Smar公司現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用
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2. 操作站
該系統(tǒng)的操作站由工業(yè)PC機(jī)和總線過(guò)程控制接口卡PCI(Process Control Interface)及組態(tài)軟件構(gòu)成，每塊PCI卡下接4條通道，每條通道在防爆條件下可掛接4個(gè)Smar安全柵，每個(gè)安全柵下可接4臺(tái)Smar302系列現(xiàn)場(chǎng)智能儀表。這套聯(lián)合裝置中每個(gè)裝置的兩個(gè)操作站安裝完全一樣的軟件，既能同時(shí)操作，又起到工作冗余的功能，是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制的主要人機(jī)對(duì)話設(shè)備。圖1、2分別為硫磺回收裝置及富液再生裝置現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的配置圖。
圖中PCI為總線過(guò)程控制接口；SB302為Smar安全柵；LD302為Smar差壓變送器；TT302為Smar溫度變送器；FP302為Smar氣動(dòng)信號(hào)與總線接口。
三 系統(tǒng)的軟件及組態(tài)
系統(tǒng)的組態(tài)軟件為對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備進(jìn)行組態(tài)的工具軟件Syscon以及對(duì)操作站組態(tài)的通用工控軟件AIMAX-WIN，運(yùn)行平臺(tái)均為Windows操作系統(tǒng)。
1. Syscon工具軟件
Syscon軟件通過(guò)PC機(jī)或筆記本電腦和總線物理接口PCI或BCI對(duì)Smar現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行組態(tài)、維護(hù)和操作，具有友好的人機(jī)界面，直觀易懂，對(duì)復(fù)雜控制回路的實(shí)現(xiàn)尤為方便。
該軟件采用菜單及對(duì)話框操作，定義每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，建立一個(gè)設(shè)備地址網(wǎng)，確定其工作要求，同時(shí)將組態(tài)信息下裝到各現(xiàn)場(chǎng)儀表中去，在線操作時(shí)，可將所需的參數(shù)和狀態(tài)讀出來(lái)，也可通過(guò)對(duì)話框在線修改各種參數(shù)和狀態(tài)，再發(fā)送到相應(yīng)儀表中去，使整個(gè)系統(tǒng)全面激活，以適應(yīng)各種生產(chǎn)控制和操作的需要，對(duì)于系統(tǒng)維護(hù)十分有用。
2. AIMAX-WIN通用工控軟件
AIMAX-WIN軟件是功能豐富、操作方便的工控軟件，在這套裝置中支持現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，并使PLC與操作站之間進(jìn)行通信。
AIMAX-WIN軟件由系統(tǒng)組態(tài)、實(shí)時(shí)運(yùn)行及系統(tǒng)維護(hù)3部分構(gòu)成，如圖3所示，其前臺(tái)的任務(wù)主要是在CRT上顯示各種過(guò)程數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，如流程圖、趨勢(shì)、報(bào)警等，并允許操作員進(jìn)行必要的各種操作，如修改參數(shù)值、改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)、報(bào)警確認(rèn)等，在后臺(tái)運(yùn)行的是多任務(wù)核心，負(fù)責(zé)調(diào)度前、后臺(tái)各個(gè)任務(wù)，以滿足工業(yè)實(shí)時(shí)要求，完成通信、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)采集和記錄等，還允許同時(shí)執(zhí)行多個(gè)用戶程序。
3. FCS系統(tǒng)組態(tài)
FCS的結(jié)構(gòu)比DCS簡(jiǎn)單，但對(duì)操作界面的要求基本相同，在組態(tài)過(guò)程中，我們參照DCS的人機(jī)界面來(lái)設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的功能。
利用這套軟件，組態(tài)生成的人機(jī)界面主要有工藝流程圖畫(huà)面、操作面板、單點(diǎn)顯示畫(huà)面、控制組畫(huà)面、實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)組畫(huà)面及聯(lián)鎖系統(tǒng)畫(huà)面等，以實(shí)現(xiàn)操作和監(jiān)視工藝過(guò)程。在工藝流程圖畫(huà)面上實(shí)時(shí)顯示PV值，通過(guò)調(diào)用操作面板顯示某點(diǎn)的棒圖及相關(guān)參數(shù)，調(diào)用單點(diǎn)顯示畫(huà)面提供某一回路的全部參數(shù)及趨勢(shì)圖；另根據(jù)工藝流程先后次序和工藝參數(shù)的相關(guān)聯(lián)系，將顯示儀表相應(yīng)組合在一起，形成控制組畫(huà)面；允許用戶監(jiān)視查閱在一定時(shí)間周期內(nèi)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史數(shù)據(jù)。此外，亦實(shí)現(xiàn)了PLC的數(shù)據(jù)及狀態(tài)與操作站之間的通信，由CRT監(jiān)視聯(lián)鎖系統(tǒng)的畫(huà)面及狀態(tài)。
