DCS在水壓機上的應用

【摘要】
　　本文詳細描述了水壓機上使用的DCS的結構組成及其工作原理?！　?BR>　　【關鍵詞】
　　DCS（distributed control system，分布式控制系統） 水壓機 軟件 硬件 PLC 油水平衡　
　　一、 概述：
　　　　水壓機是一種利用油水平衡控制對鋼管進行靜水壓試驗的機器。它主要有以下幾部分組成：鋼管傳送裝置、水路系統、油路系統和控制系統。鋼管傳送裝置負責鋼管的進出傳送，水路系統負責鋼管進行靜水壓試驗時向鋼管里充水打壓，油路系統負責鋼管靜水壓試驗時控制封頭實現管端油水壓力平衡，控制系統負責整個設備的自動運行控制和試驗數據的自動保存和歷史數據的管理。下面對控制系統進行簡要介紹?！　?BR>　　二、 控制系統的組成：
　　　　水壓機的控制系統是一套簡單的DCS控制系統，它由硬件系統、軟件系統和人三部分組成?！　?BR>　　1. 硬件系統組成：
　　　　硬件系統主要由上位機、下位機、人機接口、現場傳感器和可執行元件組成。
　　　　上位機包括工程師站和操作員站，他們共用一臺電腦，上位機還作為數據服務器使用，存儲試驗數據。
　　　　下位機由一臺西門子S7-200 PLC擔任，它負責對現場傳感器檢測到的信號傳送給上位機進行信號處理，同時它又把上位機的控制指令翻譯成執行指令控制現場可執行元件的動作，從而實現系統整體自動協調動作，完成鋼管的靜水壓試驗。
　　　　人機接口包括鍵盤、鼠標和操作臺。利用鍵盤、鼠標，通過電腦操作畫面完成參數傳遞和實時監控顯示以及數據報表的打印等操作。操作臺完成外圍輔助設備的動作，包括鋼管傳送、油泵和水泵的起停、管端封頭的移動等。
　　　　現場傳感器有水壓傳感器和油壓傳感器，它們負責實時檢測水路系統和油路系統的壓力，將它們轉換為電信號傳送到PLC，等待進一步處理。
　　　　可執行元件包括電液比例閥、電磁換向閥、電機和信號指示燈，它們負責實現機械的各個具體動作和相關信號指示?！?BR>　　2. 軟件系統組成：
　　　　軟件系統包括：監控組態軟件、歷史數據管理軟件、PLC運行開發軟件（Step 7 Micro Win 3.2）。
　　　　監控組態軟件使用的是北京昆侖通態公司開發的MCGS系統，它包括開發環境系統和運行環境系統。它們安裝在工程師站和操作員站上，工程師有權限運行開發環境系統和運行環境系統，操作員只能運行運行環境系統。在運行環境系統里，實行分級密碼保護，不同權限的操作員只能運行對應權限的操作，工程師具有最高權限，他可以進行所有操作。工程師利用開發環境系統開發出監控程序，運行環境系統負責現場實時數據的采集和保存。
　　　　歷史數據管理軟件包括數據庫系統（Access數據庫）、數據報表查詢軟件（利用VB開發的可執行文件）、VB開發系統，它們負責歷史數據的報表查詢。
　　　　工程師利用PLC開發軟件開發出控制軟件，通過PLC系統完成所需的動作。PLC運行軟件下載到PLC存儲器，通過自動運行控制現場可執行元件的動作。　　
　　3. 人員組成：
　　　　人員組成有工程師和操作員。工程師負責控制系統的軟件維護和硬件技術支持。
　　　　操作員負責具體操作，完成水壓機的所有功能。　　
　　三、 控制系統的工作原理：
　　　　控制系統的工作原理主要分為以下幾部分：
　　　　1. 工程師設置好控制參數；
　　　　2. 根據工藝要求，操作員修改傳送工藝參數；
　　　　3. 操作員利用操作臺通過PLC控制鋼管傳送裝置完成鋼管的傳送；
　　　　4. 當鋼管到達試驗位置后，操作員通過人機接口完成管端密封和管內預充水，開始鋼管靜水壓試驗；
　　　　5. 水壓傳感器實時檢測鋼管里的水壓值，傳送到PLC進行信號分析處理，根據油水平衡原理，計算出油壓控制信號，輸出到電液比例閥的功率驅動單元，控制電液比例閥的動作，進而控制管端封頭的油壓值，實現油水平衡，完成鋼管的靜水壓試驗。油壓傳感器和水壓傳感器檢測到的信號同時被實時送到工控機里，操作員通過監控畫面實時監控試驗過程?！　?BR>　　四、 總結：
　　　　從以上的介紹可以看出：該水壓機的控制系統是一套典型的DCS控制系統，它具備了DCS的基本組成要素：上位機、下位機、人機接口、人和現場執行元件等，通過該系統，我們可以對DCS系統有一個大概的了解，便于以后更好地學習、使用和維護DCS系統，逐步改進提高現有設備的控制系統，提高設備的自動化水平，進而提高生產力水平，創造更多的經濟效益。