工業(yè)自動(dòng)化是指機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程在不需要人工直接干預(yù)或較少干預(yù)的情況下,按預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)測(cè)量、操縱等信息處理和過(guò)程控制的統(tǒng)稱。按功能劃分,自動(dòng)化控制具體包括控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、反饋系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等,其中的控制系統(tǒng)被稱為是工廠的“大腦”,是工業(yè)生產(chǎn)尤其是流程工業(yè)的和基礎(chǔ),其安全穩(wěn)定性、效率性直接影響生產(chǎn)流程各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)一般包括儀器儀表系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、執(zhí)行調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。即集散控制系統(tǒng),由輸入輸出模塊、通信模塊、控制器和人機(jī)界面組成,是一種以控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為基礎(chǔ),將相關(guān)工藝信號(hào)匯集到系統(tǒng)中,由操作站進(jìn)行監(jiān)視或其他控制操作,以分散控制、集中操作、分級(jí)管理為主要特征的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。側(cè)重于局部邏輯控制相比,DCS更注重模擬量的控制,因此DCS系統(tǒng)擁有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸和管理能力,這也是大型項(xiàng)目廣泛應(yīng)用DCS系統(tǒng)的主要原因。
21世紀(jì)的控制系統(tǒng)將是網(wǎng)絡(luò)與控制結(jié)合的系統(tǒng)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)(Networked Control System,簡(jiǎn)稱NCS)的研究已經(jīng)成為當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域中的課題之一。隨著通信網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)嵌入控制系統(tǒng),這很大地豐富了工業(yè)控制技術(shù)和手段,使自動(dòng)化系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)、控制方法以及人機(jī)協(xié)作方法等方面都發(fā)生了較大的變化,與此同時(shí)也帶來(lái)了一些新的問(wèn)題,如控制與通信的耦合、時(shí)間延遲、信息調(diào)度方法、分布式控制方式與故障疹斷等。
混合勵(lì)磁同步電機(jī)(hybrid excited synchronous machine, HESM)是一種寬調(diào)速電機(jī),它結(jié)合了永磁同步電機(jī)和電勵(lì)磁同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),又克服了它們各自的缺點(diǎn)。因此,它在寬速度運(yùn)行范圍的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。 混合勵(lì)磁同步電機(jī)的基本由于混合勵(lì)磁電機(jī)在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的直接調(diào)節(jié)與控制,突破了傳統(tǒng)永磁電機(jī)通過(guò)電樞電流矢量控制實(shí)現(xiàn)弱磁或增磁的局限,結(jié)構(gòu)上可有多種實(shí)現(xiàn)方式。 按照轉(zhuǎn)子(動(dòng)子)的運(yùn)動(dòng)方向可分為旋轉(zhuǎn)式混合勵(lì)磁電機(jī)和直線式混合勵(lì)磁電機(jī);從電機(jī)永磁體放置位置可分為轉(zhuǎn)子永磁型混合勵(lì)磁電機(jī)和定子永磁型混合勵(lì)磁電機(jī)。
以上這些硬件的改進(jìn),導(dǎo)致了PLC的產(chǎn)品系列的豐富和發(fā)展,使PLC從小的只有10個(gè)I/O點(diǎn)的微型PLC,到可以達(dá)到8000點(diǎn)的大型PLC,應(yīng)有盡有。這些產(chǎn)品系列,用普通的I/O系統(tǒng)和編程外部設(shè)備,可以組成局域網(wǎng),并與辦公網(wǎng)絡(luò)相連。整個(gè)PLC的產(chǎn)品系列概念對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),是一個(gè)非常節(jié)約成本的控制系統(tǒng)概念。
與硬件的發(fā)展相似,PLC的軟件也取得了的進(jìn)展,大大強(qiáng)化了PLC的功能:
·PLC引入了面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ撸⑶腋鶕?jù)國(guó)際電工的IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)形成了多種語(yǔ)言;
· 小型PLC也提供了強(qiáng)大的編程指令,并且因此延伸了應(yīng)用領(lǐng)域;
關(guān)于DCS控制站的系統(tǒng)軟件,包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言及編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、自診斷系統(tǒng)等,只是完善程度不同而已。第二代DCS控制站開始有面向過(guò)程語(yǔ)言和語(yǔ)言;第三代DCS控制站的系統(tǒng)軟件可以完成離線組態(tài)及在線修改控制策略。為了完成控制策略,對(duì)于順序控制和批量控制組態(tài)編程,各種DCS控制站采用不同的方法。
DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和語(yǔ)言功能等,其中工程師功能中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)通用(Utility)功能,還有系統(tǒng)配置、操作標(biāo)記、趨勢(shì)記錄、歷史數(shù)據(jù)管理、總貌畫面組態(tài)、控制站組態(tài)、工藝單元或區(qū)域組態(tài)等。
PLC有三種輸入類型。一是直流輸入,一般為DC24V或DC12V,分為源輸入和漏輸入。源輸入是指輸入電壓為0V,COM端接24V,漏輸入是指輸入電壓為24V,COM端0V;二是交流輸入,輸入規(guī)格為AC220V;第三種輸入是模擬量輸入,規(guī)格為0-20MA電流信號(hào)、4-20MA電流信號(hào)。
plc輸出有三種類型:種是繼電器輸出,繼電器輸出反應(yīng)速度慢,輸出電流大,一般達(dá)到2A,但觸電壽命短,輸出頻率低,大1HZ;二是晶體管輸出,晶體管輸出反應(yīng)速度快,輸出電流小,接觸壽命長(zhǎng),輸出頻率高,可達(dá)到10KHZ;三是模擬輸出,規(guī)格一般為0-20MA電流信號(hào)、4-20MA電流信號(hào)、0-5V電壓信號(hào)、0-10V電壓信號(hào)等。