Ⅰ 工業系統定級對象是一個具體的完整的工業系統控制,也可以是工業系統中的什麼+
咨詢記錄 · 回答於2021-10-26
Ⅱ 工業控制系統定製的對象是一個具體的完整工藝控制系統也可以是工業系統中的哪
摘要 開環控制系統
Ⅲ 工業控制系統定級對象是一個具體的完整的工業控制系統,也可以是工業系統中()
咨詢記錄 · 回答於2021-10-19
Ⅳ 工控系統對象是一個具體的完整的工業控制系統,也可以是工業系統中怎樣的一部
摘要 工業控制,你要清楚需要控制什麼動作,比如控制一個軋機恆轉速運行,就需要給軋機一個轉速信號,然後還要知道軋機現在的速度是多少,當軋機咬鋼的時候怎麼補償速度損失。
Ⅳ 工業控制系統定級對象是什麼的一部分
工業控制系統定級對象是一個具體的完整的工業控制系統,也可以是工業系統中一個相對獨立的工業控制系統。
對工業控制系統劃分信息安全等級,其定級對象是一個具體的完整的工業控制系統,也可以是這個工業控制系統中相對獨立的一部分。
以汽車製造企業為例,定級時可把沖壓、焊裝、塗裝和總裝車間整體工業控制系統進行定級,亦可對關鍵的總裝車間工業控制系統進行單獨定級,但是一般情況下工業控制系統中相對獨立的一部分的安全等級不應高於其整體的工業控制系統的安全等級。
分級規范中工業控制系統信息安全級別是依據風險影響等級來界定的,分為四級。同時對1-4級工業控制系統的特徵進行了界定,主要從受破壞後的影響程度、抵禦威脅程度、安全防護能力和上級監管四個維度進行特徵的區分和定義,對工業企業的防護粒度、上級監管力度上有顯著的等級差異,為用戶方和監管單位提供參考。
Ⅵ 也可以是工業系統中什麼的一部分
摘要 您好,很高興為您解答該問題!
Ⅶ 哪些單位的系統屬於工業控制系統
隨著工業技術的快速發展,相繼出現了集散控制系統和現場匯流排控制系統, 一些行業當中有的人認為FCS 是由PLC發展而來的;另一些行業的人認為FCS又是由DCS發展而來的。FCS與 PLC及DCS之間既有密不可分的關聯, 又存在著本質的區別。
DCS(Distributed Contorl System),集散控制系統,又稱分布式控制系統,是相對於集中式控制系統而言的一種計算機控制系統,它是在集中式控制系統的基礎上發展、演變而來的。
FCS(FieldBus Contorl Syestem),現場匯流排控制系統。它是用現場匯流排這一開放的、具有互操作性的網路將現場各個控制器和儀表及儀表設備互聯,構成現場匯流排控制系統,同時控制功能徹底下放到現場,降低了安裝成本和維修費用。
PLC(Program Logic Control ),可編程邏輯控制器。
FCS和DCS的詳細對比
FCS是由DCS與PLC發展而來,不僅具備DCS與PLC的特點,而且跨出了革命性的一步。目前新型的DCS與新型的PLC,都有向對方靠攏的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控制功能;而新型的PLC,在處理閉環控制方面也不差,並且兩者都能組成大型網路,DCS與PLC的適用范圍,已有很大的交叉。
DCS系統的關鍵是通信。也可以說數據匯流排是分散控制系統DCS的脊柱。由於它的任務是為系統所有部件之間提供通信網路,因此,數據匯流排自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。數據匯流排的媒體可以是:一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。通過數據匯流排的設計參數,基本上可以了解一個特定DCS系統的相對優點與弱點。
為保證通信的完整,大部分DCS廠家都能提供冗餘數據匯流排。為了保證系統的安全性,使用了復雜的通信規約和檢錯技術。所謂通信規約就是一組規則,用以保證所傳輸的數據被接收,並且被理解得和發送的數據一樣。目前在DCS系統中一般使用兩類通信手段,即同步的和非同步的,同步通信依靠一個時鍾信號來調節數據的傳輸和接收,非同步網路採用沒有時鍾的報告系統。
圖 傳統方式:現場級設備與控制器之間連接採用一對一I/O連線方式
