基于SCADA冗余控制系统的实时历史数据冗余采集的实现和应用

介绍了基于SCADA冗余控制系统的实时历史数据冗余采集的架构设计及实现方法。实时历史数据冗余采集保证了生产数据采集的实时性、可靠性、有效性,为管理信息系统提供真实、有效的生产实时数据,提高港口粮食物流企业精细化、可追溯化管理水平,具有极为重要的现实意义和实用价值。

DC/DC变换器并联系统的新型冗余控制方法

DC/DC变换器并联系统具有可功率扩展、冗余性等优点,广泛应用于供配电系统。由于对节能环保日益增长的需求,电子设备在轻载下时间越来越长,所以需要DC/DC变换器并联系统来提高轻载效率。开-关控制法虽可以提升并联系统的效率,但无法实现并联系统的冗余。基于开-关控制法提出了一种新型冗余控制方法,同时实现了并联系统的高轻载效率与n+1冗余。首先介绍了开-关控制法的原理、优势以及存在的问题;然后详细阐述了新型冗余控制方法的电路方案与工作原理;接着计算3台变换器并联系统的电路参数及其在负载瞬态下的过冲电压;最后仿真结果表明并联系统可以正常实现n+1冗余。仿真结果表明:并联系统的20%负载效率达到89%,与其他同类电源产品相比提高了5%至10%;均流精度为4%,负载瞬态过冲电压6%。

中低速磁浮列车悬浮控制系统冗余设计方案探讨

悬浮控制系统作为中低速磁浮列车的核心子系统,其可靠性和容错能力对于列车正常运行至关重要。为提高悬浮控制系统容错能力,通过分析工程应用中的悬浮控制系统故障数据设计了一种处理器模块冗余、电源冗余以及悬浮传感器冗余相结合的悬浮控制系统方案,通过软、硬件设计搭建了新方案的样机实物并进行了初步测试。处理器模块采用双机热备冗余,电源采用双路DC24V冗余,悬浮传感器采用二乘二取二冗余。其次运用马尔可夫理论建立了悬浮冗余控制系统的可靠性模型,对系统进行可靠性分析,研究故障率、故障检测率对悬浮冗余控制系统可靠性的影响,将悬浮冗余控制系统与常规悬浮控制系统的可靠性进行对比分析。并通过Simulink和Stateflow建立主从切换状态机模型和主从切换控制系统模型,实现了逻辑仿真。研究结果表明,在悬浮控制系统生命周期内,本文提出的悬浮冗余控制系统方案相比于常规悬浮控制系统的可靠性提高了50%,提升主模块的故障检测率和降低各单元的故障率均能有效提升悬浮控制系统可靠性。在制定合适的故障检测和切换控制策略前提下,双机热备冗余设计的悬浮控制系统相比于常规悬浮控制系统更具可靠性,是提升悬浮控制系统可靠性和容错能力的有效措施,适合在中低速磁浮列车上推广应用。

集气站SIS冗余控制系统在苏里格气田的应用

川庆钻探苏里格项目经理部生产作业区各集气站原SCADA系统没有安全联锁保护功能,安全管理程度低,需进行升级改造,建设冗余安全仪表系统(SIS),SIS是对人身安全、装置设备及环境提供安全保护的装置。本文对该系统的ESD硬件组成、设计原则和逻辑编程等各方面的技术实现进行了详细说明,并对其运行效果进行了评价。实际应用表明,该系统弥补了原有控制系统中存在的缺点,能够保证装置的安全运行。

高可靠性冗余PLC在烧结脱硫脱硝控制系统中的应用研究

主要介绍高可靠性冗余PLC在烧结脱硫脱硝控制系统中的应用方案,阐述其系统主站、网关CPU、网络通信和冗余电源的主要配置及软件等方面的应用,选用了先进的冗余PLC装备和技术,实现了控制系统的全方位硬件的冗余控制,大大提高了系统的可靠性和运行效率。

冗余技术在应急救援车辆控制系统中的应用

阐述应急救援车辆的控制系统的冗余控制技术,包括硬件冗余技术和软件冗余技术。硬件冗余技术针对控制系统各组成部分,软件冗余技术针对数据处理方式和总线系统。结果证明,应用了冗余控制技术的应急救援车辆可以有效提高性能和生存能力,具有应用价值。

汽车线控转向系统电机冗余控制研究

针对电动汽车线控转向系统转向执行电机使用过程中位置传感器失效的问题,提出一种永磁同步电机无位置传感器冗余控制方法。文章选用内置式永磁同步电机作为线控转向系统的转向执行电机,首先对永磁同步电机的数学模型进行建模分析,其次利用电机转子的凸极特性,采用高频电压信号注入法获取电机转子的位置信息并进行解耦,从而实现电机的无位置传感器控制,最后在Matlab/Simulink软件中对搭建的电机控制模型进行仿真实验,证明控制策略的可行性。

