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产品描述
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1. 简介
背压式汽轮机是以压力蒸汽冲动汽轮机叶轮做功的原动机。它可以代替电动机拖动水泵、油泵、风机等各种转动设备，也可以带动发电机发电。汽轮机做功后的排气，还可以用来满足用户用汽的需要，是一种蒸汽梯级利用的节能设备，有利于企业综合利用能源，提高经济效益。广泛适用于电力、石油、化工、冶金、纺织、印染、造纸等各行业。
小型背压汽轮机主要优点：可以满足用户发电、用汽的需要，而且热能的综合利用、发电；也可以满足电网突然停电，而工艺过程不允许机动设备停止工作的要求；还可以不通过变速装置满足设备高转速的要求；并且还可以在有防爆要求的场所使用，替代复杂、昂贵的防爆电动机系统，满足场所性的要求。
2. 系统控制原理
小型背压汽轮的控制主要是转速控制，通过调节汽门的开度使汽轮机工作在设定转速。微机测速仪作为现场转速测量装置及一次仪表，将速度当前值送入PLC，由PLC实现与设定值比较并进行一系列运算和处理，后由PLC输出一个4~20mA电流信号，送入电动阀门驱动器，从而调节汽门的开度，构成闭环控制系统，完成转速的自动控制。
本文介绍的汽轮机控制系统由法国施耐德Twido可编程控制器、XBTG系列触摸屏，测速仪，电动阀门驱动器等组成。完成对汽轮机的现场控制（手动方式、自动方式）及DCS上位机远程控制。
PLC程序在实现转速闭环控制的同时，具有完善的连锁、报警及保护功能，如出现报警，将通过电磁脱扣系统进行自动停车保护。PLC的应用使汽轮机转速稳定，易于调节，运行。
3. 系统控制功能
1) 手动工作方式：
在手动方式下，有升速、降速两个按钮，当按下某个按钮时，进行相应的速度调节，使输出控制电流进行增减、送入电动阀门驱动器，控制汽门开度，从而控制汽轮机转速。按一次变化一个M单位电流。（M≤0.3mA，并且可以设定）。
2) 自动工作方式：
PLC根据转速输入值与设定值进行比较，然后进行数据的处理、运算，决定输出控制电流的大小，使转速稳定在设定转速为的允许范围之内（转速范围可以设定）。同时要求每秒钟升降速不过设定的范围。
3) DCS联网远程控制方式：
控制系统除本地操作外，可通过扩展的RS485通讯口与DCS或上位机通讯，汽轮机的所有测量参数值和状态以及报警信息可通过通讯传送。还可以接受上位机送入的控制命令，实现远程设定与控制
1. 概述
横江水库位于揭西县河婆镇新四管区，榕江南河上游左岸的一级支流横江水中游，距揭西县城10KM，属揭阳市管中型水库。水库集雨面积155平方千米，总库容7407万立方米。水库闸门包括4扇弧形泄洪钢闸门（高8.2米宽10.0米），2×22.5吨卷扬机4台，挑流消能；发电引水隧洞深水平板钢闸门1扇（2.7米×2.7米），2×22.5吨卷扬机一台；灌溉输水管的塔式进水口设深水平板钢闸门2扇（高1.85米×宽2.6米），50吨卷扬机2台。为了提高系
统的自动化管理水平，每扇闸门配备一套Twido PLC和一套TeSys U电动机智能启动-控制器。
2. 系统描述
1) 系统结构
对于每扇闸门，系统配置了以下主要设备：1套Twido P LC系统（带以太网口）、1套TeSys U、1套闸门开度仪、1套人机界面。
系统结构框图如下：
PLC系统选用法国施耐德电气公司的TWIDO系列的TWDLCAE40DRF型号，该类型PLC属于一体化机型，自带24路开入，14路继电器输出，2路晶体管输出，内置1个100Base TX以太网口、1个RS 485串行端口、一个扩展口（可以扩展为RS 485或RS 232接口）。PLC与人机界面之间、PLC与TeSys U之间通过Modbus 485通讯，闸门开度、手/自动指示、闸门运行指示、限位开关等开关量信号通过PLC直接采集。通过人机界面，可以对闸门进行升、降、停控制操作（包括按给定闸门开度开启闸门），在人机界面上，可以显示闸门的开度和电机的平均电流，查询TeSys U的故障代码及其故障原因。通过TeSys U型起动-控制器，我们可以控制电机主级的合闸和分闸、电机的反转和正传、故障确认，获得设备故障（包括短路故障、过电流故障、热过载故障）、报警、电机电流、热状态值、电机运行指示等参数。
