现场总线控制系统与新型织物染整设备的开发.pdf

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1、纺织机械2005年第2期!纺织电气!33现场总线控制系统与新型织物染整设备的开发戴铭辛!北京100742"摘要叙述了我国染整设备的水平及发展空间!着重提出了应考虑将现场总线控制系统积极引入染整工艺过程控制的各个方面!加速实现国产染整设备的自动化和现代化"关键词现场总线控制系统染整设备1引言3计算机仪表控制回顾我国织物染整设备发展的历史和分析现状工业生产中采用的控制系统已从过去的简单控可以发现9由于控制系统技术水平上的落后已严重制制系统发展成更大规模的计算机控制系统9但无论其约了新型织物染整设备的开发和国产染整设备的市发展速度和

2、程度如何9仪表始终都是控制系统最基本场竞争能力O如果能将现场总线控制系统的先进技的元件9都是控制系统得以运行的重要基础O它包括术及已有成果移植消化吸收后应用于新型染整设了测量单元变送单元显示和记录单元调节控制单备的设计和开发9可促成国产染整设备有一个跨越式元执行单元及有关的连接和接口O的提高O由仪表作为底层控制单元所组成的各类计算机控制系统称为计算机仪表控制系统O它包括了仪表2发展空间回路控制技术和计算机控制系统两个方面O新型染整设备的开发应能满足各种纤维原料及3.1仪表回路控制技术梭织针织非织造布等各类纺织品

3、的染整加工需要9数字技术网络技术的发展使传统意义上的仪表特别由于化纤产品的不断创新9纺织品的结构风格回路控制系统发生了根本性的变化O代表过程控制及功能不断变化9给染整设备的开发提出了更高的目信息的电气信号的传送不再通过直接的点到点的连标9同时也提供了巨大的市场前景O接方式9而是通过网络以数字量的方式进行9各种仪从染整设备的结构功能和发展趋势看9染整设表单元在实现数字化的基础上又增加了网络通讯模备作为工业生产中产品加工的手段和监控工艺过程块9发展成网络化的产品9现已基本实现了检测变的物质基础9它与计算机仪表控制系统的依存

4、度在不送显示调节控制和执行单元的网络化过程O断提高O随着计算机网络自动控制等技术的发展3.2计算机控制系统以及仪表单元的数字化和网络化9工业生产过程的控在计算机控制系统中首先出现的是集中式控制制和管理已从电动气动仪表为主的基地式控制过渡系统9即直接数字控制(DDC)9结构如图1所示O到计算机和数字式仪表的集中控制9而后又向集散控制系统和采用总线技术的分布式控制系统发展O控制的范围已不再是单一装置或一台单机9而是针对整条生产线或整个生产过程O新型染整设备的开发除要针对某个单机单元或装置的自动化机电一体化及性价比等目

5、标外9同时也应该考虑加工产品整个工艺流程的监控形式和生图1集中式控制结构示意图产过程的有效控制O这对于今后染整设备的持续开发和更新换代是很重要的O随着控制系统规模的增大9系统结构的复杂化934!纺织电气!纺织机械2005年第2期出现了分散式控制系统它是在承认各个子系统相互4现场总线控制关联的基础上设计的分散子系统其典型的应用就是集散控制系统DCs结构如图2所示现场总线是用于现场仪表及控制系统与控制室之间的一种全分散全数字化智能双向互联多变量多点和多站的通讯系统它嵌入在各种仪表和设备中可靠性高稳定性好抗干扰能力强通讯速率快系统安

6、全符合环境保护要求造价低廉维护成本低现场总线的开发和研究过程中出现了多种实用的系统每种系统都有自己特定的应用背景因而其图2集散控制结构示意图结构特性和应用各有差异其中较为特殊的现场总满足大规模工业控制系统对递阶控制信息管线系统有HARTCAnLonWorksProfibus和FF理协调调度和优化决策的要求在集散控制系统的等基础上又开发了多级分布式控制系统除这些通用总线系统外一些企业还研发了更为图3是某个染整厂按照计算机多级分布式控制专用的总线系统如适用于某些设备传感器和变送系统管理生产的一个例子器的总线回路系统它们常与各种现场

7、总线系统相连接构成现场总线系统下的底层专用控制网络子系统这些底层总线系统如Controlnet主要用于PLC与计算机之间的通讯网络它可用于连接拖动装置串并行设备PC及人机界面等还可以作为逻辑控制和过程控制的实现手段图3多级分布式控制框图Devicenet主要用于PLC与现场设备之间的通讯网络它作为对现场总线系统的补充可用于3.3计算机控制系统的发展趋势连接底层设备如开关拖关装置固态过载保护装计算机控制系统的发展除系统的扁平化之外控载条形码阅读器IO和人机界面等制的网络化则是一大优势现场级网络技术的产生Devicenet通过一个

8、开放式的网络将底层设备及其成功的应用已将所有的网络接口移到了各种仪直接和车间级控制器相连而无须通过硬线与IO表单元中并使其具有直接的通讯功能实现了回路模块连接这种64个节点多支路的网络允许用一控制系统的网络化过程这是实现网络化控制的关根电缆去连接500m以内的设备并远传至用户