机械式蠕变持久试验机测控系统的改造

　　1　集散控制系统的简介

　　1.1　集散控制系统的概念

　　DCS(Distributed Control System)是分散控制系统的简称。国内一般习惯称之为集散控制系统。DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer),通信(Communication )、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

　　1.2　集散控制系统的分类

　　从信息系统的角度来看,DCS是一个数据通信系统,具有不同的网络结构,连接着功能各异的一个个节点,实现节点间的信息传送与互换;从计算机系统的角度来看,DCS分为硬件系统和软件系统。硬件系统由一系列以微处理器为基础的智能模件、过程通道、通信接口和各种外部设备组成;软件系统由对系统进行管理的操作系统、数据库系统、数据通信软件、组态软件和对过程进行管理的操作系统进行控制的一系列标准化功能模块组成。

　　1.3集散控制系统的特点

　　a.高可靠性:系统结构采用容错设计;

　　b.开放性:DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计;

　　c.灵活性:进行软硬件组态,方便地构成所需的控制系统;

　　d.易于维护:功能单一的专用计算机,具有维护简单、方便的特点;

　　e.协调性强:整个系统信息共享,协调工作;

　　f.控制功能齐全:各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等,随着计算机技术的发展,DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能,如计划调度、仓储管理、能源管理等。

　　1·4　测控系统的改造项目是DCS系统

　　本文所阐述的测控系统改造项目,通过RS485总线组成了DCS系统结构。

　　2　长时试验设备的改造

　　长时试验设备主要指机械式蠕变、持久试验机,每次试验持续时间较长,动辄上百、上千小时,乃至上万小时,有别于短时试验设备。

　　2.1　蠕变持久试验机的试验原理

　　将试样加热至规定温度,施加轴向拉伸力并保持恒定,将试样拉至规定变形量或断裂,测定其蠕变或持久性能。

　　2.2　蠕变持久试验机的特点

　　每次试验运行时间较长、在一定温度环境下,要求高可靠性、稳定性、安全性;要有报警、节能等措施;要做到群检、群控。

　　2.3　长时试验设备的现状

　　以某企业试验室为例,现有机械式持久蠕变试验机近90台,为20世纪70年代产品,加载方式采用砝码加载方式。控制系统采用专用计算机和硬件板卡,可维护性差,若计算机出现故障,则所有设备均不能正常工作,造成系统崩溃;变形测量元件采用差动变压器(LVDT),通过专用放大器调理及显示,不仅精度差,而且放大器有长时漂移现象;加热炉温度控制系统的触发元件为固态继电器(SSR),是一种通/断控制,影响炉丝寿命,经常出现炉丝烧断现象;温度测量采用专用测量卡,其冷端补偿为接点或控制柜所在环境温度,偏差大且易受环境温度波动影响,不一致性偏大(2~4℃);所有采集数据无自动记录措施,只能手工记录,易造成人为误差。随着企业规模的日益扩大,自动测量技术的飞速发展,材料性能测试的精度等要求越来越高,对现有的持久、蠕变试验机自动测量控制系统的改造需求日趋迫切。