圖 現場匯流排技術:使用一根電纜連接所有現場設備
PLC和DCS
PLC:
從開關量控制發展到順序控制、運送處理,是從下往上的
連續PID控制等多功能,PID在中斷站中。
可用一台PC機為主站,多台同型PLC為從站。
也可一台PLC為主站,多台同型PLC為從站,構成PLC網路。這比用PC機作主站方便之處是:有用戶編程時,不必知道通信協議,只要按說明書格式寫就行。
PLC網格既可作為獨立DCS,也可作為DCS的子系統。
PLC主要用於工業過程中的順序控制,新型PLC也兼有閉環控制功能。
DCS:
分散控制系統DCS集4C(Communication,Computer, Control、CRT)技術於一身的監控技術。
從上到下的樹狀拓撲大系統,其中通信(Communication)是關鍵。
PID在中斷站中,中斷站聯接計算機與現場儀器儀表與控制裝置是樹狀拓撲和並行連續的鏈路結構,也有大量電纜從中繼站並行到現場儀器儀表。
模擬信號,A/D—D/A、帶微處理器的混合。
一台儀表一對線接到I/O,由控制站掛到區域網LAN。
DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現場儀表(現場測控站)的3級結構。用於大規模的連續過程式控制制,如石化等。
業內人士細說PLC與DCS區別
Ⅷ 有沒有物聯網和雲計算兩者融合的具體案例
聚羧酸減水劑生產控制系統的工業物聯網框架設計與實現
嚴海蓉1,王子明2
(1.北京慧物科聯科技有限公司,北京 100124,2.北京工業大學,北京 100124)
摘要:工業物聯網既提供了在生產過程中獲取並控制聚羧酸減水劑生產設備的信息的方式,也提供了基本的網路架構,方便系統集成和擴展。該框架在分析了聚羧酸減水劑生產流程的基礎上被劃分為設備控制層、通訊層和應用服務層。根據實際應用需求,描述了工業物聯網架構可以方便接入設備,貼近工藝完成軟體,並讓機器具有智能。企業應用案例表明該系統能夠有效地實現生產狀態跟蹤監測和生產設備自動控制的目標,對進一步研究工業物聯網技術和解決方案具有一定的參考價值。
關鍵詞:工業物聯網;自動化控制系統;聚羧酸減水劑生產設備
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A
Theinstrial IOT design of automatic control system for polycarboxylate superplasticizer
YAN Hairong1, Wang Ziming2
(1.Beijing Sophtek Corp.,2. Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)
0引言
原來的聚羧酸減水劑生產自動化控制不能充分滿足生產工藝要求,存在的主要問題是:
1) 新設備接入非常困難;
2) 同類不同廠家設備不方便更換;
3) 勻速滴加過程中不能達到理想的控制速度,傳統PID演算法波動較大,常需要人工手動干預;
4) 溫度控制需要人工參與控制,無法完成全自動;
電話 扣扣53O934955
工業物聯網是工業4.0的支撐框架。物聯網被稱為繼計算機、互聯網之後,世界信息產業的第三次浪潮。它的發展離不開應用,面向工業自動化的工業互聯網技術是物聯網的關鍵組成部分[1]。工業物聯網通過將具有感知能力的智能終端、無處不在的移動計算模式、泛在的移動網路通信方式應用到工業生產的各個環節,提高製造效率,把握產品質量,降低成本,減少污染,從而將傳統工業提升到智能工業的新階段[2]。
工業物聯網框架中,整個系統具有強大的數據伺服器,能夠進行大數據的計算。在數據量足夠的時候能夠利用網路智能來幫助企業進行決策、配方優化和自動的設備維護等。
