概述電氣自動(dòng)化設(shè)備管理系統(tǒng)

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1Profibus-DP總線下電氣自動(dòng)化設(shè)備管理系統(tǒng)技術(shù)

1.1對(duì)工廠設(shè)備的控制與管理

需要強(qiáng)調(diào)的是，在本篇文章中所提到的工廠工藝設(shè)備主要包括三類，一是只需要啟動(dòng)和停止的設(shè)備，如除塵器、皮帶運(yùn)輸機(jī)等，這些設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)只需要啟動(dòng)開關(guān)，設(shè)備就可一直運(yùn)行，切斷開關(guān)，設(shè)備便停止運(yùn)行；二是需要啟動(dòng)之后進(jìn)行管理調(diào)速的設(shè)備，如給料機(jī)，泵機(jī)、風(fēng)機(jī)等，這類型的設(shè)備在啟動(dòng)之后需要人為進(jìn)行調(diào)速處理，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行；三是自成系統(tǒng)的設(shè)備，常見的有破碎機(jī)、球磨機(jī)等，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)都是一套獨(dú)立的系統(tǒng)，能夠脫離其他設(shè)備系統(tǒng)而單獨(dú)存在和工作。對(duì)工廠中的工藝設(shè)備進(jìn)行管理，不同類型設(shè)備的管理目的個(gè)各不相同。對(duì)于第一類設(shè)備來說，控制管理的目的是為了保證設(shè)備的啟停順序，保證在故障情況和異常情況下能連鎖停止設(shè)備的運(yùn)行；而第二類設(shè)備的管理控制目的是為了保障設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，保持設(shè)備的良好運(yùn)行工況；第三類設(shè)備的管理目的是監(jiān)測和控制設(shè)備運(yùn)行工況。實(shí)際控制時(shí)，前兩類設(shè)備可采用連接變頻器、軟起動(dòng)器以及馬達(dá)保護(hù)器的方式來進(jìn)行設(shè)備控制，將接收到的PLC指令通過DP總線向各部分系統(tǒng)發(fā)出，同時(shí)又將設(shè)備的運(yùn)行情況（包括故障信息）反饋給PLC，使這些故障信息能夠在上位機(jī)的監(jiān)控畫面中顯示，然后經(jīng)上位機(jī)分析、處理之后，統(tǒng)計(jì)出工廠工藝設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)效率，達(dá)到控制和管理的目的。

1.2對(duì)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的管理

Profibus-DP總線對(duì)控制器和現(xiàn)場設(shè)備的管理方式主要分為兩種，一種是就地控制，另一種則是總線控制。當(dāng)采用就地控制方式加以控制時(shí)，現(xiàn)場設(shè)備的起動(dòng)和停運(yùn)工作都得依靠設(shè)備兩端的變頻器、軟起動(dòng)器以及馬達(dá)保護(hù)器等裝置，借助這些裝置安裝在就地操作箱上的起停按鈕，通過動(dòng)力站動(dòng)力補(bǔ)給方式來對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行管理和控制；而采用總線控制方式時(shí)，現(xiàn)場設(shè)備的起動(dòng)和運(yùn)行又要依靠控制器來完成，通過控制器向DP總線發(fā)送相關(guān)的起動(dòng)或停止信號(hào)，然后上位機(jī)將信號(hào)分析出來，再通過上位機(jī)監(jiān)視畫面反映給PLC，由PLC下達(dá)起停指令。事實(shí)上，無論哪一種控制方式，在實(shí)際執(zhí)行時(shí)都需要借助外力來完成，比如就地控制借助動(dòng)力站中的變頻器、軟起動(dòng)器；總線控制借助控制器和PLC指令等，在這一點(diǎn)上，兩者其實(shí)是共通的。所有在實(shí)際工作中，就地控制和總線控制是可以實(shí)現(xiàn)相互切換的，但需要注意的是，切換時(shí)一定要讓相關(guān)設(shè)備保持穩(wěn)定而安全的運(yùn)行狀態(tài)，且對(duì)于某個(gè)正在以某種頻率持續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，切換時(shí)還要特別注意控制好該設(shè)備的運(yùn)行頻率，保持設(shè)備的運(yùn)行頻率不便，做到無憂切換。

