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現(xiàn)場總線的發(fā)展及在循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2012-09-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
2.3控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。
  
最底層的Intranet控制網(wǎng)即FCS,各控制器節(jié)點(diǎn)下放分散到現(xiàn)場,構(gòu)成一種徹底的分布式控制體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)任意,可為總線形、星形、環(huán)形等,通訊介質(zhì)不受限制,可用雙絞線、電力線、無線、紅外線等各種形式。FCS形成的Intranct控制網(wǎng)很容易與Intranet企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和Internet全球信息網(wǎng)互連,構(gòu)成一個(gè)完整的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)三級體系結(jié)構(gòu)。

2.4控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

2.4.1開放性和可互操作性。
  
開放性意味FCS將打破DCS大型廠家的壟斷,給中小企業(yè)發(fā)展帶來了平等競爭的機(jī)遇??苫ゲ僮餍詫?shí)現(xiàn)控制產(chǎn)品的“即插即用”功能,從而使用戶對不同廠家工控產(chǎn)品有更多的選擇余地。

2.4.2徹底的分散性
  
徹底的分散性意味著系統(tǒng)具有較高的可靠性和靈活性,系統(tǒng)很容易進(jìn)行重組和擴(kuò)建,且易于維護(hù)。

2.5低成本
  
衡量一套控制系統(tǒng)的總體成本,不僅考慮其造價(jià),而且應(yīng)該考察系統(tǒng)從安裝調(diào)試到運(yùn)行維護(hù)整個(gè)生命周期內(nèi)總投入。相對DCS而言,F(xiàn)CS開放的體系結(jié)構(gòu)和OEM技術(shù)將大大縮短開發(fā)周期,降低開發(fā)成本,且徹底分散的分布式結(jié)構(gòu),將l對l模擬信號傳輸方式變?yōu)閘對N的數(shù)字信號傳輸方式,節(jié)省了模擬信號傳輸過程中大量的A/D、D/A轉(zhuǎn)換裝置、布線安裝成本和維護(hù)費(fèi)用。因此從總體上來看,F(xiàn)CS的成本大大低于DCS的成本。

3的發(fā)展現(xiàn)狀
  
現(xiàn)場總線發(fā)展迅速,現(xiàn)處于群雄并起、百家爭鳴的階段。目前己開發(fā)出有40多種現(xiàn)場總線,如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P―Net、FIP、ISP等,其中最具影響力的有5種,分別是FF、Profibus、HART、CAN和Lon―Works。
  
1.FF(FoundationFieldBus現(xiàn)場基金會總線)由美國儀器協(xié)會(ISA)1994推出,代表公司有Honeywell和Fish―er―Rosemount,主要應(yīng)用于石油化工、連續(xù)工業(yè)過程控制中的儀表。FF的特色是其通訊協(xié)議在ISO的OSI物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層3層之上附加了用戶層,通過對象字典OD(objectDictionary)和設(shè)備描述語言DDL(DevieeDescriptionLanguage)實(shí)現(xiàn)可互操作性。目前基于FF的現(xiàn)場總線產(chǎn)品有,美國Smar公司生產(chǎn)的壓力溫度變送器,HoneywellR~kwell推出的Pr~essLogix系統(tǒng).Fish―er―Rosemount推出的PlantWeb。
  
2.Profibus(ProcessFieldBus)德國西門子公司1987年推出,主要應(yīng)用于PLC。產(chǎn)品有三類:FMS用于主站之間的通訊;DP用于制造行業(yè)從站之間的通訊;PA用于過程行業(yè)從站之間的通訊。由于Profibus開發(fā)生產(chǎn)的現(xiàn)場總線產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間早至十年前,限于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)水平,大多建立在IT網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和用戶要求越來越高,現(xiàn)場總線的產(chǎn)品只能在原有IT協(xié)議框架上進(jìn)行局部的修改和補(bǔ)充,以致在控制系統(tǒng)內(nèi)增加了很多的轉(zhuǎn)換單元(如各種耦合器),這為該產(chǎn)品今后的進(jìn)一步發(fā)展帶來了一定的局限性。
  
3.HARTf:HighwayAddressableRemoteTransducer可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路)美國Rosemount公司1989年推出,主要應(yīng)用于智能變送器。與ART為一過渡性標(biāo)準(zhǔn),它通過在4―20mA電源信號線上疊加不同頻率的正弦波(2200HZ表…0’,1200HZ表“l(fā)”)來傳送數(shù)字信號,從而保證了數(shù)字系統(tǒng)和傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)的兼容性,預(yù)計(jì)其生命周期為最近20年。

4.CAN(ControllerAreaNetwork控制局域網(wǎng)絡(luò))德國Bosch6公司1993年推出,應(yīng)用于汽車監(jiān)控、開關(guān)量控制、制造業(yè)等。介質(zhì)訪問方式為非破壞性位仲裁方式,適用于實(shí)時(shí)性要求很高的小型網(wǎng)絡(luò),且開發(fā)工具廉價(jià)。Motorola、Intel、Philips均生產(chǎn)獨(dú)立的CAN芯片和帶有CAN接口的80C51芯片。CAN型總線產(chǎn)品有AB公司的DeviceNet、臺灣研華的ADAM數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品等。
  
5.LonWorks(LOnLocalOperatingSystem局部操作系統(tǒng))美國Echelon公司1991年推出,主要應(yīng)用于樓宇自動化、工業(yè)自動化和電力行業(yè)等。LonTalk的全部7層協(xié)議,介質(zhì)訪問方式為P―PCSMA(預(yù)測P一堅(jiān)持載波監(jiān)聽多路復(fù)用),采用網(wǎng)絡(luò)邏輯地址尋址方式,優(yōu)先權(quán)機(jī)制保證了通訊的實(shí)時(shí)性,安全機(jī)制采用證實(shí)方式,因此能構(gòu)建大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。Echelon公司推出的Neuron神經(jīng)元芯片實(shí)質(zhì)為網(wǎng)絡(luò)型微控制器,該芯片強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊處理功能配以面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)通訊方式,大大降低了開發(fā)人員在構(gòu)造應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通訊方面所需花費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用,而可將精力集中在所擅長的應(yīng)用層進(jìn)行控制策略的編制,因此業(yè)內(nèi)許多專家認(rèn)為LonWorks總線是一種很有希望的現(xiàn)場總線?;贚onWorks的總線產(chǎn)品有美國Action公司的FlexnetFlexlink等435T/h一400”鍋爐現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

4概述

4.1.135t/h的功能

?采集鍋爐的運(yùn)行參數(shù),如汽壓、風(fēng)壓、爐溫等,并顯示:

?進(jìn)行手動控制,完成啟、停爐等工作;

現(xiàn)場總線的發(fā)展及在中的應(yīng)用

?在鍋爐正常運(yùn)行后,實(shí)現(xiàn)自動控制,保證鍋爐穩(wěn)定、高效地運(yùn)行;

?具有鍋爐聯(lián)鎖保護(hù)功能;

?存儲1年的歷史數(shù)據(jù):

4.1.2總體設(shè)計(jì)思路
  
硬件:配置了I臺工程師站和操作站二合一fES/0S),l臺專用操作站(Os),1臺打印機(jī),2臺互為冗余的ABB公司AC8OOF控制器,3條PROFIBUS總線。如圖1所示:



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