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1、自控系统基础知识与保养维护自控系统基础知识及保养维护测量的定义：测量是将被测量与同性质的标准量进行比拟，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数。直接测量定义：在使用仪表进行测量时，对仪表读数不需要任何运算，就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。间接测量定义：在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值带入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量称为间接测量。联立测量组合测量定义：在应用仪表进行测量时若被测物理量必须经过求联立方程组，才能得到最后结果，则称这种的测量为联立测量。电测技术的优越性：用电测技术的方法对非电量进行测量，称之为非电量
2、测量技术。在当代自动化生产经过中普遍采用电测技术进行各种参数的检测，这主要是由于：优点?便于实现自动、连续的自动测量；?具有高灵敏度和准确度；?便于实现信号远距离传输和远距离测量；?反响速度快，不但能测量变化慢的非电量，而且能测量变化速度快的非电量；?测量范围宽广，能够测量非电量的微小变化量；?便于和各种自动控制器和显示仪表配套；?便于与微处理器和电子计算机接口。电测技术测量原理及方法：在非电量电测技术中，首要的问题是将各种非电量变换为电量，在检测装置中完成这种变换的环节通常称为传感器，在非电量测量中，所采用的检测原理与技术是多种多样的，目前一般采用两种分类方法：一种是按被测参数，如温度、压力
3、、位移、速度。等来分类，另一种是按传感器工作机理，如应变式、电容式、压电式、光电式等电阻温度传感器PT100,PT200,500,1000特点及性质?常用的有两线制近距离测量,三线制工程测量，四线制高精度及实验室测量?电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。?用于测量-200+500范围内的温度)?温度与电阻的变化系数0.0003851K=1电阻温度传感器误差消除原理：举例采用三线制PT100电阻测量温度，传感器与测量仪表距离200m，令AB之间电阻120欧姆，AC之间电阻120欧姆，CB之间电阻5欧姆。仪表在计算时首先检查AB两点之间的实际测量电阻130，再次测点C
4、B两端电阻5，由于CB两端的电阻一端是在一起短接的，所以安理论计算应该是0，如今测得的CB两端电阻为5欧姆，结果是计算出ABC三端的导线误差电阻为5欧姆假如采用三线制测量法仪表会自动减掉5欧姆。故障及维护：通常情况下手上有一只万用表就能够判定热电阻的好与损坏，正常的pt100在室内常温下测量以三线为例子对A、B、C端分别测量应该数据如下：A、B两端电阻应该在110125之间随温度而变化，A、C两端电阻同A、B，BC两端电阻应该为0最好，假如测出其他情况讲明电阻传感器有问题。一体化温度变送器：一体化温度变送器作为一种标准的工业测量设备主要由1不锈钢管壳、2传感器探头、3变送模块三部分组成，变送模
5、块安装在不锈钢管里面，这中安装中传感器与变送器的距离十分近，而且是完全封装在管壳中所以抗干扰能力十分强。一体化温度变送器4-20mA输出有两线制、三线制、四线制三种，两线制的成本较低最为常用，三线制、四线制一般属于高精度输出，而且还得专门给变送模块供电，布线和采购成本比拟高所以在一般工控场合很少用。一体化温度变送器：故障判定一体化温度变送器的故障判定主要由两部分组成传感器、变送模块故障，在处理故障时需要分别判定。前提是变送模块接线必须正确，变送模块输出最大电流“20mA故障时：故障一热电阻是传感器测断路电阻探头损坏或与模块接触之间不良或断线。故障二是变送器本身损坏。变送模块输出最小电流“4mA
