CN108594772A - 一种用于工业控制系统改造的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于工业控制系统改造的控制方法，对旧老系统进行技术分解，以设备种类进行有分解，具体可分解工频设备智能子站、变频设备智能子站、电动阀门智能子站、气动阀门智能子站、智能仪表采集子站、设备自带系统采集子站以及配电设备采集子站；每个智能子站配有1台不等IO数量的小型PLC和1台无线智能终端，且PLC内部开发有针对设备的控制功能块，对系统中心站通过无线采集发送过来的所需状态进行处理，控制功能块输出结果来控制设备执行机构，同时将此结果发送至中心站，从而在上位机进行监控和操作。使得老旧控制系统的升级改造成本降低；工期缩短；保证了系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统改造的控制方法，具体为一种用于工业控制系统改造的控制方法，属于工业控制系统应用技术领域。
背景技术
早期建设工厂的工业产品加工生产线、污水处理厂系统运行多年后，由于电气设备相比机械设备设计的寿命相对要短，其自控系统因年久老化、设备维护不及时，产品更新换代，备品备件停产等原因，很多设备的信号无法在上位机进行操作和监控，导致系统长期处理就地手动状态。生产运行人工成本越来载较大，设备故障率越来越高，处理出来的水质不稳定，而且水质达标率明显下降，经常出现满池或不达标排放等严重事故。
大多数企业对当前旧工业系统的控制升级改造基于设备替换和局部改进的思想，尤其是电气控制这块，造方法以更换老旧坏设备、电控箱，重新布置自控线为主。上述改造方法存在以下问题：
1、原系统配套的电气厂商联系不上或无法再提供后续服务，得不到很好技术支持。
2、业主对系统原始资料保管不善，竣工归档资料不是全终或是资料不全，导致电控自控柜重新制作，与实际不符。
3、有关当时知事人员不在当前岗位或当时情况记忆不清，给改造调试带来较大风险。
4、整个系统自控线路标识不清，利用旧线时，很多信号传递不过来，需要重新放线，增加布线成本。
5、整个改造过程复杂，施工周期较长，而且改造需要停电，造成整个旧系统必须停产。
针对当前控制方法不足，我们提出一种全新的控制方法，保证出来水质在线监测，实时达标排放。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于工业控制系统改造的控制方法，将整个系统控制的每个设备单体端元的控制设计成一个智能子站，整个系统再设立一个协调中心站，连接中控上位机。协调中心站和各个智能子站配有一个无线智能采集器，中心站与各子站构成一个无线局域网络，所有设备的工业控制逻辑和状态数据在无线局域网络中实时交互，形成一个完整的新系统，实现对旧系统的并升级改造。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种用于工业控制系统改造的控制方法，包括以下步骤：
步骤A、对旧老系统进行技术分解，以设备种类进行有分解，具体可分解工频设备智能子站、变频设备智能子站、电动阀门智能子站、气动阀门智能子站、智能仪表采集子站、设备自带系统采集子站以及配电设备采集子站；
步骤B、每个智能子站配有1台不等IO数量的小型PLC和1台无线智能终端，且PLC内部开发有针对设备的控制功能块，对系统中心站通过无线采集发送过来的所需状态进行处理，控制功能块输出结果来控制设备执行机构，同时将此结果发送至中心站，从而在上位机进行监控和操作。
优选的，所述工频设备智能子站配有4个DI开关量通道和1个DO开关通道，分别接入设备的手/自动状态、运行状态、故障状态、外部联锁及直启动作命令，子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC。
优选的，子站向中心站发送子站手/自动状态、运行状态、故障状态数据，同时接受来自中心站的工频启、停控制指令。
优选的，变频设备智能子站配有4个DI开关量通道、1个DO开关量通道、2个AI模拟量（DC4-20mA)通道和1个AO模拟量（DC4-20mA)，分别接入设备的手/自动状态、运行状态、故障状态、外部联锁、变频启动作命令，频率反馈、电流反馈和频率给定，子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC。
优选的，子站向中心站发送子站手/自动状态、运行状态、故障状态、运行频率、运行电流数据，同时接受来自中心站的变频启、停控制指令和速度给定指令。
优选的，电动阀门智能子站有7个DI开关量通道、2个DO开关量通道和1个AI模拟量（DC4-20mA)通道，分别接入设备的手/自动状态、开阀运行状态、关阀运行状态、阀开到位状态、阀关到们状态、故障状态、外部联锁、开阀动作命令，关阀动作命令、开度反馈、电流反馈和频率给定；子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC。
优选的，子站向中心站发送子站手/自动状态、开阀运行状态、关阀运行状态、阀开到位状态、阀关到们状态、故障状态、阀门开度数据，同时接受来自中心站的开阀、关阀控制指令。
本发明的有益效果是：
1、采用发明的控制方法，用无线代替有线，使得老旧控制系统的升级改造成本降低。
2、采用本方法，由于整个系统为无线控制系统，现场施工变得非常容易，施工量明显减少，工期缩短。
3、采用本方法采用基于单体设备的模块化的控制方法，保证了同类设备改造一致性，保证了系统的稳定性。
4、改造过程按设备分步局部改造进行，对原系统的整体运行影响较小或无影响。
附图说明
图1为本发明工频设备智能子站原理图；
图2为本发明的工频设备智能子站控制功能块控制流程图；
图3为本发明变频设备智能子站原理图；
图4为本发明的变频设备智能子站控制功能块控制流程图；
图5为本发明电动阀门智能子站原理图；
图6为本发明的电动阀门智能子站控制功能块控制流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，一种用于工业控制系统改造的控制方法，包括以下步骤：