整個控制系統具有分布式智能能力。整個系統中,可以把數據都送到中控部分來完成;也可以將一些需要及時處理的,如溫度控制等,直接由現場控制來完成。系統通常分為中央控制單元和分布的現場控制單元,中央控制單元由工業控制計算機充當,現場控制單元則由高可靠、抗干擾的工業級微控制器和與當前控制需求相配套的附加電路模塊組成。依託微控制器的實時處理能力可以完成對現場生產進行實時調節控制,並且通過匯流排實現現場控制單元與中央控制單元進行數據交互,使生產過程表現出整體性、協調性,從而優化生產工藝、提高生成效率。
系統通過匯流排把各個獨立的控制模塊組織成在一起。控制模塊的獨立性,使得系統中各個分布的控制模塊檢修、升級、數量擴充都很方便,也為在生產規模擴大時控制系統擴充預留了介面。
因此工業物聯網框架才能徹底解決傳統控制的一些問題,真正貼合聚羧酸減水劑生產工藝。
1 系統概要設計
根據聚羧酸減水劑的生產過程,可以將聚羧酸減水劑自動化控制系統分為設備控制層、通訊層和應用服務層,系統框架如圖1所示。
圖1 系統框架圖
圖1中,應用服務層主要實現對生產過程中實時數據和生產狀態的跟蹤監測和管理,同時提供各種應用UI介面,用戶可以通過使用計算機、手機等手持設備登錄客戶端來訪問或獲取所需要的數據或信息等,從而實現物聯網的廠內處處可訪問。一旦將企業網路與公共網路連接,用戶登錄後就可以實現生產數據隨處可訪問。
應用服務層中還包括有控制邏輯層,控制邏輯層通過與操作人員進行交互,並且匯集、分析、存儲和處理生產過程中的實時數據和生產狀態,實現生產過程的邏輯控制。
通訊層主要實現設備控制層、控制邏輯層和應用服務層之間的可靠傳輸。
設備控制層主要實現原始數據的採集與分析、數據和狀態的上傳、控制指令的接收等。嵌入式控制器內的智能邏輯將和聚羧酸減水劑生產各工序要求的生產工藝(加料、滴加、溫度調節、pH調節)等緊密貼合,並與控制邏輯層相互通訊完成所要求的工藝精密控制。
整個系統採用劃分層次的設計思路使得系統具有很好的可移植性,各種感測器可以靈活的接入系統。這樣新系統的總體實現或者舊系統的擴展可以採用「搭積木」的方式完成構建。
2 系統詳細設計
根據以上設計的系統工業物聯網框架和體系結構,本研究將以北京某公司的具體項目為例,詳細介紹該系統的設計和應用過程。
2.1設備接入示例
基於工業物聯網架構的設計,可以很容易的接入各種設備。比如如圖2所示的聚羧酸減水劑自動化控制系統接入了一個伺服器、一個操作員站、若干顯示器、2個控制站,若干現場設備和用戶手機。
圖2.基於工業物聯網架構的設備接入實例
伺服器負責存儲生產數據,包括生產操作日誌和生產過程數據,便於生成台帳和報表。也可以與各種財務、資產管理軟體連接。同時,負責承載起區域網與大網路的連接工作。
操作員站上運行的軟體,方便操作員在中控室來操作現場各種閥門、電機等開停,從而按照工藝過程完成生產。
控制站自動獲得操作員操作命令來控制現場設備,比如閥門等,同時也自動從現場設備獲取各種狀態,比如稱重數據等傳給控制室控制機器。
現場設備是包括感測器和各類執行器,比如秤、閥門等自動工作。
圖中的手機設備是為了表示出工業物聯網框架可以任意接入設備的特性。比如,在該框架下,巡視人員可以通過手機進行接入,完整現場緊急控制一些閥門的開或者是關。經理等就可以通過手機來查看每天生產數據。
同時,對於不同廠家的同類設備,該工業物聯網框架也有較好的兼容能力。
2.2貼合工藝的軟體設計
軟體包括生產線管理軟體和工業現場控制軟體。生產線管理軟體工作於生產管理計算機,主要實現工藝管理、配方管理;通過網路,根據許可權,可調出操作人員的現場操作記錄,完成對現場的遠程管理。工業現場控制軟體工作於車間級伺服器中,主要通過與工藝以及現場布置相同的畫面顯示,使得操作人員便於操作,以實現現場設備儀表信號的採集、處理,配方管理和現場數據實時界面顯示和控制等功能。
圖3. 聚羧酸合成控制生產工藝示意圖
根據實際生產過程和自動化控制系統的特點,當前聚羧酸生產過程分大單體預化過程、 A、B料預混過程、A、B料計量罐加料過程、鹼計量罐加料過程、A、B料滴加過程、反應釜攪拌控制過程、反應釜溫度控制過程,針對不同的過程,分別實現其控制目標,從而達到完整生產過程的控制。
下面以工藝中的A、B料計量罐滴加控制為例來說明軟體設計功能。