6、或低于故障时：先用万用表测量pt100电阻丝能否正常必须断开pt100与模块之间的连接在测量，假如不断开模块测量数据不准确，电阻没问题剩下的就是模块温度。压力传感器测量原理：压力传感器是一种有源传感器，它具有频响宽、灵敏度高、构造简单、体积小等优点被广泛应用。压力传感器是采用某些物质的压电效应为基础，当物质遭到压力作用力时会在其外表上产生电荷，若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的状态，这种现场被称作压力效应。压力传感器都是通过这一原理制作的压力传感器材质：1.压电晶体2.压电陶瓷压力传感器的故障判定：压力变送器为一体化有源传感器，通常有两线制420mA电流型及输出010V三线制两种，一般三线
7、制主要以西门子公司为主，其他厂家常见的是DC或者AC30两线制较为多见，压力传感器一般比拟少见损坏的，当管道中有压力时通常能够从安装在管道上的压力表读到压力值，以此压力和变送器测量到压力做一个比拟比拟时一定要视为现场压力表和变送器在同一高度，假如不在统一高度一定目测把高低落差计算进去，变送器输出在4mA和20mA不随着现场压力变化时视为压力变送器损坏。超声波流量计超声波流量计的工作原理：当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，流量计测得流速后再根据管道的内径即可计算出管道内流体的流量。电动调节阀电磁阀干扰的类型及防护根据产生的物理原因，可
8、分下面几种：1.机械干扰2.热干扰3.光的干扰4.湿度变化的干扰5.化学干扰6.电和磁场的干扰7.射线辐射干扰原因及处理方法：机械干扰原因：机械的震动或冲击造成仪表装置的电气元件发生震动或移位，使仪表指针或信号发生抖动影响仪表工作。声波的干扰类似与机械振荡。处理办法：主要能够采取减震措施来解决，采用弹簧点或减震橡皮垫等热的干扰原因：仪表本身热量及环境温度的变化等都会引起仪表电气参数发生变化和产生热电效应而影响仪表工作。指针或信号发生抖动影响仪表工作。处理办法：能够采用热屏蔽：把仪表内用导热性较好的材料做成屏蔽罩包起来，使罩内到达一定的恒温。湿度变化的影响原因：湿度会降低仪表的绝缘，漏电流增加；
9、会使高阻值电阻下降，会使电介质常数增加，这样必然会影响仪表的正常工作。处理办法：在安时应该尽量将仪表安装在枯燥的地方，仪表节线端子及出线盒用环氧树脂和硅橡胶封灌等。化学的干扰原因：化学物品，如酸减盐及腐蚀气体等一方面会通过化学腐蚀作用损坏仪表元件和电路板，另一方面会与金属导体构成化学电压。处理办法：安装时应该尽量将仪表安装在枯燥的地方，良好密封和注意清洁对仪表是特别必要的防护化学干扰措施。电和磁的干扰原因：电和磁场能够通过感应及电路对检测仪表构成干扰，电场和磁场的变化也会在检测仪表的有关电路中感应出电压进而影响仪表的正常工作。处理办法：在使用时应尽量将仪表安装在远离磁场及高电压等场合，或着采取
10、屏蔽技术。用环氧树脂和硅橡胶封灌等。射线辐射干扰原因：射线会使气体电离，半导体发出电子等等及辐射电压进而影响检测仪表的正常工作。处理办法：射线防护是一门专业技术，主要用于原子能工业，核武器生产等方面。信号抗干扰技术屏蔽技术：沟通电源、强电设备产生的电火花以及雷电，都能产生电磁波，进而成为电磁干扰的噪声源。当距离较近时，电磁波会通过分布电容和电感藕合到信号回路构成电磁干扰；当距离较远时，电磁波则以辐射形式构成干扰。屏蔽是一种用以减小设备之间或设备内部各部分之间辐射干扰的去耦技术，其目的主要有两点：其一是将辐射限制于规定的区域；二是阻止辐射进入规定的区域。但凡属于场的干扰都可用屏蔽方法来削弱以确保
11、设备的正常工作。为了有效发挥屏蔽体的作用，还要注意屏蔽体的接地问题。控制线的抗干扰设计分布式控制系统通常具有多种控制信号，传送信号不同，则选用的传输线也不同，不同信号的传输线选择如下?a模拟量信号对高频脉冲信号的抗干扰能力是很差的，外界的各种干扰信号都能够直接迭加在模拟信号上，影响其幅值的大小。建议采用屏蔽双绞线连接。?b低电平的开关信号、数据通信线路(RS-232、RS-485等)，对低频脉冲信号的抗干扰能力比模拟信号要强，建议采用屏蔽双绞线(至少用双绞线)连接。?c高电平(或大电流)开关量的输入输出及其他继电器输入输出信号的抗干扰能力强于模拟信号及低电平开关信号、数字信号，但会干扰别的信号
