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第四章5节SCADA系统控制逻辑讲述
第5节 SCADA系统控制逻辑 控制逻辑是指----通过SCADA控制系统实现要求的全线启输停输控制、站启站停控制、批输下载、清管球发送与接收、泵切换、水击联锁保护等控制。 一、 几种常见控制方式 1.顺序控制 通常指设备开、停时执行一组人为事先编排好的逻辑动作,这类控制允许由操作人员决定是否投用。 2.联锁保护控制 3、简单PID单回路控制 4.复杂回路控制。 2.联锁保护控制 信号报警和联锁系统包括信号报警系统和联锁系统 信号报警起到自动监视的作用,当工艺参数超限或运行状态异常时,以灯光或音响的形式发出警报,提示操作员注意,并及时加以处理。 联锁保护实际是一种自动操作系统,能使有关设备按照规定的条件或程序完成操作任务,达到消除异常,防止事故的目的。 联锁保护的最高级别是ESD保护,ESD是Emergency Shutdown System的简称,中文意思是紧急停车系统,它用于监视装置或独立单元的操作,如果生产过程超出安全操作范围,可以使其进入安全状态,确保装置或独立单元具有一定的安全度。 2.联锁保护控制 联锁保护系统有3部分组成: (1)发信元件 包括工艺参数或设备状态检测接点、控制盘开关、按钮、选择开关,以及操作指令等,它们起到参数检测、发布指令的作用。这些元件的通断状态也是系统的输入信号。 如泵入口压力开关。 (2)执行元件 (3)逻辑元件 2.联锁保护控制 (2)执行元件 也叫输出元件,如阀门的执行机构等。 (3)逻辑元件 又叫中间元件,它们根据输入信号进行逻辑运算,并向执行机构发出控制信号。逻辑元件以前多采用有触点的继电器、接触器线路和无触点的晶体管等,现在普遍采用PLC、DCS、和SCADA系统的控制器。 3、简单PID单回路控制 3.1 了解几个名词 被控对象-自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。 被控变量-被控变量内要求保持设定数值的工艺参数。 操纵变量-受控制器操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持设定值的物料量或能量。 扰动量-除操纵变量外,作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。 设定值-被控变量的预定值。 偏差-被控变量的设定值与实际值之差 3.2 简单控制系统- 通常是指由一个被控对象、一个检测元件及传感器、一个调节器和一个执行器所构成的闭环控制系统,也称单回路控制系统。 3.3 调节器的正、反作用 将调节器的输入偏差信号定义为测量值减去给定值,那么当偏差增加时,其输出也增加的调节器称为“正作用”调节器;反之,调节器的输出信号随偏差的增加而减少的称为“反作用”调节器。 (1)现场各种检测仪表一般都认为是正作用的;(不考虑其正反作用)? (2)气动调节阀门的正反特性由阀门定位器、执行机构的特性共同组成。 3.4 在PID调节中,比例作用是根据“偏差的大小”来动作,它的输出与输入偏差的大小成比例。 比例调节及时、有力,但有余差。它用比例度来表示其作用的强弱,比例度越小,调节作用越强,比例作用太强时,会引起振荡。 积分调节依据“偏差是否存在”来动作,它的输出与偏差对时间的积分成比例,只有当余差消失时,积分作用才会停止,其作用是消除余差。用积分时间T来表示其作用的强弱,T愈小,积分作用愈强,但积分作用太强时,也会引起振荡。 微分调节根据“偏差变化速度”来动作。它的输出与输入偏差变化的速度成比例,其效果是阻止被控变量的一切变化,有超前调节的作用,它使调节过程偏差减少,时间缩短 ,余差也减小(但不能消除)。它用微分时间Td来表示其作用的强弱,Td大,作用强,但Td太大,也会引起振荡。 3.5 对于一个控制回路,通常由一个PID调节器来实现反馈控制,为了使控制调节的反应速度和开度变化更加快速合理,需要对PID调节器的PID参数进行整定,根据自控回路上的设备的综合系统特性,调试出一个比较合理的P、I、D参数匹配值。 在长输管道的单回路控制中,常常用来控制进出站压力、流量和下载流量,在自动调节中一般只用到比例和积分控制。 4.复杂回路控制 4.1串级控制 串级控制系统是由其结构上的特征而得名得。 它是由主、副两个调节器串接工作的。主调节器的输出作为副调节器的给定值,副调节器的输出去操作调节阀,以实现对主变量的定值控制。 4.2选择控制 选择性控制又叫取代控制,在该系统中,一般有两只或两只以上调节器,它们的输出通过一只选择器后,送往执行器。这两只调节器,一只在正常情况下工作,另一只在非正常情况下工作。 在生产处于正常情况时,系统由用于正常工作下工作的调节器进行控制;一旦生产出现不正常情况,用于非正常情况下工作的调节器将自动取代正常情况下工作的调节器,对生产过程进行安全性控制,直到生产自行恢复到正常情况,正常情况下工作的调节器又将取代非正常情况下工作的调
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