首先控制系統為用戶提供友好的A、B滴加控制對話框,方便用戶可視化操作。用戶可以選擇採用以前輸入的備用方案進行控制,也可以選擇自己新輸入方案進行空控制。總之都能夠根據配方在規定的時間內,將指定質量的物料勻速加入到對應的反應釜中。
圖4. 啟動已存備用方案滴加
圖5 啟動自定義方案採用三階段定量滴加示例
其次控制系統採用分段式勻速滴加模式(圖5),啟動滴加時,控制系統計算出三個階段分別的預期流速。控制系統實時讀取當前計量罐的質量,並根據當前時間,計算出實時流速。控制系統根據實時流速和預期流速的差值,控制調節閥的開啟度,從而控制滴加速度。
圖6. 滴加控制效果示意圖(多階段不同流速)
最後,顯示出實時滴加工作界面(圖6),工作工作誤差一般不大於1%。
2.3機器學習的智能能力
原來控制系統由於沒有採用物聯網框架,數據存儲量不充分,從而無法讓機器自主學習。各種設備常常需要人來手工調整,設定最高最低值;控制過程需要人工進行干預,來輔助機器完成自動控制。
而現有的工業物聯網架構,擁有了專門的數據伺服器,從而可以存儲較大量的數據。而對於這些數據進行分析而產生的機器智能不可小覷。
比如,以前溫度控制時,只能根據人工經驗設定一個固定的值。反應釜的材質、容量、夾套、攪拌電機、攪拌槳葉等設備本身因素會影響調溫結果。
而往往由於冬夏的自來水、室內溫度、物料溫度、反應劇烈程度等也會影響調溫結果。因此在控制系統安裝後要進行長時間的人工參與測試來努力找到一個合適的最大最小值。而測試時間畢竟短,這個值一旦這個值固定後,後續生產時就無法輕易改變,為此生產操作員常需要來觀測這個溫度控制過程並且來參與控制,否則很難達到理想的控制效果。
再比如對於滴加控制的PID演算法,往往由設計者人為給定一個PID參數,也無法完全適應實際設備磨損等情況。
而基於工業物聯網架構的控制時,可以在伺服器端運行一個智能控制項,由它來自動學習歷史調溫或者滴加流速的變化情況,不斷訓練軟體,讓軟體重新找到合適的上下調節閾值,這樣才可以真正達到完全自動化。整個系統擁有了自己不斷學習的機器智能。
3 系統測試結果
基於工業物聯網的聚羧酸減水劑自動化控制系統在設計和開發完成後,在北京某工廠的實際生產線上投入使用。目前,該系統運行安全、穩定,大部分功能已經實現,達到了預期的效果。
在系統正式投入使用後,對系統的工業現場控制軟體、生產線管理軟體和嵌入式控制器進行了長時間的測試。針對實現過程中遇到的問題做了大量的調試工作。下面以實現滴加A料為例對系統的測試進行描述。
操作人員在控制室通過點擊用戶操作界面的A料滴加閥門按鈕進行滴加參數的配置,如圖7所示。操作人員需要輸入的參數為滴加質量和滴加時間,同時系統也支持分階段滴加。在點擊開始滴加按鈕後,伺服器會向嵌入式控制器發送滴加A料指令。
圖7 滴加A料配置界面
嵌入式控制器在接收到伺服器下發的滴加A料指令後,會進行自動化控制,實現A料的滴加操作,具體效果如圖8所示。
圖8 5個反應釜同時進行A料滴加曲線示意圖
圖8中5條不同顏色的線分別表示5個不同計量罐的A料滴加曲線,系統支持多個計量罐同時進行滴加操作。左側上升的直線表示向計量罐加入A料的過程,系統支持多個計量罐同時加料,質量控制精確,定量加料的誤差在0.1%以內。右側下降的曲線表示滴加A料過程,曲線的斜率即為速度。由圖可知,系統基本上能夠實現勻速滴加A料過程,同時,系統也支持連續4小時的滴加操作,時間誤差在1分鍾左右。
基於工業物聯網的聚羧酸減水劑自動化控制系統投入運行後,提高了聚羧酸減水劑的產品質量,提高了工藝生產的自動化程度,大大減輕了操作人員的勞動強度,提高了企業的競爭力。
4 結束語
本研究基於工業物聯網架構設計的聚羧酸減水劑自動化控制系統對聚羧酸減水劑生產過程可以進行高效的跟蹤管理,在實際應用中具有重要作用。它使聚羧酸減水劑生產設備具備了一定的數據感知、處理和通信能力,從而為企業制定更好的工藝流程提空幫助。同時,它也促使聚羧酸減水劑生產管理過程更加科學和精細化。該系統的成功開發設計為工業物聯網在化工行業的推廣打下了基礎,做出了積極地探索。
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