12、，故建议采用双绞线连接。?d数字脉冲信号的频率一般较高，容易受外界高频感应电压影响，它在传输过程中也会产生电磁干扰，因而，应选用屏蔽电缆传送脉冲信号。?e供电线及大通断能力的断路器、开关信号线，这些电缆选择主要是由电流负载和电压等级决定。接地技术的设计强电中的地概述：接地是一种技术措施，它起源于强电技术，由于高电压功率大危及人生安全。为此有必要将电网的零线和电气设备的外壳通过导线与大地相连，使之与大地等电位以保设备和人生安全。弱电中的地概述：1。在电子测量仪表中外壳或导线屏蔽层等接着大地是着眼于静电屏蔽的需要。主要是为了通过大地给高频干扰提供低阻通路以防至对仪表的干扰。2。由于习惯的原因，在电
13、子技术中把电信号的基准电位也叫地。电子装置中的地就是输入输出公共零电位，它本身可能与大地是隔离的。3。地电位变化是产生干扰的主要原因之一，正确的接地不但具有抗干扰的作用，而且能够确保人身和设备安全。安全接地：为了安全作为三相四线制电源和电网的零线、电气设备的机壳、底盘等都需要接地。信号地线：是指模拟信号的零信号电位公共线。由于模拟信号一般较弱，因而对模拟信号接地的要求较高。?假如在一个系统中有多个直流电源时且供电都到一般收集板时一定要将两个地接到一起一点接地以减少两地之间的电位差干扰。?在控制系统中除传感器器以外有其他设备接入到输入输出通道时，必须采用差分电路传输，并且地不能与本系统相连，以避
14、免干扰和设备损坏。一、热网监控系统的必要性1、及时监测参数、了解系统工况。全面及时的把握供热系统的温度、压力、流量等参数，相当于供热系统安装了眼睛，运行人员能够“居调度室而知全局。2、均匀调节流量、消除冷热不均。通过电动调节阀自动实现温度调节，不仅提高了供热效果，同时到达了系统水力工况的自适应调节，彻底消除冷热不均。3、合理匹配工况、保证按需供热。当系统总供热量与系统总负荷不一致时可能造成全网的平均室温偏高或偏低，总供热量的浪费与缺乏总是交替出现。4、及时诊断故障、确保安全运行。故障报警系统的完善，使得运行人员能够快速把握报警发生地点，对超温、超压、泄漏、堵塞、断电等各种故障的发生做到及时诊断
15、，及时检修，保证系统安全运行。5、健全运行档案、实现量化管理。完备的历史信息数据库，能够进行各种分析、查询、统计。计算平均温度、平均电耗各种控制指标，指导系统优化运行，减少系统能耗。诸多项目表明：自控系统节能率在10%-20%。二、热网监控系统的组成1.HOMS热网运行管理软件2.STEC2000换热站自动控制系统3.现场设备4.通讯系统STEC2000换热站自动控制系统温度控制?经历曲线调节：推荐的节能形式，不用天天设定供温，只需要在供暖初期，中期和后期各设置一次即可；?固定温度调节：能在设置的时间段内根据设定的温度自动恒温运行，不参照室外温度变化而改变温度，适宜用在热源相对缺乏的情况下限制
16、前端的热量到达热量平衡分配，或要求一些站供温一样的情况下，需要手动在上位机设定供温。?分时间段调节：在经历曲线和固定供温形式下的一种附加形式，不可单独使用，是一种参照时间将一天分成4段进行供温的修正，在某些场合如学校、办公楼等换热站中应用能增加节能量；?手动开环调节：主要应用在手动调整阀门开度，无法自动控制二次供温；在特殊情况下能够测试板卡输出和阀门执行器的运行情况。压力/流量调节定压力调节：根据二次网供回水压力自动调节变频输出，使二次供回水压力稳定在设定值附近。合适压力变动频繁且变动较大的场合应用，推荐的运行形式，最大节省由于泵选择偏大造成的电力消耗；定频率调节：手动调节变频器输出，变频器在
17、设定时间内根据固定频率运行，此控制方式不考虑二次供压变化。合适压力变动不大的情况下运行；特殊情况下可测试板卡输出和变频运行状况；STEC系列控制器典型功能?数据实时收集?设备实时控制?历史数据存储?液晶画面显示?主动上传报警?开发方便易学?设备远程维护?集成多种通讯热网监控系统维护自控系统概述：自动化技术是现代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的高新技术之一；是推动新的技术革命和新的产业革命的核心技术。通俗地讲，自动化就是用机器设备或系统代替人完成某种生产任务，或者代替人实现某种经过，或代替人进行事务管理工作。严格地讲，自动化就是指在没有人的直接介入下，机器设备或生产管理经过通过自动检测、信息处理