2) TeSys U型起动-控制器的特性
TeSys U型起动-控制器具有如下特性：
A．集隔离器、断路器、接触器、热继电器、功能模块与一体，只需单体设备即可完成电动机直接起动-控制全部功能；
B．所有功能模块采用插拔式结构，手动接线，不允许错误的选型配合；
C．低功耗、宽电压范围接触器线圈，宽范围整定电流（4倍）电子式热继电器，控制保护无误；
D．相比传统方案，体积减小40％，接线时间节约60％，型号数量减少90％；
E．符合IEC947/EN60947-6-2的配合标准，即使在短路情况下也不会出现主触点的熔焊危险。
3) TeSys U型起动-控制器的组成
TeSys U型电动机起动-控制器由动力底座、控制单元、功能模块三部分组成：
A．动力底座是TeSys U的主体部分，承载主回路电流，内置隔离器、断路器和接触器，并且提供控制单元和功能模块的插槽。动力底座上/下可以扩展隔离限流器/可逆换向模块，以增强设备的性能和功能；
B．控制单元参与导通底座的动力回路，是整套电动机起动-控制设备的必要组成部分，主要为系统提供各种保护功能。按照其功能的多少可以分为标准型、型和多功能型三类；三种单元均可以和动力底座自由配合使用；均提供拨盘式或者电子式的整定电流设置盘，设置盘可以加铅封或者密码锁锁定防止设定值改。三种控制单元均采用电子芯片进行I²Rt热值计算，免除环境温度变化对双金属片带来的影响，并且大幅拓宽热继电器的保护范围；
C．功能模块是可选件，用于增加系统的辅助功能。按照其功能不同可以分为三类： 辅助触点类、应用控制类、通信类。各功能模块须和不同的控制单元配合使用才能正常工作，并且同一模块与不同控制单元配合使用所实现的功能也不尽相同。利用通信模块，TeSys U电动机起动器可以通过并行总线、Modbus总线和AS-i总线等方便的与自动化系统相连，提供对设备为实时和准确的监控。
通过Twido控制器内置的以太网通讯口，和上位监控机进行实时的数据交换。同时根据本系统控制工艺的特点，在每层配置分布式I/O控制模块，通过CANopen分布式控制总线和Twido主机进行通讯，构成方便、的分布式I/O控制系统。
2. 本系统特点
1) 施耐德TWDLCAE40DRF控制器内置以太网通讯 口,可以方便的进行以太网通讯，高的通讯速度（100/M, 10/M）使PLC与上位机的数据实时交换变得简单。同时内置的以太网口使PLC和上位机的硬件配置不需要增加任何的额外成本，经济性能非常优越。
2) 控制系统的模块化结构和标准的接口。应用Twido的分布式I/O功能，方便的实现控制系统的模块化、标准化。每层控制选用标准的分布式I/O单元（基于CANopen的分布式单元 ：OTB1C0DM9LP），分布式总线结构使硬件接线和软件编程加简单、轻松。系统的模块化结构使控制具有强大的扩展能力。
3) 施耐德Twido 可编程控制器的以太网功能和分布式I/O结构，使系统的标准化成为可能。针对物流控制的特点，垂直分拣机作为整个系统的一个单元，需要预留标准的接口，同上位机监控系统进行实时的数据交换，以及现场检测元件的标准接口。整个系统预留标准的接口，具有强的兼容性。
3. 系统流程描述
垂直分拣机功能是实现多口多层连续的物料垂直分拣。通过提升机构不断升高、下降的回动。物料在的层、口进入分拣机的隔板上。随着隔板的提升、下降动作到达的层、口，根据上位计算机或程控器的设定，物料从提升机中送出，进入输送带。整个工艺进入下一个环节。
分拣机控制系统由上位计算机（或HMI）、Twido控制器、现场CANopen总线的分布式I/O模块、以及变频器、编码器等构成。
4. 控制要求分析及实现
1) 基于物流行业的特点，要求控制系统实现信息化、模块化以及分布式控制和预留标准接口。施耐德Twido控制器，通过内置以太网、MODBUS通讯口以及现场总线的功能方便的实现以上功能。