步骤A、对旧老系统进行技术分解，以设备种类进行有分解，具体可分解工频设备智能子站、变频设备智能子站、电动阀门智能子站、气动阀门智能子站、智能仪表采集子站、设备自带系统采集子站以及配电设备采集子站；
步骤B、每个智能子站配有1台不等IO数量的小型PLC和1台无线智能终端，且PLC内部开发有针对设备的控制功能块，对系统中心站通过无线采集发送过来的所需状态进行处理，控制功能块输出结果来控制设备执行机构，同时将此结果发送至中心站，从而在上位机进行监控和操作。
其中，所述工频设备智能子站配有4个DI开关量通道和1个DO开关通道，分别接入设备的手/自动状态、运行状态、故障状态、外部联锁及直启动作命令，子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC；子站向中心站发送子站手/自动状态、运行状态、故障状态数据，同时接受来自中心站的工频启、停控制指令。
其中，变频设备智能子站配有4个DI开关量通道、1个DO开关量通道、2个AI模拟量（DC4-20mA)通道和1个AO模拟量（DC4-20mA)，分别接入设备的手/自动状态、运行状态、故障状态、外部联锁、变频启动作命令，频率反馈、电流反馈和频率给定，子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC，子站向中心站发送子站手/自动状态、运行状态、故障状态、运行频率、运行电流数据，同时接受来自中心站的变频启、停控制指令和速度给定指令。
其中，电动阀门智能子站有7个DI开关量通道、2个DO开关量通道和1个AI模拟量（DC4-20mA)通道，分别接入设备的手/自动状态、开阀运行状态、关阀运行状态、阀开到位状态、阀关到们状态、故障状态、外部联锁、开阀动作命令，关阀动作命令、开度反馈、电流反馈和频率给定；子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC；子站向中心站发送子站手/自动状态、开阀运行状态、关阀运行状态、阀开到位状态、阀关到们状态、故障状态、阀门开度数据，同时接受来自中心站的开阀、关阀控制指令。
本发明用无线代替有线，使得老旧控制系统的升级改造成本降低，由于整个系统为无线控制系统，现场施工变得非常容易，施工量明显减少，工期缩短；采用基于单体设备的模块化的控制方法，保证了同类设备改造一致性，保证了系统的稳定性；改造过程按设备分步局部改造进行，对原系统的整体运行影响较小或无影响，将整个系统控制的每个设备单体端元的控制设计成一个智能子站，整个系统再设立一个协调中心站，连接中控上位机。协调中心站和各个智能子站配有一个无线智能采集器，中心站与各子站构成一个无线局域网络，所有设备的工业控制逻辑和状态数据在无线局域网络中实时交互，形成一个完整的新系统，实现对旧系统的并升级改造。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种用于工业控制系统改造的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A、对旧老系统进行技术分解，以设备种类进行有分解，具体可分解工频设备智能子站、变频设备智能子站、电动阀门智能子站、气动阀门智能子站、智能仪表采集子站、设备自带系统采集子站以及配电设备采集子站；
步骤B、每个智能子站配有1台不等IO数量的小型PLC和1台无线智能终端，且PLC内部开发有针对设备的控制功能块，对系统中心站通过无线采集发送过来的所需状态进行处理，控制功能块输出结果来控制设备执行机构，同时将此结果发送至中心站，从而在上位机进行监控和操作。
2.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统改造的控制方法，其特征在于：所述工频设备智能子站配有4个DI开关量通道和1个DO开关通道，分别接入设备的手/自动状态、运行状态、故障状态、外部联锁及直启动作命令，子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC。
3.根据权利要求2所述的一种用于工业控制系统改造的控制方法，其特征在于：子站向中心站发送子站手/自动状态、运行状态、故障状态数据，同时接受来自中心站的工频启、停控制指令。
4.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统改造的控制方法，其特征在于：变频设备智能子站配有4个DI开关量通道、1个DO开关量通道、2个AI模拟量（DC4-20mA)通道和1个AO模拟量（DC4-20mA)，分别接入设备的手/自动状态、运行状态、故障状态、外部联锁、变频启动作命令，频率反馈、电流反馈和频率给定，子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC。
5.根据权利要求4所述的一种用于工业控制系统改造的控制方法，其特征在于：子站向中心站发送子站手/自动状态、运行状态、故障状态、运行频率、运行电流数据，同时接受来自中心站的变频启、停控制指令和速度给定指令。
6.根据权利要求1所述的一种用于工业控制系统改造的控制方法，其特征在于：电动阀门智能子站有7个DI开关量通道、2个DO开关量通道和1个AI模拟量（DC4-20mA)通道，分别接入设备的手/自动状态、开阀运行状态、关阀运行状态、阀开到位状态、阀关到们状态、故障状态、外部联锁、开阀动作命令，关阀动作命令、开度反馈、电流反馈和频率给定；子站标配RS485通讯接口，通过两芯双绞屏蔽线与智能无线终端的RS485接口A\B端子连接，构成具有无线传输功能的智能子站，无线终端通过无线连接中心站无线终端，且中心站无线终端通过RS485通讯接口连接中心站PLC。
7.根据权利要求6所述的一种用于工业控制系统改造的控制方法，其特征在于：子站向中心站发送子站手/自动状态、开阀运行状态、关阀运行状态、阀开到位状态、阀关到们状态、故障状态、阀门开度数据，同时接受来自中心站的开阀、关阀控制指令。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180928 |