DCS控制與電機電器控制之間的配合研究

劉方

摘要：現階段，在我國工業發展中，對機械設備的控制方式發生了很大變化，尤其是集散控制系統與電機電器控制的應用，通過兩者間的有效配合，在極大程度上提高了機械設備的控制能力，有效保障了工業設備的運行安全。不過，集散控制系統（DCS）和電機電器控制之間是如何進行配合的，采取哪些措施能夠提高兩者的配合程度，也引起了越來越多自動化專業人士的深入思考。

關鍵詞：DCS控制;電機電器控制;

前言：近年來，現代工業的快速發展，使集散控制系統（DCS）得以被應用于各個領域，與此同時，DCS 控制與電機電器控制的配合默契也得以不斷提高，這在很大程度上提高了工業設備的自動化程度及控制水平，保障了工業設備的運行安全。

一、概述

DCS 是科技發展中的一種新興控制技術，DCS 控制系統一經面世，便廣泛應用于工業生產領域中，并給機械控制帶來了極深的影響，徹底改變了傳統的機械控制方式。比如在對內燃機的電機速度進行控制時，需要通過PLC控制器、H 橋、PWM 驅動器以及速度傳感器來實現速度精確控制，在工作過程中，速度傳感器能夠對內燃機設備的理論速度與實際速度進行采集，以此對兩者的速度差值進行估算，然后速度差值參數會通過PLC 來進行模糊化處理，并通過PWM 占空比信號進行輸出，以便于對能夠驅動內燃機電機中的H 電橋的電壓進行控制，從而達到控制內燃機運行速度的目的。對于電機電器控制來說，其控制電路主要包括主電路與邏輯控制兩個組成部分。在工作原理上，操作人員需要啟動后，使電流得以經過交流接觸器并發生吸合，在此過程中，不僅主電路中的三組主觸點會進行吸合，以確保電機得以運行以外，還有一個輔助觸點也會發生吸合，而該輔助觸點則是確保兩端短路，以便于在發生斷開時，主交流接觸器仍舊處于吸合狀態，該輔助觸點便是所謂的自鎖觸點。在啟動時，則會切斷電源，并使得主交流接觸器從原有的吸合狀態下進行斷開，相應的自鎖觸點也會隨之斷開，這樣當再次吸合時，能夠避免主交流接觸器重新進入吸合狀態。對于集散控制系統而言，其英文簡稱為DCS 系統，該系統是將微處理器作為核心而形成的一種適用于工業領域設備控制的系統，DCS 系統具有極高的自動化程度，能夠實現對工業設備的集中管理與分散控制。在軟件編程中，可通過編程符號能夠對按鈕動作進行模擬，這樣便使DCS 控制與電機電器線路控制功能的實現具備了基礎。

二、配合方式

現場操作柱的按鈕動作是可以通過跳變信號輸出進行模擬的，因此通常需要遵循以下原則，即在控制線路中將模擬停止按鈕觸點進行串聯，當模擬運行按鈕觸點時，則需在控制線路中進行并聯?？刂朴|點在引入到DCS 系統時，通常是采用24V 的繼電器觸點，在一些工廠中，由于空間的限制，往往會在DCS 電器線柜內安裝控制繼電器，但實際上這種做法并不合理。在DCS 控制與電機電器控制中，其程序主要包括兩大部分。其一是觸發器部分，其原理在于DCS 開關在發射出開信號時，因觸發器的功能需要保持不變，會使DCS 開關的開狀態得到維持。否則，如果工藝主操關閉DCS 開關，則 觸發器同樣會確保DCS 開關處于原有的關狀態。事實上，在DCS 系統中，其編程組態的控制便設置了開關量變量，其和上述程序功能是一致的。當然，人們也會產生為何不用開關量進行直接代替，這是因為在控制編程組態過程中還要由泵的運行信號來進行控制。其二是對跳變觸點特征進行利用來模擬開停按鈕，在此過程中還要應用到一些聯鎖控制點。

三、實例分析

1.10k V高壓電機的應用也越來越廣泛。大家都知道，高壓電機的控制不同于低壓電機，真空接觸器有合閘線圈和跳閘線圈。當真空接觸器合閘線圈得電后，真空接觸器合閘，高壓電機啟動;真空接觸器跳閘線圈得電時，真空接觸器分閘，高壓電機停止?，F在多數工廠都是用D C S輸出兩個高電平脈沖控制高壓電機的啟動和停止。

2.當DC S系統的CPU性能下降突然死機或者UP S電源出現故障D O模塊突然斷電，會出現不能自動將運行中的高壓電機停止的情況。要停運高壓電機，需要專門通知電氣值班人員到高壓配電室手動停止或者跑到現場按急停按鈕停止。由于不能自動將運轉的高壓電機停止，非常容易造成較大的設備損壞事故，存在著重大事故隱患。

3.電機的啟動/停止命令無論是遠程D C S控制還是本地控制，都是進入高壓微機綜合保護器之后，再由高壓微機綜合保護器輸出到真空接觸器的合閘/跳閘線圈得電動作;急停開關則不通過高壓微機綜合保護器直接接到真空接觸器的跳閘線圈上面。D C S控制真空接觸器需要的是合閘和分閘兩個信號，這兩個信號都是用的3s的脈沖輸出信號，真空接觸器動作之后會自動儲能。由于在分閘回路中使用的是繼電器的常開觸點，所以在高壓電機運行過程中，繼電器是不會得電的。高壓電機常規的D C S控制邏輯，只有當程序發出停止命令時，才會輸出上升沿脈沖信號，繼電器得電吸合，真空接觸器的跳閘線圈得電，高壓電機停止。如果出現P LC的CPU死機或者模塊突然斷電的情況，由于不會再有命令信號輸出，此時就會出現上述電機不能停止的故障現象。在原來的邏輯程序脈沖功能塊后面加一取反控制的程序塊。正常運行時D C S一直發出的上升沿信號，讓分閘的信號一直有輸出，繼電器一直處于得電狀態;由于已經把繼電器的常閉觸點（繼電器線圈得電時，觸點是斷開的）接在跳閘線圈中回路中，此時真空接觸器的跳閘線圈是沒有電的;當需要停止時;即相當于輸出3 s的下降沿脈沖;停止繼電器線圈失電，此時繼電器的常閉觸點閉合，高壓柜真空接觸器的跳閘線圈得電，控制高壓電機停止。這樣改進之后，一旦出現CPU斷電或者死機，系統中所有的D O點全部沒有輸出，此時繼電器線圈也失電，的常閉觸點閉合，高壓柜真空接觸器跳閘線圈得電，所控制的高壓電機就會停止。該系統在各個泵的控制箱自鎖觸點中并聯了相應的開啟觸點，還有一些泵是利用DCS 編程進行斷電恢復的，而斷電報警觸點則用來取樣低配母線電壓，并且DCS 除了能夠對電機進行開停外，還能記錄泵的運行狀態，如果供電恢復，在經過一段時間后，會通過TEMPI 來對觸發信號進行輸出，以確保泵的恢復運行。

結束語：總而言之，DCS 控制與電機電器控制之間的配合能夠在許多方面進行應用，可保障工業生產安全，提高企業對生產設備的管理水平。隨著人們對兩者配合研究的不斷深入，通過DCS 控制與電機電器控制的高效配合，必將使工業領域取得更加理想的控制效果。

參考文獻

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