GENERAL ELECTRIC 531X211KLDAAG1 Display Card
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現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展
控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使得自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變革, 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)正是這種變革的產(chǎn)物。由于市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng),世界各大控制系統(tǒng)廠家都相繼開(kāi)發(fā)了 各自的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品。為了規(guī)范其標(biāo)準(zhǔn),IEC近期已通過(guò)了IEC61158現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn),它 包括:IEC61158TS、ControlNet、Profibus、P-Net、FF-HSE、SwiftNet、WorldFIP、Inter bus、FF-H1等。幾種標(biāo)準(zhǔn)類型的現(xiàn)場(chǎng)總線,實(shí)際上也構(gòu)成了幾種現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),也都有多家控 制系統(tǒng)公司產(chǎn)品支持。由于各廠家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)還會(huì)要保護(hù)自己過(guò)去的投資利益, 因此各廠家現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品也就各有其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)iL(zhǎng),這也使得我們?cè)趹?yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備或系 統(tǒng)時(shí),要充分考慮對(duì)象的實(shí)際特點(diǎn),來(lái)合理選擇系統(tǒng),以zui大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用。
2 實(shí)際對(duì)象分析
本文討論的對(duì)象是一個(gè)冶煉與煙氣制酸過(guò)程,它包括鋅沸騰焙燒、鉛燒結(jié),以及兩個(gè)冶煉過(guò) 程的煙氣混合后經(jīng)Monsanto動(dòng)力波洗滌再送Toposo WSA工藝制酸。其工藝流程較長(zhǎng),設(shè)備布 置的地域分布較廣,雖然鋅的焙燒過(guò)程、鉛的燒結(jié)過(guò)程以及煙氣的洗滌與制酸過(guò)程都有一定 的 內(nèi)部控制要求,但由于是將兩個(gè)冶煉過(guò)程的煙氣混合后制酸,流程中哪一個(gè)工序的變化都會(huì) 對(duì)其他工序有密切影響,因此這是一個(gè)緊密聯(lián)鎖關(guān)系的長(zhǎng)流程,流程中許多工序如動(dòng)力波 洗滌和WSA制酸等,其內(nèi)部設(shè)備的聯(lián)鎖保護(hù)與工藝參數(shù)密切相關(guān),這要求電氣設(shè)備控制 與工藝儀表監(jiān)控必須統(tǒng)一考慮,基于上述的情形,可歸納為以下需求:
①由于各工藝內(nèi)部聯(lián)鎖控制與儀表參數(shù)控制的關(guān)系密切,因而要求工藝控制過(guò)程中電儀一體化;
②由于該流程是在老廠房?jī)?nèi)進(jìn)行配置,許多設(shè)備或控制室的布置只能利用原廠區(qū)的空地或原建筑物結(jié)構(gòu),使得主控室、操作室、配電室與工藝設(shè)備距離較遠(yuǎn),且不規(guī)范,為布線工程的 考慮要求儀表控制和電氣控制現(xiàn)場(chǎng)總線化;
③由于整個(gè)工藝流程較長(zhǎng),且各工序間具有緊密聯(lián)鎖要求,因此要求整個(gè)控制和管理網(wǎng)絡(luò)化。
對(duì)于上述需求下的控制系統(tǒng)配置,顯然用前節(jié)中所提及的任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)都難以*要求,這就需要根據(jù)具體情況來(lái)作具體配置,我們對(duì)各現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和對(duì) 象需求進(jìn)行分析和比較如下: ①過(guò)程級(jí)現(xiàn)場(chǎng)總線類儀表,基于FF(H1)總線的產(chǎn)品相對(duì)較多,可選擇的余地較大,我們選擇FF現(xiàn)場(chǎng) 總線儀表;就電氣設(shè)備而言,基于Profibus D/P總線、DeviceNet總線、以及Interbus總線 的產(chǎn)品相對(duì)較多,但智能型電氣設(shè)備多集中于Profibus D/P總線和DeviceNet總線,考慮到P rofibus D/P總線上不僅可掛分散I/O、智能電氣設(shè)備,而且能掛從站型的PLC,這樣給系統(tǒng) 的配置帶來(lái)了更大的靈活性,我們選擇Profibus D/P總線作為電氣控制總線。
控制功能的分配,將具有較復(fù)雜運(yùn)算功能要求的模擬量監(jiān)控或與工藝控制有關(guān)的狀態(tài)信號(hào),由FF(H1)總線上的控制回路實(shí)現(xiàn)。對(duì)具有強(qiáng)聯(lián)鎖關(guān)系的電氣設(shè)備控制,出于速度和可靠 性考慮,選擇PLC作控制器進(jìn)行控制,對(duì)于一些用于設(shè)備聯(lián)鎖或保護(hù)的模擬量信號(hào)也由PLC進(jìn) 行控制。盡可能地將回路控制功能分配到總線設(shè)備上,我們對(duì)總線輸出設(shè)備(即閥門(mén)定位器)分配PI D功能,這就使得控制真正分散,對(duì)于少量分散的不具有總輸入功能的設(shè)備,則選擇第三方 廠家的具有FF(H1)總線接口的分散I/O來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
在Profbus D/P總線上,基于電氣設(shè)備盡量接近動(dòng)力電源的考慮,將PLC的分散I/O置于現(xiàn)場(chǎng) 配電間或主體設(shè)備處,而將PLC主站置于主控室以便于通訊調(diào)試等。對(duì)自成體系的小系統(tǒng)或 設(shè)備,則使用PLC從站而置于主體設(shè)備處附近。
②監(jiān)控級(jí)
在這一級(jí)上可選的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有:通用工業(yè)控制以太網(wǎng)、高速以太網(wǎng)HSE(尚無(wú)可選產(chǎn)品)、C ontrolNet網(wǎng)、以及Profibus-FMS網(wǎng)等。由于本對(duì)象地域分布較廣,因而我們選擇工業(yè)控制 以太網(wǎng),對(duì)于Profibus D/P總線上的PLC主站控制器和FF(H1)總線上通訊控制器之間的通 訊,考慮因高速以太網(wǎng)尚無(wú)定型產(chǎn)品,出于對(duì)通用以太網(wǎng)處理高速通訊時(shí)在可靠性方面的考 慮,我們用Modbus(RTU)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者間的通訊,同時(shí)采用客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server )模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和管理,在考慮與信息層進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí),在服務(wù)器內(nèi)配置了帶OPC的 控制管理軟件。
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