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智能调节器与PLC在过程控制站的应用

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:一台计算机化仪表对应于一个控制回路的数字控制器,称为智能调节器。智能调节器种类多样,不同的智能调节器具有不同的功能。PLC内部采用总线结构进行数据与指令的传输。PLC也是一种以微处理器为核心的过程控制装置,但与智能调节器最大的不同点是:它主要配置的是开关量输入/输出通道,主要用于生产过程中按时间或逻辑顺序控制的场合,以取代复杂的继电器控制装置。

智能调节器与PLC在过程控制站的应用

1.智能调节器

智能调节器是一种数字化的过程控制仪表,其外形类似于一般的盘装仪表,内部是由微处理器、RAM、ROM、模拟量和数字量I/O通道、电源等组成的微型计算机系统。一般有单回路、二回路、四回路和八回路的调节器,控制方式除一般的PID之外,还可组成串级调节、前馈控制等。

智能控制是一个新兴的学科领域,是控制理论发展的高级阶段。它主要用来解决用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。智能控制系统是实现某种控制任务的一种智能系统,由智能控制器和对象组成,具备一定的智能行为。一台计算机化仪表对应于一个控制回路的数字控制器,称为智能调节器。智能调节器控制规律可根据需要由用户自己编程,而且可以擦去改写,所以实际上是一台可编程的数字控制器。KMM型智能调节器的正面布置如图3-5所示。

图3-5 KMM型智能调节器的正面布置图

1—报警指示灯;2—仪表异常指示灯;3—通信指示灯;4—联锁灯和服务按钮;5—串级状态按钮和指示灯;6—自动状态按钮及指示灯;7—手动状态按钮及指示灯;8—SP设定按钮;9—输出控制按钮;10—PV指针;11—SP指针;12—输出指针;13—PV和SP指示

智能调节器不仅接收4~20 mA电流信号输入设定值,还具有异步通信接口RS-422/485、RS-232等,可与上位机连成主从式通信网络,接收上位机下传的控制参数,并上报各种过程参数。

智能调节器种类多样,不同的智能调节器具有不同的功能。

(1)自寻优智能调节器不要求预先知道被控对象的精确数学模型,能够自动寻找系统的最优工作状态并能适应对象特性的漂移,自动保持最优工作状态。

(2)自适应智能调节器能适应系统的环境条件或被控对象特性的变化,自动校正或调整控制器的参数和性能,以保持系统最优的或满意的工作状态。

(3)自学习智能调节器在系统运行过程中,根据控制性能指标要求,利用反馈信息,自动修改控制器参数或控制规律,不断积累经验,逐步改善控制系统的工作状态。

(4)自协调智能调节器能自行协调大系统中各子系统的工作,在各子系统稳定和优化的基础上,自动实现大系统的稳定和优化。(www.xing528.com)

(5)自修复智能调节器能自动诊断和排除控制系统故障,维持系统正常工作状态。

(6)自组织智能调节器能根据控制目标要求以及有关对象特性和环境条件的信息,利用所需的控制软件、控制部件和连接工具,自动组成符合要求的控制器。

(7)自锁定智能调节器能在环境条件和对象特性不确定、缺乏完备信息的情况下,自动寻求、保持系统的稳定性。

2.PLC

PLC的出现基于计算机技术,被用来解决工艺生产中大量的开关控制问题。它是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物,与过去的继电器系统相比,最大的特点在于可编程序,可以通过改变软件来改变控制方式和逻辑规律。同时,功能丰富、可靠性强,可组成集散系统或纳入局部网络。与通常的计算机相比,它的优点是语言简单、编程简便、面向用户、面向现场、使用方便。它主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口和通信接口等部分组成,其中CPU是PLC的核心,输入/输出接口是联系现场设备与CPU之间的接口电路,存储器主要存放系统的程序、用户程序及工作数据,通信接口用于PLC和上位机的连接。PLC实物图如图3-6所示。PLC内部采用总线结构进行数据与指令的传输。

PLC也是一种以微处理器为核心的过程控制装置,但与智能调节器最大的不同点是:它主要配置的是开关量输入/输出通道,主要用于生产过程中按时间或逻辑顺序控制的场合,以取代复杂的继电器控制装置。

PLC所面向的使用人员主要是电气技术人员,因此采用的编程语言主要是一种非常形象化的梯形图语言,它基本是由继电器控制电路符号转化而成的。

PLC在运行过程中不停地巡回检测各接点的状态,根据其变化和预定的时序与逻辑关系,相应地改变各内部继电器或启动定时器,最终输出开关信号以控制生产过程。

PLC一般均设有采用RS-422标准的异步通信接口,可与上位机接成主从式总线网络。因此在集散系统中,它可以通过现场总线连接到现场控制站。

图3-6 PLC实物图

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