双系统协商冗余热备工业控制平台设计

针对多模冗余控制系统常用的中心仲裁机制造成设计复杂、成本较高等问题,提出了无中心仲裁的双系统热备份冗余控制平台设计方案。该方案不包含仲裁设备,控制平台主要由2套完全相同的主控模块通过2对互为冗余的高速光纤通道连接组成,主控模块采用嵌入式处理器与现场可编程门阵列协同工作,且所有软硬件均为国产化选型。主控模块内部由有限状态机管理运行状态,2套模块之间利用光纤通信实现信息交互与关键数据同步,并结合协商监视替代仲裁机制实现热备份冗余。控制平台采用软硬件分层架构设计,其中硬件层由处理系统硬件和可编程逻辑硬件组成,软件层由嵌入式实时操作系统和驱动程序组成。基于控制平台开放的应用层设计能够最大程度保证用户实现业务逻辑的灵活性。

机车制动控制系统冗余设计研究

机车制动控制系统作为轨道交通机车车辆的关键核心子系统,提升制动控制系统的可靠性和可用性至关重要。开展冗余设计是提升机车制动控制系统可靠性和可用性的重要方法,该文从功能、系统和机车3个层面上梳理当前国内各型机车制动控制系统的冗余设计原理,有助于后续制动控制系统设计和优化改进。

提升耙吸船SCADA系统的服务器冗余方案研究

耙吸船SCADA系统(通常为SCADA系统,即Supervisory Control and Data Acquisition系统)在海洋工程、特别是耙吸船作业中扮演着重要角色,其负责实时监控和数据采集,确保作业的安全和效率。为提升这一系统的稳定性,服务器冗余方案显得尤为关键。基于此,本文研讨耙吸船SCADA系统的服务器冗余提升方案,所得结论仅供参考。

煤矿主斜井输送机控制系统冗余设计及应用

主斜井带式输送机是煤矿安全生产的咽喉,必须保证主斜井带式输送机的可靠稳定运行。现有的通信电缆和通信模块均是单线单模块布置,一旦一个通信模块或一路电缆损坏均会造成整套系统不能正常运行。因此设计了基于S7-400H的带式输送机冗余控制系统,实现双机热备、无缝切换,保证单台CPU故障不会引起停机,降低了主斜井带式输送机的停机风险和停机时间,提高了系统的可靠性。同时在监控方面,配套冗余WINCC监控软件和双服务器,实现上位机监控的软硬件冗余。另外,扩展IO模块均采用ET200M冗余模块,扩展相应的DI,DO,AI,AO及通信模块,实现通信链路和通信模块的冗余。与变频器的DP通信选用YLINK冗余模块,实现控制系统与变频器的冗余控制,控制和通信更可靠。所提冗余设计可以大幅提高主斜井带式输送机运行的可靠性,具有推广价值。

燃气门站SCADA系统控制策略初探

监控与数据采集(SCADA)系统已在城镇燃气工程中广泛应用,控制策略是SCADA系统的核心环节。本文以北京X燃气门站为例,叙述了燃气门站SCADA系统的控制策略,对一些具体的控制内容和对应的实现形式进行了分析,并提出了SCADA系统控制策略设计提升深化思路。

工业电气自动化SCADA系统控制的分析

我国工业发展和电气自动化技术的进步关系密切,现阶段仪器仪表控制质量也影响着工业生产安全,所以工业自动化发展必须高度重视自动化仪器仪表控制。随着工业生产引进先进技术。生产模式开始具有自动化特征,使得工业生产水平显著提升,尤其是自动化仪器仪表控制技术让仪器仪表处于良好运行状态。不过当前工业电气自动化仪表在运行管理上还存在一些问题,必须采取有效的解决措施。本文先分析仪器仪表主要技术,指出工业电气自动化仪器仪表设计需要遵守的原则,再分析工业电气自动化仪器仪表常见问题,最后提出控制措施,希望对相关研究带来一些参考。

长距离输煤管道SCADA控制系统故障分析处理

本篇文章主要探讨长距离输煤管道SCADA控制系统的故障分析处理,以某加压泵站为例,详细介绍SCADA控制系统,并对其运行故障进行识别与分类,主要包括通讯中断和闪断、数据不符、上位机发出开关阀指令时现场阀门无反应、数据刷新慢、设备异常跳停、网络安全防护等。针对上述问题,本次研究结合实际情况对故障问题进行详细的原因分析,结合实际情况提出针对性处理措施,从源头逐步检查分析,快速寻找故障发生原因并处理,总结经验并提出系统优化建议,旨在提高系统稳定性和可靠性。

