9907-164数字调速控制器发展阶段,应用领域

产品描述
这是 9907-169 型号，属于 505 和 505E 系列设备的一个单元。这些单元专为涡轮机的数字控制而设计，但它们也能够处理涡轮发电机和涡轮膨胀机的小型实用装置。
505 和 505E 系列控制模块由美国历史悠久的制造商 Woodward Inc. 设计和制造，负责 AX Control Inc. 修复材料库存中的可用设备。
9907-169 设计有一组内部印刷电路板，这些电路板设置在一个受保护的外壳中，可以安装在控制系统面板内。9907-169 配备了集成的操作员控制面板，该面板位于设备的前面板中。OCP 有两行显示屏，允许操作员在屏幕上同时查看实际值和设定值。此屏幕可在单元现场进行配置，在 OCP 下方，有一组 30 个按键用于输入命令和信息。
9907-169 旨在通知操作员任何可能的系统关闭并显着减少故障排除时间。
有一个可选的保护套可以保护 9907-169 免受任何侵入性灰尘或水蒸气的侵害，并防止受到一定程度的物理损坏。该外壳的等级为 NEMA 4X 等级。

Flex500控制系统代表了带有集成HMI显示器的新一代控制器。工业硬件平台为各种各样的涡轮机、发动机和压缩机应用提供稳定、低成本的控制。作为通用PLC的低成本替代产品，Flex500提供了简单、用户友好的GAP编程架构，以及真正的工业级长生产和支持生命周期，消除了频繁的高成本过时问题。

该平台的实时操作系统和输入输出为关键的原动机控制功能提供了确定的性能。其快速I/O扫描时间、和软件程序同步使其成为控制和保护关键高速旋转设备的理想选择。

应用:

压缩机控制和保护
蒸汽涡轮机
燃气轮机
水力涡轮机
燃气和柴油发动机
特点:

集成人机界面(HMI)显示器
强大的实时微处理器控制
快速、的板载I/O通道
将实时控制与PLC编程相结合
确定性I/O扫描速率快至5毫秒。
分布式输入/输出RTCnet和LINKnet HT compable
符合时间同步协议SNTP
DCS的网络控制连接
通用PLC的低成本替代产品
抗硫保形涂层
通过标准或危险场所认证
分布式控制系统

基于Woodward的RTCnet和/或LINKnet HT分布式I/O模块设计用作分布式控制系统，可与Flex500平台结合使用，以扩展特定应用所需的输入和输出信号的数量和类型。

以太网、串行和CAN通信端口以及相关的Modbus TCP/IP和CANopen协议也使该平台非常适合作为整个工厂DCS的一部分或立控制器。四个以太网端口和四个CAN端口为当今的关键控制系统架构提供了必要的网络灵活性和冗余。

数字控制系统又称为计算机控制系统，它是在自动控制技术和计算机技术高速发展的基础上产生的。20世纪50年代中期，经典控制理论已经发展得十分成熟，而且在很多工程技术领域中得到成功应用。 具体的来说，数字控制系统是指采用数字技术实现各种控制功能的自动控制系统。其主要类型是以计算机为核心的控制系统，包括计算机监控系统、直接数字控制系统、计算机多级控制系统和分散控制系统。
数字程序控制系统（numerical control systems），是指用代表加工顺序、加工方式和加工参数的数字码作为控制指令的数字控制系统，简数字程序控制系统称数控(NC)系统。在数控系统中通常配备的电子计算机，反映加工工艺和操作步骤的加工信息用数字代码预先记录在穿孔带、穿孔卡、磁带或磁盘上。系统在工作时，读数机构依次将代码送入计算机并转换成相应形式的电脉冲，用以控制工作机械按照顺序完成各项加工过程。数控系统的加工精度和加工效率都较高，特别适合于工艺复杂的单件或小批量生产。它广泛用于工具制造、机械加工、汽车制造和造船工业等。

作用
在传统的模拟控制系统中，控制器的控制规律或控制作用是由仪表或电子装置的硬件电路完成的，而在计算机控制系统中，除了计算机装置以外，更主要的体现在软件算法上，即数字控制器的设计上。
按设计特点分类
计算机控制系统的描述方法分为：一是将连续的被控对象离散化－－等效的离散系统数学模型，然后在离散系统的范畴内分析整个闭环系统；二是将数字控制器等效为一个连续环节，然后采用连续系统的方法来分析与设计整个控制系统。相应地，在设计方法上就可以分为：模拟化设计方法和离散化设计方法。

在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程映像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程映像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
输出刷新
当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。
小结
根据上述过程的描述，可以对PLC工作过程的特点小结如下：
①PLC采用集中采样、集中输出的工作方式，这种方式减少了外界干扰的影响。
②PLC的工作过程是循环扫描的过程，循环扫描时间的长短取决于指令执行速度、用户程序的长度等因素。
③输出对输入的影响有滞后现象。PLC采用集中采样、集中输出的工作方式，当采样阶段结束后，输入状态的变化将要等到下一个采样周期才能被接收，因此这个滞后时间的长短又主要取决于循环周期的长短。此外，影响滞后时间的因素还有输入滤波时间、输出电路的滞后时间等。
④输出映像寄存器的内容取决于用户程序扫描执行的结果。
⑤输出锁存器的内容由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。
⑥PLC当前实际的输出状态由输出锁存器的内容决定。

在可编程逻辑控制器系统设计时，应确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等，后选择有较价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。
点数估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商可编程逻辑控制器的产品特点，对输入输出点数进行圆整。
存储器容量
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。
存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。
控制功能选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
1、运算功能
简单可编程逻辑控制器的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通可编程逻辑控制器的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型可编程逻辑控制器中还有模拟量的PID运算和其他运算功能。随着开放系统的出现，在可编程逻辑控制器中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。