二、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)在生物制藥行業(yè)中的應(yīng)用

　　 1、系統(tǒng)綜述

　　 本項(xiàng)目自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)主張采用西門子SIMATICNET系列產(chǎn)品。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)以工業(yè)以太網(wǎng)(用于區(qū)域和單元聯(lián)網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))和PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(用于現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))為重要組成部分，可完成工廠通訊，數(shù)據(jù)通訊和過(guò)程/現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化通訊等不同層次，不同性能的復(fù)雜聯(lián)網(wǎng)任務(wù)。

　　 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共分為3層結(jié)構(gòu)，分別為：現(xiàn)場(chǎng)控制層、過(guò)程監(jiān)控層、生產(chǎn)管理和市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理層。

　　 1)現(xiàn)場(chǎng)控制層

　　 PROFIBUS是一種用于過(guò)程自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，其靈活的網(wǎng)絡(luò)配置和對(duì)分布式I/O設(shè)備的總線連接方式使得控制系統(tǒng)在布線方面的工程成本大幅度降低，工程實(shí)施大大簡(jiǎn)化，系統(tǒng)可靠性和系統(tǒng)功能大大提高。

　　 PROFIBUS的通訊協(xié)議完全滿足規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的要求，它的開(kāi)放性允許來(lái)自不同制造商的標(biāo)準(zhǔn)化部件實(shí)現(xiàn)兼容和集成。

　　 我所的現(xiàn)場(chǎng)I/O控制采用PROFIBUS-DP總線進(jìn)行I/O分布式配置，共分8個(gè)PLC單元。PLC-1～PLC-3為52號(hào)建筑新風(fēng)機(jī)組和空調(diào)機(jī)組的控制單元。PLC-4擔(dān)負(fù)著52號(hào)建筑空調(diào)冷站工藝?yán)湔竞蛣?dòng)力站的監(jiān)控任務(wù)。PLC-5為52號(hào)建筑的照明和變配電系統(tǒng)的控制單元。PLC-6將對(duì)53號(hào)建筑的空調(diào)機(jī)組和冷站進(jìn)行監(jiān)控。PLC-7為52號(hào)建筑的工藝設(shè)備控制單元，主要控制設(shè)備有：轉(zhuǎn)瓶機(jī)、滅菌柜，干燥箱等。PLC-8為能源監(jiān)控單元，主要完成對(duì)我所空壓站、純水處理站、工業(yè)蒸汽、水塔等動(dòng)力設(shè)施的監(jiān)視或控制。

　　 對(duì)懸浮培養(yǎng)、滅活、乳化、分裝等工藝過(guò)程的監(jiān)視或控制，將視我所配置的工藝處理控制設(shè)備通訊接口狀況，或集成于PLC-7的PROFIBUS-DP總線上(此時(shí)要求這些工藝處理控制設(shè)備接口滿足PROFIBUS通訊協(xié)議)，或集成于工業(yè)以太網(wǎng)上(此時(shí)要求這些工藝處理控制設(shè)備接口滿足TCP/IP通訊協(xié)議)。

　 　2)過(guò)程監(jiān)控層

　　 上述8個(gè)控制單元全部掛接于PROFIBUS總線上，以完成與上位操作站或彼此之間的通訊處理，從而形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過(guò)程監(jiān)控層。

　　 根據(jù)8個(gè)控制單元的不同功能，在PROFIBUS總線上設(shè)置了4個(gè)獨(dú)立操作站和1個(gè)WINCC服務(wù)器。4個(gè)獨(dú)立操作站分別為：HVAC系統(tǒng)操作站、照明/變配電系統(tǒng)操作站、工藝設(shè)備控制操作站和能源監(jiān)控操作站。HVAC系統(tǒng)操作站針對(duì)PLC-1～PLC-4，PLC6這5個(gè)控制單元，照明/變配電系統(tǒng)操作站針對(duì)PLC-5控制單元，工藝設(shè)備控制操作站針對(duì)PLC-7控制單元，能源監(jiān)視系統(tǒng)操作站針對(duì)PLC-8控制單元。這些操作站將安裝SIMATICWINCC視窗控制中心以生成用戶所需的多種SCADA功能—工藝過(guò)程圖形、報(bào)警信息處理、數(shù)據(jù)收發(fā)、記錄和曲線、圖表顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和報(bào)表生成、打印輸出等。

　　 所有8個(gè)控制單元的數(shù)據(jù)信息將通過(guò)WINCC服務(wù)器傳輸至工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)器中，以供系統(tǒng)的全集成使用。

　　 考慮到我所未來(lái)的規(guī)劃項(xiàng)目的升級(jí)，在PROFIBUS總線層上預(yù)留了以下系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口：

　　 新建變配電站網(wǎng)絡(luò)接口

　　 生物安全四級(jí)(BL4)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)接口

　　 鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口

　　 現(xiàn)有GMP車間改造網(wǎng)絡(luò)接口

　　 3)生產(chǎn)與市場(chǎng)管理層

　　 我所的生產(chǎn)調(diào)度、計(jì)劃、庫(kù)存、人事、財(cái)務(wù)、銷售以及市場(chǎng)決策等構(gòu)成工廠信息的管理層，并在這些部門間實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。

　　 SIMATICNET是一種IT網(wǎng)絡(luò)。由于其數(shù)據(jù)通訊采用了TCP/IP協(xié)議，因此整個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)的各主要部分可經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)集成到辦公自動(dòng)化環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了辦公自動(dòng)化與工業(yè)環(huán)境下自動(dòng)化系統(tǒng)的無(wú)縫集成。

　　 工業(yè)以太網(wǎng)(亦即Intranet)以TCP/IP通訊協(xié)議為基礎(chǔ)，將該項(xiàng)目中的所有監(jiān)控系統(tǒng)工作站、消防系統(tǒng)工作站、門禁系統(tǒng)工作站、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控工作站與上述的工藝過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器一起進(jìn)行系統(tǒng)全集成。為此，在工業(yè)以太網(wǎng)上將設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器。

　　 無(wú)論是現(xiàn)在還是將來(lái)，電子郵件和瀏覽器將作為廣泛實(shí)施的通訊工具被應(yīng)用在辦公環(huán)境中。按照本設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，我所的辦公自動(dòng)化水平不僅局限于電子郵件和瀏覽器的使用，同時(shí)經(jīng)過(guò)ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)以及Internet上的電話連接可實(shí)現(xiàn)與WAN(廣域網(wǎng))的連接功能，使異地辦公、異地管理成為可能，這將為我所在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中提供快速準(zhǔn)確的全球性信息服務(wù)。