1.3PLC與控制器

控制器主要包括變頻器、軟起動(dòng)器、馬達(dá)保護(hù)器等。為實(shí)現(xiàn)總線控制，需設(shè)置控制器參數(shù)。除了基本的額定電壓、頻率、電流、功率因數(shù)、總線地址等的設(shè)置外，對(duì)于變頻器，還需要設(shè)置起停模式(如慣性斜坡等)、加減速時(shí)間、控制信號(hào)源、頻率源等；軟起動(dòng)器需要設(shè)置起停模式(如電壓、力矩)、升降壓時(shí)間、限流倍數(shù)、保護(hù)類別、輸入輸出功能等；馬達(dá)保護(hù)器需要設(shè)置操作模式、保護(hù)設(shè)置、控制設(shè)置等。初始設(shè)置一般是通過控制器本身的鍵盤完成。也可以由PLC通過DP總線對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改，并對(duì)控制器的特性進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測與控制。為對(duì)不同控制方式的電機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，PLC中設(shè)置統(tǒng)一的電機(jī)控制變量，包括電機(jī)控制類型、控制字、狀態(tài)字、頻率設(shè)定、頻率反饋、電機(jī)電流、電機(jī)功率、故障代碼。其中電機(jī)控制類型中顯示變頻器控制、軟起動(dòng)器控制、電機(jī)保護(hù)器控制、普通電機(jī)控制等信息?？刂谱种邪ㄆ鹜ｋ姍C(jī)、故障復(fù)位。狀態(tài)字包括運(yùn)行/停止、總線/就地、故障、急停、合閘/分閘等信息。頻率設(shè)定和頻率反饋對(duì)應(yīng)于變頻器，電機(jī)電流、功率、故障代碼對(duì)應(yīng)于所有總線控制設(shè)備。故障代碼是FCS較DCS優(yōu)勢(shì)之處，PLC通過總線讀取故障代碼后，可以對(duì)現(xiàn)場裝置進(jìn)行遠(yuǎn)方診斷，快速判斷故障原因，排查故障。

1.4上位機(jī)與服務(wù)器

上位機(jī)與PLC之間的通訊使得畫面可以獲得設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。如若需要生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)或關(guān)鍵的性能指標(biāo)，則需要從服務(wù)器中獲得數(shù)據(jù)。各PLC設(shè)備將總線傳輸?shù)呐c生產(chǎn)密切相關(guān)的設(shè)備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到服務(wù)器，上位機(jī)利用ActiveFactory分析報(bào)表工具讀取服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)，以跟蹤生產(chǎn)信息，并對(duì)信息進(jìn)行分析、計(jì)算、處理，得到生產(chǎn)設(shè)備的歷史曲線、臺(tái)時(shí)、整機(jī)效率、耗電量、用水量等。工廠過程數(shù)據(jù)可視化后，管理人員能夠在詳細(xì)的數(shù)據(jù)趨勢(shì)及信息基礎(chǔ)上，采取行動(dòng)優(yōu)化生產(chǎn)過程。生成數(shù)據(jù)報(bào)表及設(shè)備管理報(bào)表，提高生產(chǎn)績效。

2結(jié)束語

本篇文章對(duì)FCS現(xiàn)場總線下Profibus-DP總線控制技術(shù)進(jìn)行了分析，并通過探討其在工廠設(shè)備控制中的實(shí)際應(yīng)用情況，得出了相關(guān)的Profibus-DP總線對(duì)電氣設(shè)備智能化管理控制的實(shí)現(xiàn)方法，并指出FCS現(xiàn)場總線控制技術(shù)可通過對(duì)現(xiàn)場設(shè)備、控制器、服務(wù)器等機(jī)械設(shè)備的管理，實(shí)現(xiàn)工廠管理的綜合化與智能化，并有效提高工廠工藝設(shè)備的生產(chǎn)效率，促進(jìn)工廠經(jīng)濟(jì)效益的增長。

作者：李鵬單位：黑龍江省電力有限公司