同時(shí)，為避免操作人員的誤操作，設(shè)有4級(jí)保護(hù)密碼，可使不同級(jí)別的操作人員設(shè)定自己的密碼，保證在各自權(quán)限內(nèi)修改參數(shù)，以確保操作的可靠性。
通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的組態(tài)，我們充分感受到這套軟件具有豐富的功能，它可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的意圖靈活制出各種風(fēng)格和需要的人機(jī)界面，甚至DCS所沒(méi)有的功能。但由于AIMAX為通用軟件，與DCS的專用軟件相比，在人機(jī)界面軟件組態(tài)時(shí)較復(fù)雜些，需要組態(tài)人員的開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新。
四 小結(jié)
(1)傳統(tǒng)的模擬信號(hào)只能單方向傳輸單一信息，一對(duì)一的布線方式使系統(tǒng)顯得龐雜，安裝費(fèi)用大，而利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)只需通過(guò)一對(duì)屏蔽雙絞線即可將現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)儀表、變送器、執(zhí)行器、控制儀表等相關(guān)的智能儀表之間互連并與控制中心相連， 實(shí)現(xiàn)在同一通道上分時(shí)、雙向、高精度地傳輸多個(gè)信息，完成檢測(cè)控制要求，使操作人員能實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)儀表工作和狀態(tài)的直接反饋信息，提高了技術(shù)性能，也節(jié)省了大量電纜、降低了成本和施工費(fèi)用。
(2)借助于成熟的傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)字通信技術(shù)，智能變送器的技術(shù)指標(biāo)、電氣性能都高于普通變送器，并具有實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與控制室的數(shù)字通信功能，直接實(shí)現(xiàn)與微機(jī)的通信，取消了數(shù)模轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，節(jié)省了I/O卡，為樹(shù)狀結(jié)構(gòu)分時(shí)、分址通信提供了必要條件，獲得遠(yuǎn)比模擬技術(shù)優(yōu)越的遠(yuǎn)程通信能力和良好的抗干擾信息傳輸，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。
(3)FCS削弱了控制站及I/O卡的功能，增強(qiáng)了回路的自治性，在配置控制系統(tǒng)時(shí)可以按照回路的實(shí)際數(shù)量來(lái)進(jìn)行配置，而不必考慮控制柜的可擴(kuò)展安裝空間、卡件的備用量等，具有更高的靈活性。
(4)由微機(jī)替代原顯示儀表，將整個(gè)工藝流程及聯(lián)鎖系統(tǒng)做成動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示在屏幕上，實(shí)現(xiàn)了集中管理，操作簡(jiǎn)單安全，系統(tǒng)反應(yīng)迅速，復(fù)雜回路容易實(shí)現(xiàn)，維護(hù)方便，協(xié)調(diào)了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
(5)FCS與目前尚處于主流地位的DCS控制系統(tǒng)相比，仍有一些更值得期待的地方：DCS控制系統(tǒng)已有多年的使用經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)更趨于成熟穩(wěn)定，其系統(tǒng)組態(tài)相對(duì)而言更為簡(jiǎn)單；雖然DCS功能集中，但其控制器、通信系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等均有可靠的冗余，其可靠性比現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)更高；DCS在解決一些異常復(fù)雜的控制方案的能力要比FCS強(qiáng)得多等。
Smar現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)目前已在硫磺回收裝置中建成投用，運(yùn)行良好并受到好評(píng)，相信通過(guò)不斷地發(fā)展和完善，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將會(huì)吸引越來(lái)越多的用戶。
評(píng)論