2) 提升机工作的性。本系统高速工作时，低故障率是所有控制的前提，通过不同的检测元器件实现本系统的稳定工作。包括：入口、出口物料位置的；物料进入提升机位置的检测；提升机内工作气缸位置的检测；以及物料是否送出位置的。同时配置编码器检测隔板传感器的性。
3) 物料和隔板位置的绑定处理：
物料从入口进入，同时和该隔板进行绑定。利用Twido的数据寄存器功能可以很方便的实现此功能。
每个隔板绑定一对应数据移位寄存器，16只隔板和16个数据寄存器一一对应，寄存器随着隔板的提升同步进行数列移位。
对应隔板1的数据寄存器1：
寄存器1有16个位（BIT），预先定义每个位的含义：包括货物的入口信息、出口的信息、当前隔板的位置状态信息等。
例如：入口为2＃入口，对应隔板号5、出口为4＃，对应隔板号10、当前隔板位置为从隔板0＃开始的5＃位。则对应的数据寄存器值为：
提升机工作时，隔板每提升一个位置，数据寄存器的值加1（当前隔板号加1）。当前隔板号等于该货物的出口隔板号（即出口4对应的隔板位置10）时，货物在该出口输出，同时寄存器清0，表明该隔板目前没有绑定货物。
Twido可编程控制器具有停电保持功能，重新上电开机后，系统继续正常工作，不需要手工操作，取出提升机中的货物。大大提高生产效率。
5. 系统总结
垂直分拣机采用施耐德控制系统解决方案，Twido程控器内置了以太网通讯口、MODBUS通讯口，同时具有分布式I/O总线功能，实现了分拣机控制系统信息化、模块化以及分布式控制和预留标准接口的要求。经济上也合理。施耐德系列产品良好的兼容性，以及产品优异的性能使控制变得加简易、和稳定。
基于以上所述，如采用PLC集中控制，电缆敷设量大，为此我们立足于采用分布控制方式，为实现分布控制，如采用中大型PLC+总线通讯模块与远程I/O模块方式，成本较高，通过对照，施耐德Twido 系列PLC已内置通讯模块，通讯功能较强，能满足控制要求，具有较高的性价比，且施耐德电气能够提供从HMI与PLC、PLC与变频器之间无缝的Modbus串行通讯的成套一体解决方案。
2. 系统硬件配置
本涂装线电气控制系统有两层构成：上层为综合监控层，主要元件为工业触摸屏，通过MODBUS总线与PLC进行通讯，完成全线设备状态的图形显示及参数设定；下层为控制层，由6套Twido PLC组成，6套PLC相对上层触摸屏均为从站，现场6台PLC分别完成餐盘自动上料、三套自动喷胶系统的喷涂、烘干固化设备的温度，餐盘翻转机械手、自动下线、分拣包装和输送链的控制，其中1#PLC通过Modbus总线与驱动两台输送机的变频器进行通讯控制，6#PLC通过Modbus总线与本地工业触摸屏通讯，完成本地设备的操作、参数设定与监控。系统结构如图1所示。
1) 工业触摸屏
本机选用施耐德公司带以太网通讯口和单色STN的XBTG系列触摸屏各一台，作为图形显示单元，其中一台内置以太网，为以后系统新留下接口，同步链接Uni-bbbway、Modbus 和ModbusTCP/IP等通讯功能。XBTG 终端能够使用VijeoDesigner VJDSPUL 软件在bbbbbbs 环境下进行配置和页面设计，通过用Java 语言编写的脚本，在XBT G终端中可处理各种信息。
触摸屏作为全线中控设备用于：协调6台从站PLC所控制设备之间的协调与数据通讯，从而将全线设备组成一个相互关联的控制系统；监控显示全线设备工作状态；提供各个设备的动作统计与维修保养提示与报警；通过密码设定各机构的操作权限等。
2)PLC配置
每套PLC均由直流电源、CPU模块、I/O及通讯模块组成。各PLC主要配置如下表：
其中为防止电源波动对PLC运行造成的影响，采用隔离变压器和DC24V作为PLC的供电电源和控制电源。
由于Twido的扩展I/O 驱动较小（16点以上晶体管DO模块驱动能力仅为0.1A），我们选用MosFET管固态继电器板卡（见图2）对PLC的输出放大后再驱动各负载。
6 台PLC之间的数据交换和关联控制通过上层XBTG触摸屏用Java 语言编写的脚本来完成。全线设有多处紧急停止按钮和继电器保护回路，确保操作人员和设备。
3) 传动变频器配置
