現(xiàn)場(chǎng)總線在煤氣凈化洗滌PLC系統(tǒng)中的應(yīng)用
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2．3下位控制站
我們的控制站采用了德國(guó)西門子公司的S7-300系列PLC，包括四個(gè)高爐的系統(tǒng)和一套公共管網(wǎng)系統(tǒng)，總共用五套西門子S7315-2DP的PLC系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
2．4現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸站
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，我們需要采集的信號(hào)主要包括熱電阻信號(hào)、各種變送器的4～20mA模擬量信號(hào)、數(shù)字量信號(hào)等，還要輸出模擬量電流信號(hào)用于控制調(diào)節(jié)閥，由于各個(gè)高爐的變送器距離集中控制室比較遠(yuǎn)，我們采用了德國(guó)西門子公司的ET200系列設(shè)備來(lái)構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸站，通過(guò)PROFIBUS-DP總線向控制站傳送和接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這樣，我們可以就近把變送器的信號(hào)接入傳輸站，并可就近輸出4～20mA的控制信號(hào)來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥，主要由ET200B熱電阻模板采集熱電阻信號(hào)，由ET200B標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸入模板采集4～20mA電流信號(hào)，由ET200eco數(shù)字量模板采集數(shù)字量信號(hào)輸入，由ET200B標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸出模板輸出控制信號(hào)。這些數(shù)據(jù)通過(guò)總線在現(xiàn)場(chǎng)和控制站之間傳輸，省去了大量的物理布線，這些現(xiàn)場(chǎng)模塊完全適合工業(yè)生產(chǎn)的惡劣環(huán)境，只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的小控制室即可正常工作，另外采用先進(jìn)的EJA530就地式變送器，省去了大量的儀表安裝管網(wǎng)。
3采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一般采用DCS結(jié)構(gòu)。在DCS中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)需要進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，并且I／O端子與PLC或自動(dòng)化儀表一起被放在控制柜中，而不是放在現(xiàn)場(chǎng)。這就需要鋪設(shè)大量的信號(hào)傳輸電纜，布線復(fù)雜，既費(fèi)料又費(fèi)時(shí)，信號(hào)容易衰減并容易被干擾，而且又不便維護(hù)。DCS一般由操作員站、控制站等組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。而且DCS不是開放系統(tǒng)，互操作性差，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。而基于PC的FCS則完全克服了這些缺點(diǎn)。
?。?）在FCS中，借助于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，所有的I／O模塊均放在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，而且所有的信號(hào)通過(guò)分布式智能I／O模塊在現(xiàn)場(chǎng)被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，只需一根電纜就可把所有的現(xiàn)場(chǎng)子站連接起來(lái)，進(jìn)而把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)非常簡(jiǎn)捷地傳送到控制室監(jiān)控設(shè)備上，降低了成本，又便于安裝和維護(hù)，同時(shí)數(shù)字化的數(shù)據(jù)傳輸使系統(tǒng)具有很高的傳輸速度和很強(qiáng)的抗干擾能力。
?。?）FCS具有開放性。在FCS中，軟件和硬件都遵從同樣的標(biāo)準(zhǔn)，互換性好，更新?lián)Q代容易。程序設(shè)計(jì)采用IECll31-3五種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言，編程和開發(fā)工具是完全開放的，同時(shí)還可以利用PC豐富的軟硬件資源。
?。?）系統(tǒng)的效率大為提高。在FCS中，一臺(tái)PC可同時(shí)完成原來(lái)要用多臺(tái)設(shè)備才能完成的任務(wù)。在多任務(wù)的Windows操作系統(tǒng)下，PC中的軟件PLC可以同時(shí)執(zhí)行多達(dá)十幾個(gè)PLC任務(wù)，既提高了效率，又降低了成本。且PC上的PLC具有在線調(diào)試和仿真功能，極大地改善了編程環(huán)境。
?。?）在FCS中，系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)為：工控機(jī)或商用PC、現(xiàn)場(chǎng)總線主站接口卡、現(xiàn)場(chǎng)總線輸入／輸出模塊、PLC或?qū)崟r(shí)多任務(wù)控制軟件包、組態(tài)軟件和應(yīng)用軟件。上位機(jī)的主要功能包括系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、歷史庫(kù)組態(tài)、圖形組態(tài)、控制算法組態(tài)、數(shù)據(jù)報(bào)表組態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)顯示、圖形顯示、參數(shù)列表、數(shù)據(jù)打印輸出、數(shù)據(jù)輸入及參數(shù)修改、控制運(yùn)算調(diào)節(jié)、報(bào)警處理、故障處理、通信控制和人機(jī)接口等各個(gè)方面，并真正實(shí)現(xiàn)控制集中、危險(xiǎn)分散、數(shù)據(jù)共享、完全開放的控制要求。
4結(jié)束語(yǔ)
由前面的闡述可以看出，F(xiàn)CS的技術(shù)關(guān)鍵是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。它不僅具有精度高、可自診斷等優(yōu)點(diǎn)，而且具有控制功能，必將取代傳統(tǒng)的控制方式。連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線是一種開放式、數(shù)字化、多接點(diǎn)的雙向傳輸串行數(shù)據(jù)通路，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。結(jié)合PC豐富的軟硬件資源，既克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，又極大地提高了控制系統(tǒng)的靈活性和效率，形成了一種全新的控制系統(tǒng)，開創(chuàng)了自動(dòng)控制的新紀(jì)元，成為自動(dòng)控制發(fā)展的必然趨勢(shì)。
評(píng)論