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ZHBUS.DCS智能控制系统

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产品介绍

    ZHBUS.DCS智能控制系统

    一、定义

    1、智能控制系统包括:过程控制系统(DCS、PLC)、运动控制系统(机器人控制)、紧急停车系统、视频监控系统、工业实时数据库、云管理系统。系统可 以完成企业产品全过程的控制和管理。

    2、DCS:分布式控制系统(Distributed Control System)特称之 为集散控制系统(管理分散控制),控制功 能分布在各个工艺点,中控室 仅仅是管理功能,不参与实时控制。

    3、ZHBUS:将国内常用的总线(HART、MODBUS、TCP/IP、4~20mA)透传到一体的,实用的、工业级的总线结构。

    4、面向任务控制器:每个模块均具有32位ARM-MPU、64KRAM和512KFLASH内存、24位A/D转换,每个控制器都具备IO(4AI、2DI、2AO、5DO)、CPU、微型数据库、冗余通讯、冗余电源,均可独 立完成一个完整的工艺任务。

    二、特点

    1、现场层采用HART协议的优点:两线制(电源、4~20mA、数字通讯)、超强抗干扰(2KV脉冲群)

    2、控制层采用MODBUS和TCP/IP:高速度(38400b/s)、兼容性好。

    3、全系统 采用浮地技术并实现点点隔离,每一个 环节遭到毁灭性的破坏,对其他 的环节没有任何影响。

    4、支持全 数字化通讯及控制,避免了 模拟量的校准和维护量,同时使 系统精度和测量范围成倍提高。

    5、系统控 制由面向任务控制器组成,可以控 制层即可处理复杂数学模型,同时避 免了控制层的编程。

    三、系统构成

    1、云实时数据库

    1.1、服务器位于中国联通河北机房,从供电、抗震、环境、安全等 各方面达到了国家级银行、公安系统的安全级别。

    1.2、数据库 采用分布式工业实时数据库,理论上为无限点,双向处理周期为20ms,兼容了良好的视频、声频、自由报表等实用功能。

    1.3、实时数 据库具有长时间存储、复杂运算、报表自动生成,加密发布等功能。

    1.4、数据格 式兼容了国内外知名厂家的智能设备,并可为 用户定制加密的通讯协议。

    1.5、通讯方式支持3G、4G、互联网。

    1.6、应用范围:远程工业智能制造、城市管网监控、企业能 源计量等远程测量和控制。

    2、工业现场实时数据库

    2.1、组成

    工业现 场实时数据库是由:传统工业组态软件+实时数据库+视频监控+工业现场工控机组成。

    2.2、功能

    用于针对于一个车间、一个工 艺的现场实时数据库管理,安装在工艺现场,可完成 多模块间的优化协调、历史存储、报表、人机界面等功能。

    工业现 场工控机无风扇、无接插件,电子硬盘,可承受-20~70的环境。

    3、面向任务控制器


    3.1多回路控制器

    用于过程控制和计量,每个控制器都具备IO(4AI、2DI、2AO、5DO)

    序号

    型号

    描述

    功能

    1

    ZHM-1A

    温压补 偿流量积算和变送

    一组温压补偿积算、一组单通道积算(也可设 定为开关输出控制回路,用于变 送器的防冻温控)、二路变送输出、四路开关量报警输入

    2

    ZHM-1B

    单通道累积

    四通道流量累积,四组单通道积算、二路批量输出、四路开关量报警输入、四路开关量输出。

    3

    ZHM-1C

    /热量积算

    一组热量积算、一组流量积算(用于回水)、二路变送输出、四路开关量报警输入

    4

    ZHM-2A

    路PID调节

    自整定串级、前馈、曲线给定双回路调节、报警。

    3.2多轴运动控制器ZHM-4A

    十六点高速逻辑控制器:八入八出,实现与 或非可延时逻辑运算,实现多轴控制运算,运算周期1ms。

    3.3透传控制器ZHM-3A

    HART/MDBUS(RTU)转换模块,实现了4~20mA、HARTMDBUS间的透传;实现了 变送器之间和控制器之间的点点隔离;实现了HART通讯的独立轮询;提高了网络速度。

    3.4云通讯模块ZHM-5A

    将本系统485信号通过GPRS通讯方 式连接到云实时数据库,采用全透明通讯协议,兼容市场上通用的GPRS通讯模块。

    3.5称重计量模块ZHM-6A

    直接连 接现场称重传感器,进行多 传感器的数字运算,实现了高精度、高速度的精确计量。

    四、依据

    GB/T 19582-2008

    GB/T 29910.1~6-2013

    五、技术参数

    输入信号:万能输入,各种热电偶、热电阻、电压、电流、电阻信号

    变送输出:4~20mA(变送输 出的范围和输出的大小可预先设定),负载电阻≤250Ω

    报警输出:触点容量220VAC/2A

    通讯输出:RS485 通讯接口,ZHBUS-RTU 通讯协议

    精度等级:测量精度,±0.1%FS;变送精度,±0.2%FS

    工作电源:24V DC±20% 配电输出:24VDC/30mA

    温度系数:<100ppm/℃响应时间:<1s

    使用环境:环境温度,0~40℃;环境湿度,<95%RH

    绝缘强度:输入、输出和电源之间,AC1500V/min

    绝缘电阻:输入、输出和电源之间,100MΩ(DC500V)

    六、数字化 仪表的现场连接形式

    1直接更 换原有的差压变送器(模拟应用)

    过程接口与传统 的差压变送器一样;标准的4~20mA/HART输出,与原有电路完全兼容;可直接更 换原有的差压变送器;输出信号为线性流量4~20mA/HART。

    2、数字化传输

    工业级连接(ZHBUS结构):现场变 送器采用独立的两线制4~20mA/HART信号传输,意义有以下几点:

    1)独立配电、独立传输、点点隔离,具备“集中管理、分散控制”的工控原则,已有超 强的可靠性和抗干扰能力。

    24~20mA/HART信号还可利用。

    (3)实现了高速度,透传模块解决了HART协议的“呼叫等待”等不足。

    缺点:一个透 传模块只能接四台变送器。

    传统HART连接:透传模 块通过两芯电缆每一路可连接15台变送器,四路可连接60台变送器。

    缺点:不符合集散原则、速度慢。

    3与现有DCS、PLC的连接(利用原有电缆)

    对于旧系统的改造,可利用原有电缆。在控制室的DCS输入端 使用透传控制器,其作用:

    为变送器隔离配电

    ◆ 将HART/4~20mA信号分解为4~20mAMODBUS/RS485,分别提供给PLC和能源管理网络。

    实现了数字化传输:能源计 量端计算机可得到变送器的全部信息,包括介质温度、压力、差压、瞬时流量、累积流量、传感器温度等。能源计 量端计算机可对任意一台变送器进行操作,如调零。

    ◆ PLC端得到的4~20mA信号为 温压补偿后的线性信号。


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