IOP320美卓DCS卡件METSO控制器,
DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(Distributed Control System)，在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。杭州先略發(fā)布的《DCS控制系統(tǒng)市場現(xiàn)狀分析及行業(yè)前景預(yù)測報告》研究顯示：是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。
DCS采用控制分散、操作和管理集中的基本設(shè)計思想，采用多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式。是以微機處理器為基礎(chǔ)，繼承單元組合儀表及計算機系統(tǒng)的優(yōu)點,充分利用控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、圖像顯示技術(shù)(即4C技術(shù))的應(yīng)用成果，集中了連續(xù)控制、批量控制、順序邏輯控制和數(shù)據(jù)采集功能的計算機綜合控制系統(tǒng)。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在電力、冶金、石化等各行各業(yè)都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。
從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)(MIS系統(tǒng))，作為DCS更高層次的應(yīng)用，目前國內(nèi)行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)不是太多。
上世紀(jì)70年代，由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)裝置迅速向大型化方向發(fā)展，尤其是石油煉制、冶金、化工、建材、電力等行業(yè)，這些行業(yè)生產(chǎn)裝置的大型化能夠帶來明顯的好處，如生產(chǎn)效率提高、原料消耗減少、勞動力成本降低等。生產(chǎn)設(shè)施的大型化要求設(shè)備之間具有更好的協(xié)調(diào)性，而且停機將帶來更大的損失。因此用戶迫切希望能夠有一種產(chǎn)品或者系統(tǒng)能夠解決生產(chǎn)設(shè)施大型化和連續(xù)化所面臨的控制問題。與此同時，在20世紀(jì)70年代中期，大規(guī)模集成電路取得突破性的發(fā)展，8位微處理器得到了廣泛的運用，使自動化儀表工業(yè)發(fā)生巨大的變化，現(xiàn)代意義上的DCS也應(yīng)運而生，1975年Honeywell推出了第一個DCS產(chǎn)品。
隨著造紙生產(chǎn)工藝和設(shè)備的不斷進(jìn)步，國內(nèi)制漿造紙行業(yè)對控制系統(tǒng)的自動化要求也越來越高。當(dāng)今工業(yè)自動化給工業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的變革，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗、控制污染、改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全等方面起到了重要的作用。過去在造紙生產(chǎn)中自動控制的應(yīng)用十分有限，主要集中在制漿過程的局部簡單儀表控制和紙機的電氣傳動控制方面，大量的控制內(nèi)容是通過現(xiàn)場人工調(diào)整實現(xiàn)的。改革開放以來，通過國外先進(jìn)技術(shù)裝備的引進(jìn)，使造紙生產(chǎn)中自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛。市場上對紙張質(zhì)量和價格的競爭日趨激烈，使造紙企業(yè)認(rèn)識到了投入更大的力量和資金關(guān)注自動控制技術(shù)應(yīng)用的必要性。近年來，許多廠家在生產(chǎn)過程的重點環(huán)節(jié)進(jìn)行了自控系統(tǒng)的技術(shù)改造，如蒸煮控制、盤磨控制、配漿控制、上漿流送控制、紙機傳動、紙機干燥部多段通氣控制(熱泵控制)和水分定量檢測等方面，取得了明顯的效果。正朝著整廠集中控制的方向發(fā)展。
制漿、造紙生產(chǎn)大致可分為：制漿工段、造紙工段、堿回收工段、水處理工段。作為其輔助工段，堿回收工段和水處理工段，也是造紙生產(chǎn)中重要組成部分，DCS控制系統(tǒng)在這2個工段中也得到了非常廣泛應(yīng)用。
造紙行業(yè)這兩年增長一直處于平均水平。目前在造紙行業(yè)應(yīng)用最廣泛的是ABB和Metso、中控的DCS系統(tǒng)。作為造紙行業(yè)工藝控制最為重要的一個環(huán)節(jié)QCS系統(tǒng)，目前是眾多廠商關(guān)注的焦點。過去QCS系統(tǒng)一直是ABBQCS-AC450、HoneywellTPS/QCS-達(dá)芬奇和MetsoMaxQCS。而目前Supcon、Honeywell、Siemens等廠商同樣在造紙行業(yè)DCS市場取得了一定的市場份額。
多年來，我國DCS控制系統(tǒng)市場的基本格局是國產(chǎn)DCS控制系統(tǒng)在中小工程項目市場與國外DCS控制系統(tǒng)競爭，而重大工程項目市場幾乎被國外DCS控制系統(tǒng)壟斷。這幾年，在中小工程項目市場上，國產(chǎn)DCS控制系統(tǒng)以更高的性能價格比逐漸占有優(yōu)勢。例如，現(xiàn)在一套國產(chǎn)300MW火電機組的DCS控制系統(tǒng)價格只是上世紀(jì)80年代國外DCS控制系統(tǒng)價格的三分之一，而控制的功能則大大提高。由于利潤空間的大幅度減小，有些國外DCS控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步從中小項目市場中退出。
三相異步電機不同的轉(zhuǎn)速與不同的波頭、波程、波峰相對應(yīng),因此,兩個三相異步電機不同的轉(zhuǎn)速組合便可實時再現(xiàn)模擬不同的海況。造流系統(tǒng)同樣由AnSH PLC和FX2N PLC組合控制各自的動力水泵,形成不同的水流能量。造風(fēng)系統(tǒng)由AnSH PLC控制大功率的風(fēng)機實現(xiàn)。
IOP320美卓DCS卡件METSO控制器,為了實現(xiàn)上述功能,系統(tǒng)采用分層、分單元的概念,將系統(tǒng)實現(xiàn)真正的分布式控制。其中,造波分系統(tǒng)、造流分系統(tǒng)以及造風(fēng)分系統(tǒng)分別可由兩臺PLC控制,海況的波浪有大海浪、小海浪、紋波海浪,為了真實模擬海況的特性,高頭較大的海浪由AnS PLC控制,小海浪、紋波海浪由FX2N PLC控制。造流分系統(tǒng)與之類似。只有這樣,才能模擬海況中的兩個大浪潮中含有許多的小高頭的浪潮。浪潮產(chǎn)生的過程為:由PLC的模擬輸出功能模塊輸出0~10V的控制信號控制FR-E540型變頻器的輸出頻率,變頻器實時控制三相異步電機的轉(zhuǎn)速,電機帶動造波器的漿液片打擊水面,電機的轉(zhuǎn)速不同,造成兩個波頭之間的波程和波峰的不同,這樣,三相異步電機不同的轉(zhuǎn)速與不同的波頭、波程、波峰相對應(yīng),因此,兩個三相異步電機不同的轉(zhuǎn)速組合便可實時再現(xiàn)模擬不同的海況。造流系統(tǒng)同樣由AnSH PLC和FX2N PLC組合控制各自的動力水泵,形成不同的水流能量。造風(fēng)系統(tǒng)由AnSH PLC控制大功率的風(fēng)機實現(xiàn)。
??為了提高可靠性,本控制系統(tǒng)中還設(shè)計了手動備用調(diào)速系統(tǒng),以保證在計算機故障時不影響造波。當(dāng)計算機故障時,切換裝置不需人工干預(yù),自行切換到手動備用調(diào)速系統(tǒng),操作人員可以通過電位器調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速來維持正常的造波過程。三個由AnSH PLC、FX2N PLC以及FR-E540變頻器和三相異步電機組成的三個現(xiàn)地控制單元和由PC組成的服務(wù)器、人機交互服務(wù)器架構(gòu)的系統(tǒng)配置
