也可在DCS上完成

本文对设备原存在的振动问题进行分析研究，找出了原因，制定出解决问题的一系列方案。设计了提高设备刚度的夹紧机构，为此夹紧机构又设计了很有特色的液压回路。通过此次改造，设备工作平稳，延长了设备的使用寿命，获得了成功。 
前言 
1830开卷线使用的剪切模、落料模有十多种。由于各种模具尺寸不同，因此在落料压力机与堆垛机之间安装一台可进行伸缩调整和高度调整，工作速度可调整，间歇工作的出料皮带机。经过多年使用，现存在： 
皮带机各铰接、传动副间隙增大，当皮带机高速运行时，机身振动严重。 
当冲下的工件质量在25kg以上时，板料被剪下后，在较短时间内加速，促使皮带机动量激增。较大的冲量使支撑钢梁前倾，导致驱动电机轴与主轴中心距在减小。因同步带松边的张紧轮为固定式，无法自动补偿中心距减小造成的同步带松边松弛，导致同步带跳齿。 
以上问题严重降低了出料皮带、同步带及轴承的寿命。同时导致输出工件跑偏，影响堆垛质量。 
主题 
**课题：振动原因分析 
经研究，发现产生振动的主要原因是由于皮带机后部主梁、前部升降机构刚度不足，各铰接、齿条、传动副间隙较大。机构在激振力作用下发生受迫振动。激振力来源主要有： 
一. 被剪下的钢板有一个加程，根据达朗伯原理，皮带机将受到一个与剪切频率相同，方向与板料运行方向相反的力； 
二. 由于皮带机具备伸缩功能，中部无法使用辊子支撑，只使用一组钢筋托架支撑皮带及钢板。当钢板运行至该处，重力使皮带下凹，皮带与托架摩擦阻力加大。钢板通过后，摩擦阻力减小。 
三. 个别辊子加工质量不高，圆跳动严重**标、动平衡不好。 
激振力的频率与大小受皮带运行速度、剪切次数、工件质量、面积、形状、皮带机外伸量等多种因素影响。当该频率与皮带机固有频率接近时便发生共振。 
*二课题： 问题解决方法 
一般避免振动采取的解决措施有：（1）振源、（2）远离共振区。 
通过调整系统各部分运转参数，使机器的运转远离系统的固有频率，避免发生共振。对损坏的轴承进行更换，对全部辊子进行平衡调整。这样减弱、减少了使皮带机振动的振源。 
提高系统刚度能够改变系统固有频率，可以提高系统抵抗激增载荷使其变形的能力。 
经研究，在皮带机增加支撑构件对提高系统刚性效果较好。但该出料皮带机有升降要求，不能采用*性固定结构。因此决定：用一对固定在压力机立柱上的夹紧液压缸夹紧固定在皮带机机身上的导板。依靠液压夹紧装置的夹紧力来平衡，因工件被剪下后在较短时间内加速使皮带机动量激增导致皮带机后部钢梁前挠的力。并提供阻尼力阻止皮带机起振。从而避免机身振动。 
*三课题：夹紧系统具体方案 
为了保证夹紧装置的刚度，适合可供改造使用的有限空间。决定夹紧装置使用单作用油缸。 
但是，单作用油缸活塞伸出后无法自动复位。需要调整皮带机高度时，即使卸除系统压力，活塞面仍贴在导板表面。如果有异物进入，会对升降装置的寿命产生影响。因此研究设计了一套新颖的液压回路。采用这一液压回路便可解决上述问题。液压原理如图：一 
1、 夹紧时，气动液压泵经过滤器、单向阀吸油，通过二位四通带定位电磁换向阀将油液注入液缸，使液缸夹紧。 
2、 放松时，气动液压泵经换向阀将液缸内油液吸出，通过左侧单向阀将油液排回油箱。这样，通过控制电磁阀的换向，就可以实现单作用液压缸的伸缩动作。 
液压系统对油液清洁度要求较高，因此在气动液压泵从油箱吸油的管路上安装过滤器。为不使换向卸压瞬间油液冲破过滤器，在过滤器前安装一个单向阀。排回的油液从另一个反向安装的单向阀排回油箱。这样即阻止了油箱中的杂质进入管路，又可以使管路中原有和新生杂质逐渐排回油箱。另外，在气动液压泵空气供应端安装过滤器和油雾器，也起到延**命、减少故障的作用。