18、、分析判定自动地实现预期的操作或某种经过。自控系统维护的必要性：随着企业生产的需要,自动化控制系统在生产中的应用越来越广泛,渐渐处于企业生产经过的核心地位,因而怎样保证自控系统的正常运行是企业必须关注的问题。固然控制系统的设备运行可靠性很高,而且在设计中也注意采用冗余容错技术来加强系统的稳定,但是系统的运行都将不可避免产生一些故障、报警等。因而在自动化仪表和监控系统日新月异的今天，为了能使控制系统持久正常运转，定期维护保养是毕不可缺少的一项工作。长期以来，由于监控系统的维护不受重视，致使很多监控设备刚刚投入使用就被损坏，原因不外乎下面几点。首先，管理部门对监控系统维护工作重视程度不够，以为没必
19、要投入过多的人力、物力及财力，因此在管理经过中忽略对监控系统设施的管理，导致系统的后期管理和维护跟不上。其次，是没有一个完备的、有计划性的监控设备维护方案。设备的维护是一项艰巨而重要的工作，对设备分类制定出维护方案，把复杂繁琐的工作变得条理化，明确化。当某个设备出现故障时，员工能够很快调出这个设备的相关资料并找到适宜的解决方案。监控中心必须配备相应的人才来维护。热网监控系统维护的主要对象：上位机是指：人能够直接发出操控命令的人机界面。比方计算机，触摸屏等设备。在屏幕上能显示各种信号变化液压，水位，温度等，进而到达监测控制的作用。在热网监控系统中上位机主要有下面几个部分：数据库服务器、通讯设备、
20、投影仪、操作台等等。对于服务器操作系统来讲，是整个监控中心的基础，假如服务器操作系统一但遭到毁坏，所建立在其基础上的软件都不能正常运行。假如把整个监控中心比作是一栋大厦，那服务器的操作系统就是这个大厦的地基，地基都不可靠了，可想而知大厦会倒蹋的。服务器操作系统维护应做到下面几点：?在服务器上不要随意安装与监控系统不相关的软件；?安装好杀毒软件，做到及时升级病毒库；?不要在服务器上随意访问不知明的网页和链接；?服务在关机的时候尽量自然关机，不要直接拔电源插座；服务器的数据库是整个监控系统的核心部件。监控中心所有的监测控制功能都是由它来掌控的。数据收集存储、曲线分析、历史数据查询、报表打印等。HO
21、MS5.0的数据库是SQLserver2000，HOMS2.0的数据库是ORACLE8.17。数据库维护是一个很专业的工作，但是对我们使用者来讲肯定是水平不够的。所以我们要做的工作也就没有那么广。服务器数据库维护指南：?在数据库安装的目录不要随意删除文件；?定期对数据库进行数据备份(详细操作软件工程师讲解)；?在数据库出现异常情况解决不了的情况下及时联络该项目负责人；监控中心的网络是联络下位机的一个纽带，没有这条纽带上位机和下位机就是两个独立的东西，也达不到监控的要求。监控中心的通讯网络一般有两大类。其一：无线方式。其二：有线方式。有线的又分很多种，大部分是属于拔号ADSL的通讯方式，走TCP
22、/IP协议。两种通讯方式各有各的长处，一般根据客户实际情况来定。要做好监控网络的维护，首先得了解通讯网络的构造。这样才能更好的维护。监控中心通讯网络维护指南：?监控中心的网络设备要保持散热通风(如交换机、ADSL猫、路由器等。)；?假如监控软件提示所有站点通讯中断，请检查监控中心的网络设备能否工作正常，操作站及服务器能否能正常上因特网；?假如监控软件提示某几个站点通讯中断，请检查该站点网络设备工作能否正常；?定期查检各通讯设备的交费情况，别由于欠费而被电信运行商停止服务了。?监控中心通讯网络维护小技巧：假如监控中心与下位站点的通讯方式为GPRS通讯方式，当上位监控软件提示通讯故障时，但监控中心
23、的服务器能够正常上因特网的情况下，能够按下面办法查找原因。1、先打开GPRS数据中心查看在线DTU有没有该通讯故障站的DTU号码。假如没有该站DTU号码，讲明该站GPRS模块工作不正常，得去该站查看。可能有下面原因：、该站GPRS模块电源异常；b、SIM卡费用不够了；c、该站可能GPRS网络信号不好，联络电信运营商解决；2、假如打开GPRS数据中心查看在线DTU,有通讯故障站点的DTU号码。讲明可能是GPRS模块与控制器的连接有故障。有两种原因：a、GPRS模块与控制连接的线接触不好；b、控制器本身可能由于电源或其它原因工作不正常，处于死机状态；我们经常用电脑的人都知道，家里的电脑用一段时间之