使用施耐德变频器ATV58，进行输送机速度的给定， ATV58变频器内置Modbus通讯接口，1#PLC采用Modibus总线对两台变频器通讯，完成两台输送机的速度同步、运行控制、状态监测。两台输送机的是否同步，是本自动喷涂线连续运行的关键，由于机械制造和误差，进行速度同步控制，两台输送机的速度和位置通过编码器反馈至1#PLC，由PLC通过PID运算后对两台输送机速度进行微调使之达到同步运行。
3. 结束语
本线电控系统具有以下优点：
(1) 通过Modbus串行通信完成复杂大型自动涂装线的控制，有效降
(2) 全线运行平稳，生产，自动化控制程度高，具有完善的保护和报警功能等特点。
(3) 人机界面XBTG 和Twido PLC支持Modbus TCP/IP 及CANopen等通信，为以后系统新留下接口。
一、 引言
数控技术是综合应用了电子技术、计算技术、自动控制与自动检测等现代科学技术成就而发展起来的，目前在许多领域尤其是在机械加工行业中的应用日益广泛。
数控系统按其控制方式划分有点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在机械加工时，数控系统的点位控制一般用在孔加工机床上(例如钻孔、铰孔、镗孔的数控机床)，其特点是，机床移动部件能实现由一个位置到另一个位置的移动，即准确控制移动部件的终点位置，但并不考虑其运动轨迹，在移动过程中不切削工件。
实现数控系统点位控制的通常方法可以有两种：一是采用全功能的数控装置，这种装置功能十分完善，但其价格却很昂贵，而且许多功能对点位控制来说是多余的；二是采用单板机或单片机控制，这种方法除了要进行软件开发外，还要设计硬件电路、接口电路、驱动电路，特别是要考虑工业现场中的抗干扰问题。
由于可编程控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机，具有抗干扰能力强、性高、体积小、是实现机电一体化的理想控制装置等显著优点，因此通过实践与深入研究，本文提出了利用PLC控制步进电机实现数控系统点位控制功能的有关见解与方法，介绍了控制系统研制中需要认识与解决的若干问题，给出了控制系统方案及软硬件结构的设计思路，对于工矿企业实现相关机床改造具有较高的应用与参考。
二、控制系统研制中需要认识与解决的若干问题
防止步进电机运行时出现失步和误差
步进电机是一种性能良好的数字化执行元件，在数控系统的点位控制中，可利用步进电机作为驱动电机。在开环控制中，步进电机由一定频率的脉冲控制。由PLC直接产生脉冲来控制步进电机可以有效地简化系统的硬件电路，进一步提高性。由于PLC是以循环扫描方式工作，其扫描周期一般在几毫秒至几十毫秒之间，因此受到PLC工作方式的限制以及扫描周期的影响，步进电机不能在高频下工作。例如，若控制步进电机的脉冲频率为4000HZ，则脉冲周期为0.25毫秒，这样脉冲周期的数量级就比扫描周期小很多，如采用此频率来控制步进电机。则PLC在还未完成输出刷新任务时就已经发出许多个控制脉冲，但步进电机仍一动不动，出现了严重的失步现象。若控制步进电机的脉冲频率为100HZ，则脉冲周期为10毫秒，与PLC的扫描周期约处于同一数量级，步进电机运行时亦可能会产生较大的误差。因此用PLC驱动步进电机时，为防止步进电机运行时出现失步与误差，步进电机应在低频下运行，脉冲信号频率选为十至几十赫兹左右，这可以利用程序设计加以实现。
保证定位精度与提高定位速度之间的矛盾
步进电机的转速与其控制脉冲的频率成正比，当步进电机在低频下运行时，其转速必然很低。而为了保证系统的定位精度，脉冲当量即步进电机转一个步距角时或工作台移动的距离又不能太大，这两个因素合在一起带来了一个问题：定位时间太长。例如若步进电机的工作频率为20HZ，即50ms走一步，取脉冲当量为δ＝0.01mm/步，则1秒钟或工作台移动的距离为20x0.01＝0.2mm，1分钟移动的距离为60x0.2＝12mm，如果定位距离为120mm，则定位时间需要10分钟，如此慢的定位速度在实际运行中是难以忍受的。
为了保证定位精度，脉冲当量不能太大，但却影响了定位速度。因此如何既能提高定位速度，同时又能保定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。
