Smar公司現場總線控制系統的應用
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2. 操作站
該系統的操作站由工業(yè)PC機和總線過程控制接口卡PCI(Process Control Interface)及組態(tài)軟件構成，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Smar安全柵，每個安全柵下可接4臺Smar302系列現場智能儀表。這套聯合裝置中每個裝置的兩個操作站安裝完全一樣的軟件，既能同時操作，又起到工作冗余的功能，是對現場進行控制的主要人機對話設備。圖1、2分別為硫磺回收裝置及富液再生裝置現場總線系統的配置圖。
圖中PCI為總線過程控制接口；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氣動信號與總線接口。
三 系統的軟件及組態(tài)
系統的組態(tài)軟件為對現場儀表設備進行組態(tài)的工具軟件Syscon以及對操作站組態(tài)的通用工控軟件AIMAX-WIN，運行平臺均為Windows操作系統。
1. Syscon工具軟件
Syscon軟件通過PC機或筆記本電腦和總線物理接口PCI或BCI對Smar現場儀表進行組態(tài)、維護和操作，具有友好的人機界面，直觀易懂，對復雜控制回路的實現尤為方便。
該軟件采用菜單及對話框操作，定義每個現場總線設備，建立一個設備地址網，確定其工作要求，同時將組態(tài)信息下裝到各現場儀表中去，在線操作時，可將所需的參數和狀態(tài)讀出來，也可通過對話框在線修改各種參數和狀態(tài)，再發(fā)送到相應儀表中去，使整個系統全面激活，以適應各種生產控制和操作的需要，對于系統維護十分有用。
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場總線設備，并使PLC與操作站之間進行通信。
AIMAX-WIN軟件由系統組態(tài)、實時運行及系統維護3部分構成，如圖3所示，其前臺的任務主要是在CRT上顯示各種過程數據和設備狀態(tài)，如流程圖、趨勢、報警等，并允許操作員進行必要的各種操作，如修改參數值、改變開關狀態(tài)、報警確認等，在后臺運行的是多任務核心，負責調度前、后臺各個任務，以滿足工業(yè)實時要求，完成通信、報警處理、數據采集和記錄等，還允許同時執(zhí)行多個用戶程序。
3. FCS系統組態(tài)
FCS的結構比DCS簡單，但對操作界面的要求基本相同，在組態(tài)過程中，我們參照DCS的人機界面來設計該系統的功能。
利用這套軟件，組態(tài)生成的人機界面主要有工藝流程圖畫面、操作面板、單點顯示畫面、控制組畫面、實時/歷史趨勢組畫面及聯鎖系統畫面等，以實現操作和監(jiān)視工藝過程。在工藝流程圖畫面上實時顯示PV值，通過調用操作面板顯示某點的棒圖及相關參數，調用單點顯示畫面提供某一回路的全部參數及趨勢圖；另根據工藝流程先后次序和工藝參數的相關聯系，將顯示儀表相應組合在一起，形成控制組畫面；允許用戶監(jiān)視查閱在一定時間周期內的實時趨勢和歷史數據。此外，亦實現了PLC的數據及狀態(tài)與操作站之間的通信，由CRT監(jiān)視聯鎖系統的畫面及狀態(tài)。
同時，為避免操作人員的誤操作，設有4級保護密碼，可使不同級別的操作人員設定自己的密碼，保證在各自權限內修改參數，以確保操作的可靠性。
通過對該系統的組態(tài)，我們充分感受到這套軟件具有豐富的功能，它可以根據設計者的意圖靈活制出各種風格和需要的人機界面，甚至DCS所沒有的功能。但由于AIMAX為通用軟件，與DCS的專用軟件相比，在人機界面軟件組態(tài)時較復雜些，需要組態(tài)人員的開發(fā)與創(chuàng)新。
四 小結
(1)傳統的模擬信號只能單方向傳輸單一信息，一對一的布線方式使系統顯得龐雜，安裝費用大，而利用現場總線技術只需通過一對屏蔽雙絞線即可將現場的檢測儀表、變送器、執(zhí)行器、控制儀表等相關的智能儀表之間互連并與控制中心相連， 實現在同一通道上分時、雙向、高精度地傳輸多個信息，完成檢測控制要求，使操作人員能實時了解現場儀表工作和狀態(tài)的直接反饋信息，提高了技術性能，也節(jié)省了大量電纜、降低了成本和施工費用。
(2)借助于成熟的傳感技術、計算機技術及數字通信技術，智能變送器的技術指標、電氣性能都高于普通變送器，并具有實現現場與控制室的數字通信功能，直接實現與微機的通信，取消了數模轉換環(huán)節(jié)，節(jié)省了I/O卡，為樹狀結構分時、分址通信提供了必要條件，獲得遠比模擬技術優(yōu)越的遠程通信能力和良好的抗干擾信息傳輸，提高了系統的安全可靠性。
(3)FCS削弱了控制站及I/O卡的功能，增強了回路的自治性，在配置控制系統時可以按照回路的實際數量來進行配置，而不必考慮控制柜的可擴展安裝空間、卡件的備用量等，具有更高的靈活性。
(4)由微機替代原顯示儀表，將整個工藝流程及聯鎖系統做成動態(tài)畫面顯示在屏幕上，實現了集中管理，操作簡單安全，系統反應迅速，復雜回路容易實現，維護方便，協調了控制系統的穩(wěn)定性和準確性。
(5)FCS與目前尚處于主流地位的DCS控制系統相比，仍有一些更值得期待的地方：DCS控制系統已有多年的使用經驗，系統更趨于成熟穩(wěn)定，其系統組態(tài)相對而言更為簡單；雖然DCS功能集中，但其控制器、通信系統、供電系統等均有可靠的冗余，其可靠性比現場總線控制系統更高；DCS在解決一些異常復雜的控制方案的能力要比FCS強得多等。
Smar現場總線控制系統目前已在硫磺回收裝置中建成投用，運行良好并受到好評，相信通過不斷地發(fā)展和完善，現場總線技術將會吸引越來越多的用戶。
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