24、后，你偶尔打开那个主机箱的时候，会发现那主机箱里那么多灰尘。其实服务器也是一样由于长期运行，在服务器的机箱里也同样会有很多灰尘，但是那些灰尘在某种程度上是有一定的导电性的。这样可能会导致内部一些地方造成短路等故障。服务器硬件保养指南：?定期用吹风机、吸尘器等清理服务器主机箱里的尘土以防短路；?在清理主机箱的时候注意做好防静电(固然如今的电路板都有喷三防溙，但还是得注意点)；?确保主机箱上的散热风扇工作正常及通风口顺畅；?主机运行期间注意不要造成剧烈震动，这样可能会损坏硬盘或缩短寿命；下位机是指直接控制现场设备、获取设备状况的设备，一般是PLC/PAC/单片机之类的。热网监控下位机主要有下面几个
25、部分组成：强电柜(变频柜)、弱电柜(控制柜)、通讯设备、现场传感器、现场执行机构、电机等等。变频柜维护指南应做到下面9条：配电柜应安装在通风良好的配电室，必须保证变频柜的排风扇在正确的运转；定期检查各元器件外观情况，看能否有明显损伤和变色的痕迹，如有发现应具体检查其原因并更换已经明显损坏的元器件；定期用吹风机、吸尘器等清理变频柜中的灰尘，但要注意不要因而造成线头松动；对于紧固件电力电子开关元件本身除外，在运行约6个月需检查一次，其后23年再进行一次紧固；经常查看各类熔丝，十分是快速熔断器。快速熔断一般都有信号指示，但信号部分也有可能失效，因而能够在停电情况下用万用表R1挡测量熔丝电阻能否为0；
26、在电气柜带载运行时应该定期用手提式卡表分别对三相负载线电流分别测量并与柜门上电流表指示数据做一个比拟，4的误差电流算正常范围，在对三相负载分别测量时当负载对称时三相线电流应当一样，当三相负载电流不同建议对电机进行检修；当电气柜中装有大容量变频器时应在断电10分钟后再次合闸，过频繁的断电合闸容易损坏变频器；检查柜体接地能否良好，检查变频器机壳接地。十分注意变频柜接地和变频器本身的接地要互相独立；假如对变频柜维修，应在变频柜停电至少五分钟后再作相应操作，假如该变频柜中有UPS则应先将UPS关闭；长期停机再使用时要先进行检查,检查项目如下：变频柜长期停机再上电时一定要注意先通风去潮，否则可能由于潮湿
27、导致柜内绝缘降低，线路短路；外表检查:要求外表整洁，无明显损伤和凹凸不平；接线检查:能否有接头松动脱落，尤其是现场临时增加的连线；接地检查:装置必须接地可靠；器件完好性检查:装置中不得有缺件，对于易损的元件应该逐一核对，已经损坏或老化失效的元件应及时更换；控制柜属于弱电柜，里面主要有控制器在里面。能够参考变频柜的保养方法。控制柜维护指南：?定期用吹风机、吸尘器等清理服务器主机箱里的尘土以防短路；?注意控制器的模块工作能否正常，如有异常请及时更换；?注意控制柜里的接地能否正常；?控制柜在夏天的时候注意防潮，由于在热网行业夏天的时候控制柜可能不使用，为了防潮能够定期给控制柜送电，以到达去潮的效果；
28、?控制器电源模块及传感器的供电电源也是下位机中关键的设备，一但电压不稳可能导致收集参数不准，严重的可能会导致现场设备误动作。控制器电源保养指南：?定期用万用表测量给控制器供电的开关电源输出能否正常，测量给现场供电的DC24V电源电压能否稳定，假如过低或过高则通过电源自带的旋钮调回到正常状态(DC24V电源输出在10%是允许的)；?假如发现控制器供电不正常或者DC24V供电不正常，先将控制柜电源停掉，然后用万用表测量一下开关电源的输出端能否有短路现象；下位机通讯设备主要有两种，其一：GPRS/CDMA无线数据传输模块。其二：ADSL猫及路由器。第一种是无线通讯的时候使用的，第二种为ADSL通讯方式使用的。下位机通讯设备保养指南：?GPRS/CDMA设备注意其供电能否正常；?GPRS/CDMA通讯用的SIM卡要定期交费以保畅通；?ADSL猫及路由设备注意散热，温度过高可能会导致设备死机；?要注意各设备与控制器之间的连接能否可靠；