可变控制参数的在线修改
PLC应用于点位控制时，用户显然希望当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数能作相应的修改，例如步进电机步数的改变，速度的调整等。为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用；虽然利用PLC的输入按键并配合软件设计也能实现控制参数的在线修改，但由于PLC没有提供数码显示单元，因此需要为此单设计数码输入显示电路，这又将大地占用PLC的输入点，导致硬件成本增加，而且操作不便，数据输入速度慢。所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。
其他问题
为了实现点位控制过程中数字变化的显示及故障输出代码的显示等要求，另外还得单设计PLC的数码输出显示电路。由于目前PLC I/O点的价格仍较高，因此应着重考虑选用能压缩显示输出点的合适方法。此外，为保证控制系统的与稳定运行，还应解决控制系统的保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。
三、控制系统方案
将定位过程划分为脉冲当量不同的两个阶段
要获得高的定位速度，同时又要保定位精度，可以把整个定位过程划分为两个阶段：粗定位阶段和精定位阶段。这两个阶段均采用相同频率的脉冲控制步进电机，但采用不同的脉冲当量。粗定位阶段：由于在点位过程中，不切削工件，因此在这一阶段，可采用较大的脉冲当量，如0.1mm/步或1mm/步，甚。例如步进电机控制脉冲频率为20HZ，脉冲当量为0.1mm/步，定位距离为120mm，则走程所需时间为1分钟，这样为速度显然已能满足要求。精定位阶段：当使用较大的脉冲当量使或工作台快速移动至接近定位点时，(即完成粗定位阶段)，为了保证定位精度，再换用较小的脉冲当量进入精定位阶段，让或工作台慢慢趋近于定位点，例如取脉冲当量为0.01mm/步。尽管脉冲当量变小，但由于精定位行程很短(可定为全行程的五十分之一左右)，因此并不会影响到定位速度。
为了实现上述目的，在机械方面，应采用两套变速机构。在粗定位阶段，由步进电机直接驱动或工作台传动，在精定位阶段，则采用降速传动。这两套变速机构使用哪一套，由电磁离合器控制。
应用功能指令实现BCD码拨盘数据输入
目前较为的PLC不仅具有满足顺序控制要求的基本逻辑指令，而且还提供了丰富的功能指令。如果说基本逻辑指令是对继电器控制原理的一种抽象提高的话，那么功能指令就象是对汇编语言的一种抽象提高。BCD码数据拨盘是计算机控制系统中常用到的十进制拨盘数据输入装置。拨盘共有0~9+个位置，每一位置都有相应的数字指示。一个拨盘可代表一位十进制数据，若需输入多位数据，可以用多片BCD码拨盘并联使用。
笔者选用BCD码拨盘装置应用于PLC控制的系统，这样再设计数码输入显示电路，有效地节省了PLC的输入点，简化了硬件电路，并利用的功能指令实现数据的存储和传输，因此能方便地实现数据的在线输入或修改(如计数器设定值的修改等)，若配合简单的硬件译码电路，就可显示有关参数的动态变化(如电机步数的递减变化等)。为避免在系统运行中拨动拨盘可能给系统造成的波动，设置一输入键，当确认各片拨盘都拨到位后再按该键，这时数据才被PLC读入并处理。
“软件编码、硬件解码”
为满足压缩输出点这一前提条件，采用“软件编码、硬件解码”的方法设计PLC的数码输出显示电路。例如，对于9种及其以下的故障状态显示，可采用8-4软件编码，4-8硬件解码，使显示故障的输出点压缩为4个，硬件电路包含74LS04、74LS48、共阴数码管等器件。
PLC外部元件故障的自动检测
由于PLC具有高的性，因此PLC控制系统中绝大部分的故障不是来自PLC本身，而是由于外部元件故障引起的，例如常见的按钮或行程开关触点的熔焊及氧化就分别对应着短路故障及开路故障。系统一旦自动检测到元件故障，应不仅具有声光报警功能，而且能立即显示故障代码，以便用户据此判断出故障原因。为节省篇幅，此项内容的程序设计思路见参考文献。
