GENERAL ELECTRIC 531X211KLDAAG1 Display Card

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現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展

   控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變革， 現(xiàn)場總線技術(shù)正是這種變革的產(chǎn)物。由于市場的驅(qū)動，世界各大控制系統(tǒng)廠家都相繼開發(fā)了  各自的現(xiàn)場總線產(chǎn)品。為了規(guī)范其標準，IEC近期已通過了IEC61158現(xiàn)場總線標準，它  包括：IEC61158TS、ControlNet、Profibus、P-Net、FF-HSE、SwiftNet、WorldFIP、Inter  bus、FF-H1等。幾種標準類型的現(xiàn)場總線，實際上也構(gòu)成了幾種現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，也都有多家控  制系統(tǒng)公司產(chǎn)品支持。由于各廠家對現(xiàn)場總線產(chǎn)品開發(fā)時還會要保護自己過去的投資利益，  因此各廠家現(xiàn)場總線產(chǎn)品也就各有其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ｉL，這也使得我們在應(yīng)用現(xiàn)場總線設(shè)備或系  統(tǒng)時，要充分考慮對象的實際特點，來合理選擇系統(tǒng)，以zui大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢作用。

2 實際對象分析

   本文討論的對象是一個冶煉與煙氣制酸過程，它包括鋅沸騰焙燒、鉛燒結(jié)，以及兩個冶煉過 程的煙氣混合后經(jīng)Monsanto動力波洗滌再送Toposo  WSA工藝制酸。其工藝流程較長，設(shè)備布 置的地域分布較廣，雖然鋅的焙燒過程、鉛的燒結(jié)過程以及煙氣的洗滌與制酸過程都有一定 的  內(nèi)部控制要求，但由于是將兩個冶煉過程的煙氣混合后制酸，流程中哪一個工序的變化都會 對其他工序有密切影響，因此這是一個緊密聯(lián)鎖關(guān)系的長流程，流程中許多工序如動力波  洗滌和WSA制酸等，其內(nèi)部設(shè)備的聯(lián)鎖保護與工藝參數(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程中電儀一體化;

②由于該流程是在老廠房內(nèi)進行配置，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，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)場總線化;

③由于整個工藝流程較長，且各工序間具有緊密聯(lián)鎖要求，因此要求整個控制和管理網(wǎng)絡(luò)化。

    對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)場總線結(jié)構(gòu)都難以*要求，這就需要根據(jù)具體情況來作具體配置，我們對各現(xiàn)場總線標準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和對  象需求進行分析和比較如下： ①過程級現(xiàn)場總線類儀表，基于FF(H1)總線的產(chǎn)品相對較多，可選擇的余地較大，我們選擇FF現(xiàn)場  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，由FF(H1)總線上的控制回路實現(xiàn)。對具有強聯(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作控制器進行控制，對于一些用于設(shè)備聯(lián)鎖或保護的模擬量信號也由PLC進 行控制。盡可能地將回路控制功能分配到總線設(shè)備上，我們對總線輸出設(shè)備(即閥門定位器)分配PI  D功能，這就使得控制真正分散，對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來進行數(shù)據(jù)采集。

   在Profbus D/P總線上，基于電氣設(shè)備盡量接近動力電源的考慮，將PLC的分散I/O置于現(xiàn)場  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

    在這一級上可選的網(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(尚無可選產(chǎn)品)、C  ontrolNet網(wǎng)、以及Profibus-FMS網(wǎng)等。由于本對象地域分布較廣，因而我們選擇工業(yè)控制 以太網(wǎng)，對于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)尚無定型產(chǎn)品，出于對通用以太網(wǎng)處理高速通訊時在可靠性方面的考  慮，我們用Modbus(RTU)來實現(xiàn)兩者間的通訊，同時采用客戶機/服務(wù)器(Client/Server  )模式進行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和管理，在考慮與信息層進行數(shù)據(jù)交換時，在服務(wù)器內(nèi)配置了帶OPC的 控制管理軟件。

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