基于硬冗余技术的跨座式单轨道岔驱动控制系统研究与实践

重庆市单轨道岔驱动控制系统一直采用安全型继电器构成的电气单元,其存在结构复杂、体积庞大且维修不便的缺点。为此,文章结合重庆市轨道交通2号线和3号线多年的道岔维护经验和创新实践,围绕数字化、智能化和网络化转型需求,应用新技术革命成果与轨道交通单轨道岔设备深度融合,进一步提高单轨道岔设备的可靠性与安全性水平。在不改变既有信号系统与道岔执行机构的前提下,遵循仅对道岔驱动控制系统中传统安全型继电器升级改造的原则,构建了基于西门子PLC硬冗余技术的道岔驱动控制系统,搭建了以S7—412H为核心的单轨道岔硬冗余驱动控制系统的硬件体系,制定了PLC硬冗余技术的单轨道岔驱动控制方法,提升了轨道交通运营的安全性和可靠性,为未来道岔控制系统的升级改造提供了一种科学的、合理的技术方案。

基于冗余执行器的航空发动机推力快速响应控制方法研究

面向飞/推一体化控制需求,开展涡扇发动机推力快速响应控制研究,提出了适用于推力最小相位系统的冗余控制方案。研究内容包括:(1)借鉴阀位控制思想,提出在传统燃油流量(Wf)回路基础上增设尾喷口喉道面积(A8)回路,通过挖掘冗余执行器变化速率潜力,提高推力响应速度,降低了对于燃油泵快速作动的需求,同时该方法可以使喷口在推力响应过程逐渐回中,系统具备持续的推力快速调节能力;(2)分析了A8调节推力的物理机理,指出容腔压力动力学主导的部件间流量匹配过程使得A8对推力具有直馈作用,是提高推力响应速度的有效途径。基于发动机部件级模型的评估结果表明,本文提出的方法在执行机构存在速率限制的情况下,实现了推力10 rad/s闭环带宽和A8回中的设计目标,方法可行、有效。在推力响应过程中,A8直馈作用对推力变化的贡献度最高时超过50%。随着对于推力控制模式和推力响应速度的日趋关注,应对容腔内的压力动态过程给予充分的重视。

基于冗余PLC低温加注集散控制系统研究

低温加注控制系统作为新一代运载火箭加注系统的重要组成部分,直接影响低温加注系统工作的连续性、实时性、可靠性和加注精度。以氧氮加注控制系统为例,介绍了低温加注集散控制系统的总体方案,并对冗余控制系统的实现方法进行了重点研究。该系统采用电源冗余、CPU冗余、通讯网络冗余、I/O站冗余、计算机冗余等技术,提高了控制系统的可靠性和安全性。

乘用车双电机冗余电动助力转向系统研究

为了提高电动助力转向系统的安全性以及可靠性,基于乘用车提出一种双电机冗余电动助力转向技术,采用转向执行双助力电机,可以从硬件上实现冗余,避免任意单电机发生故障时导致转向系统的失效,不仅可以满足转向系统对于轻便型、助力跟随性的要求,还可以减轻单个助力电机的负载提高电机的使用寿命。针对提出的问题,介绍了对双电机阻力转向系统整体结构及工作原理,并对其关键零部件进行分析论述。搭建双电机冗余系统仿真模型,双电机电流分配采用“一主一辅”的控制方式,并进行方向盘多种工况仿真验证。针对助力转向出现抖动问题,结合“扫频试验”,设计输出转矩超前滞后补偿方式进行相位校正补偿。通过实车试验验证了该算法的准确性和有效性。实验结果表明双冗余电动助力转向系统极大提高了转向力矩的稳定性,抑制其扰动性,有较好的助力效果,极大提高系统的可靠性和安全性。

基于多控制平台的SCADA系统设计及应用

为突破传统PLC及DCS设计专用设备监控系统的设计思路,借助重点考核试验,开展基于多控制平台的SCADA系统研制。该SCADA系统通过高级语言编程开发,采用合理的系统架构设计,将同步系统融入专家诊断技术,实现同步系统的智能化管理;通过自研模块搭建的高精度、高实时性控制平台的设计,实现工艺系统参数的实时采集,工艺流程的自动控制,再通过OPC通信程序的开发,实现所有采集参数向任意控制系统(包括同步专家系统)的对接;通过友好的UI交互管理系统设计,实现对多控制平台数据的一体化管理。设计完成的系统,已应用于多个试验系统中,运行情况良好。

去中心化分布式控制系统设计研究

针对上万个被控对象,传统的分布式控制系统无法实现控制器与服务器去中心化,导致效率低且故障率高,设计了一种去中心化分布式控制系统。该系统中的控制器、被控对象、传感器及执行器、服务器通过控制网络进行通信传输,利用冗余备份机制进行控制器动态切换,从而实现控制器去中心化,利用映射表动态更新机制使服务器对相应的被控对象进行数据运算,从而实现服务器去中心化;利用工具箱Truetime2.0及MATLAB/Simulink搭建去中心化分布式电机控制系统仿真平台,以电机为被控对象,研究冗余备份机制对去中心化分布式控制系统的性能影响以及去中心化分布式控制系统的网状网架构能否支持大规模电机正常运行。仿真结果表明,冗余备份机制有效地提高了系统运行的平稳性,系统的网状网架构足以支持上万个电机运行。