四、控制系统的软硬件结构
软件结构
软件结构根据控制要求而设计，主要划分为五大模块：即步进电机控制模块、定位控制模块、数据拨盘输入及模块、数码输出显示模块、元件故障的自动检测与报警模块。
由于整个软件结构较为庞大，脉冲控制器产生0.1秒的控制脉冲，使移位寄存器移位，提供六拍时序脉冲，通过三相六拍环形分配器使三个输出继电器Y430、Y431、Y432按照单双六拍的通电方式控制步进电机。为实现定位控制，采用不同的计数器分别控制粗定位行程和精定位行程，计数器的设定值依据行程而定。例如，设或工作台欲从A点移至C点，已知AC＝200mm，把AC划分为AB与BC两段，AB＝196mm，BC＝4mm，AB段为粗定位行程，采用0.1mm/步的脉冲当量快速移动，利用了6位计数器(C660/C661)，而BC段为精定位行程，采用0.01mm/步的脉冲当量定位，利用了3位计数器C460，在粗定位结束进入精定位的同时，PLC自动接通电磁离合器输出点Y433以实现变速机构的换。
五、结束语
系统试验表明，本文提出的应用PLC控制步进电机实现数控系统点位控制功能的方法能满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。所研制的控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可应用于工矿企业的相关机床改造。
二次滤网是一种自动过滤污水的装置，可以强力污水中的杂物，适用于火力或水力发电机组循环冷却水的过滤和其它工业循环冷却水的过滤，尤其是对一些以江、河、湖水为一次循环的厂家，其排污的效果为明显。该设备具有结构合理、性能、自动化程度高、经济实用等优点。
1 二次滤网的工作原理
二次滤网的工作原理主要分为压差排污和时间排污两种情况。
种是压差排污，即根据压差的大小进行排污。二次滤网接入管道系统后，污水由下部进水口进入滤水器，过滤杂物后，水从出水口流出。当水中杂物通过网芯时，由于杂物的体积大于网芯孔的尺寸，从而被聚集在网芯的内侧表面上。当杂物聚积到一定的数量时，由于截流口的减压作用，从而造成进水口和出水口之间产生一定的压力差。当滤网进口压力表和出口压力表的水压差值增大到规定数值时，设备自动清洗排污。排污时，控制机构自动打开排污阀，水流对于附着在网芯的内侧表面上的杂物进行反向冲洗，经由排污管路和排污阀门排入冷却水的出水管中，将其排出滤网。当压力差值恢复到正常时，控制机构自动关闭排污阀，从而完成过滤排污的工作过程。
二种是时间排污，即根据时间的长短进行排污。清洗排污的时间间隔可以自由设定。在设定的清洗排污时间，控制机构自动打开排污阀，进行清洗排污。
2 PLC选型与I/O点分配
根据二次滤网的工艺要求，PLC控制系统需要有一定电流容量的开关量输出点来控制主电机和排污阀门。要求PLC能够和上位操作界面进行通讯，在上位操作界面中实现对变量的监控和修改。要求能够对现场的压差信号进行采集，供CPU或上位操作屏幕显示。
根据统计，PLC控制系统的I/O点共有14个，其中开关量输入点8个，开关量输出点5个，模拟量输入点1个，没有模拟量输出点。根据输入和输出的要求，选用和利时HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC，CPU模块选择带有24点开关量的LM3107，其中开关量输入14点，开关量输出10点。该CPU模块的性能价格比很高，广泛用于工业控制的各个领域。对于现场模拟量的采集，选用4通道模拟量输入模块LM3310，该模块具有如下优点：
•采样精度高，常温下的满量程误差为0.2%。
•响应速度快，4个通道完成一次采样的时间为20ms。
•信号范围广，可以接收0~20mA电流信号、4~20mA电流信号和0~10V电压信号。
2 各种控制系统的特点
2.1 PLC系统的主要特点
PLC系统的主要特点是:工作，运行速度快;积木式结构，组合灵活;良好的兼容性;程序编制及生成简单、丰富;网络功能强。PLC系统能很好地完成工业实时顺序控制、条件控制、计数控制、步进控制等功能;能够完成模/数(A/D)数/模(D/A)转换、数据处理、通讯联网、实时监控等功能。
