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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

水下控制系统网络可靠性测试方法及在乐东22-1气田的应用

针对水下控制系统网络开展可靠性测试方法研究。首先,分析水下控制系统网络结构,提出一种水下控制系统网络可靠性测试方法,测试网络的连通性及通信质量。其次,从层次结构、通信协议、冗余配置、设备接入网络方式等方面分析水下控制系统网络可靠性。最后,该测试方法成功应用于乐东22-1气田水下控制系统网络通信可靠性测试。

制氧厂空分装置自动化控制系统升级及远程集中监控的实现

酒钢动力厂制氧系统包括4套空分系统和2套公辅系统,DCS控制系统采用美国霍尼韦尔(Honeywell)公司的Experion PKS分布式控制系统,由于控制系统超期服役而故障频发、备件采购困难等问题一直是安全生产的重大隐患,通过系统升级改造彻底解决以上难题,主要针对控制系统升级和集中监控功能的实现进行论述与介绍。

智能网联汽车线控制动系统研究

随着科技的不断进步,智能网联汽车已经成为现代交通发展的重要趋势。线控制动系统在智能网联汽车中发挥重要作用,并且通过制定合理的制动控制策略,实现线控制动系统与其他系统的高度协同与集成,进行有效的制动能量回收,有利于提升线控制动系统性能。该文对智能网联汽车进行概述,分析线控制动系统的基本原理与组成,阐述其与传统制动系统的区别和优势,探讨线控制动系统优化方法,从而提高智能网联汽车的安全性和制动性能,推动智能网联汽车的可持续发展。

基于SCADA的航空发动机HMU自动化试验系统设计与应用

航空发动机HMU是发动机燃油控制系统中的一个关键单元,主要作用是根据发动机电子控制器的输入要求对燃油增压、计量以及伺服作动,为发动机提供燃油,确保发动机发挥其最佳性能,为保证其产品在生产过程中更高效率、更高精度的试验及交付过程,需要进行智能化试验系统交付平台的设计,从而消除因人工主观因素对产品的影响,针对整个系统进行网络部署和技术架构进行研究,分别采用硬件和软件两方面进行升级配置,基于LabVIEW软件进行算法程序编辑,并创新性地将程序与SCADA系统进行通讯连接,实现自动化试验的功能,同时采用二分法自动找点的方式进行自动交付报告的生成,经实际产品应用已验证其系统设计的科学可行性,满足集中控制自动化试验及交付的目标,具有非常重大的工程意义。

基于Ethernet-APL的新型工业控制系统设计

两线制以太网Ethernet-APL通信技术,以其供电、高带宽、远距离、防爆设计成为目前工业领域最具潜力的现场通信技术,国内产业链正在积极推动Ethernet-APL芯片、仪表、交换机、控制系统的研发。从工业控制系统角度,提出了Ethernet-APL新型工业控制系统可能的应用场景以及与之匹配的系统架构。同时,也对该控制系统的网络负荷、实时性、网络冗余、仪表IP分配等关键技术提出了设计方案。随着该技术的推广,将会助力仪表智能化及工厂智能制造的实现。

DCS控制系统在乙二醇控制中的应用

文章研究了DCS控制系统在乙二醇生产中的应用,探讨了其在生产控制中的优势和应用策略。首先介绍了DCS控制系统的基本结构和特点,详细分析了其在乙二醇生产中的应用现状,包括高可靠性硬件设备的应用、智能化和网络化技术的发展以及系统架构的优化;然后阐述了DCS在乙二醇生产中的优势,包括可靠性、灵活性、自动化控制、故障处理能力等方面,提出了在乙二醇生产中采用DCS控制系统的应用策略,包括广泛应用高可靠性硬件设备、采用冗余技术、实现系统容错技术等;最后,通过实验数据分析展示了DCS控制系统在乙二醇生产中的有效性和优势,实验证明其能够提高生产效率和产品质量。

城市轨道交通信号系统冗余设计及备用控制中心配置方案

目的:城市轨道交通进入网络化运营时期,对信号系统的稳定性和可靠性提出了更高要求,合理的冗余设计将大大提高信号系统的可靠性,能有效避免局部设备故障对运营的影响,因此需研究信号系统冗余配置方案。方法:介绍了信号系统备用控制中心的功能定位,分析了ATS(列车自动监控)子系统的3重冗余设计方案、冗余架构、3套主用和备用控制中心ATS系统服务器切换场景及不同场景下的设备状态,介绍了信号系统内部接口和外部接口的设计方案,对比分析了备用控制中心的信号系统配置方案。结果及结论:备用控制中心宜采用的配置方案为:信号系统设备机房内的服务器、交换机等设备均处于开启的热备状态,主控制中心和备用控制中心服务器之间采用自动切换方式。杭州地铁16号线和上海轨道交通14号线的应用表明:采用该方案可大幅提升信号系统的可靠性、冗余性,以及提高信号系统抗灾害能力,同时可降低运营成本。