2.2 DCS的主要特点
DCS具有以下主要特点:功能全;采用网络通讯技术;完备的开放系统;性高;具有综合性和性;实现了人机对话技术;系统扩展灵活;管理能力强。
2.3 FCS的主要特点
FCS主要有以下特点:FCS系统的是总线协议，即总线标准，一种类型的总线，只要其总线协议一经确定，相关的关键技术与有关的设备也就被确定。开放的现场总线控制系统具有高度的互操作性，就一个特定类型的现场总线而言，只要遵循该类型现场总线的总线协议，对其产品是开放的，并具有互操作性。FCS系统的基础是数字智能现场装置，系统结构具有高度的分散性;通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。因此，系统性高，扩展灵活，可大大降低安装成本。
3 过程控制系统的选型分析
随着微电子技术尤其是个人计算机技术的飞速发展，PLC和DCS的性能都有了较大的改进，PLC大大提高了数据处理能力和监控功能，DCS系统向开放性发展，操作站采用工控机，操作系统采用通用的bbbbbbs NT或bbbbbbs2000操作平台，PC机丰富的软件资源得以应用，因而大大降低了系统的繁琐程度和价格，提高了系统的性价比。PLC和DCS在抢占市场的过程中，两者相互借鉴、渗透、融合，大地增加了用户在设计和使用中的选择性。同时，由于各种控制系统生产制造厂较多，产品新换代快，也给系统选择带来了一定困难。而走向实用化的FCS，也正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上新型的控制系统。下面依据PLC、DCS和FCS的不同特点，针对化工新项目建设和老项目改造，对控制系统的设计选型和应用归纳总结以下原则进行选择。
3.1 按过程控制系统的控制规模及复杂程度
不同的化工生产过程，过程控制系统规模与复杂程度不同，通常在过程控制系统规模较大、复杂程度较高时选择DCS。因为该系统是根据过程控制系统的特点发展而来，它对大量的模拟量数据信息能较好地进行处理、分析、运算，能完成各种复杂、繁琐的调节控制计算，因此能完成规模大、复杂程度高的过程控制系统的工作。1994年在我厂的合成氨扩建和二套尿素工程设计中，根据此项原则，过程控制系统选用了美国罗斯蒙特公司的RS3 DCS系统，了较好效果，系统配置如图1所示。RS3系统和其他DCS系统一样，包括以下几个部分:控制单元、操作单元、I/O单元、数据总线。
改造后系统结构的特点:在这种结构中，通讯网络采用冗余技术，可大大减低系统硬件故障给系统带来的影响，因为，只要系统的两个分支有一个工作正常，就至少能保证两个操作站能够正常工作，从而使由于硬件的故障造成的对工艺的影响降到。
3.4 考虑系统生产厂家技术服务性
目前在中国PLC系统和DCS系统的销售市场，国外生产厂家占有比例很大，并且一般在中国设有产品宣传和技术服务机构。由于国外公司经常进行重组合并或兼并，并且各公司产品结构、销售策略、市场占有方向各不相同，合并或兼并后，在中国市场的技术宣传务方面将有些变化，对企业用户的远期服务存在潜在的影响。因此，我们在选择系统时，应充分掌握信息，考虑系统生产厂家的技术服务性，以保所选系统的性、发展性，以保证具有充分的技术支持和备品备件供应。
3.5 考虑系统性、发展性
FCS是由DCS以及PLC发展而来，它保留了DCS的特点，或者说FCS吸收了DCS多年开发研究以及现场实践的经验，当然也包括教训。由此而产生FCS将取代DCS的预期似乎也是顺理成章之事。为保证所选系统的性、发展性，我们在选择系统时，特别是一些大型化工项目，可考虑采用FCS。
4 结束语
综上所述，系统选型的原则可以从以下几个方面考虑:系统规模、复杂程度、系统的兼容及通讯性能，以及生产厂家技术支持和售后服务及系统的性、发展性等。在化工生产过程控制系统中，根据过程对象复杂程度不同，以及针对控制系统的性合理选择的不同控制系统，对保证生产过程控制系统的自动化水平，降低工程造价有着十分重要的意义。
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