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自主開發(fā)的FF現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)典型應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2012-07-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

0引言
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,工業(yè)正向著開放化、數(shù)字化、智能化、分布化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。FCS即順應(yīng)了這一發(fā)展方向,正替代著傳統(tǒng)的DCS和PLC系統(tǒng)而成為主流的。另一方面隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟,F(xiàn)CS也正逐步向工業(yè)以太網(wǎng)統(tǒng)一,形成通用的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)框架。

為順應(yīng)工業(yè)控制發(fā)展的需要,沈陽自動(dòng)化研究所從1997年起開始研究基金會(huì)FFH1,2001年起研究基金會(huì)高速以太網(wǎng)FFHSE。迄今為止,我所在研究的基礎(chǔ)上開發(fā)了各種H1智能儀表、H1I/O設(shè)備、FFH1/HSE網(wǎng)關(guān)設(shè)備和HSEI/O設(shè)備等,以及各種組態(tài)軟件、監(jiān)控軟件和OPCServer等。

作為中國科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目《多總線集成的分布式工業(yè)控制系統(tǒng)》的示范工程,2003年我們對廠的粗苯和精苯車間的控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造,在原有模擬設(shè)備和手動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用上位機(jī)以及我們自主開發(fā)的壓力表、網(wǎng)關(guān)和I/O設(shè)備等組成典型的FCS系統(tǒng)。該工程體現(xiàn)了控制系統(tǒng)低成本、易維護(hù)、易擴(kuò)展等特點(diǎn),還提高了企業(yè)的控制和管理水平,充分展示了FCS的優(yōu)越性。

1生產(chǎn)工藝
是典型的連續(xù)生產(chǎn)過程。工藝流程一般如圖1所示。


圖1工藝流程


從焦?fàn)t炭化室出來的荒煤氣在冷鼓工段被氨水和冷卻水冷卻后,溫度由700~800?降到25?,由鼓風(fēng)機(jī)送至硫銨工段。在硫銨工段經(jīng)蒸汽預(yù)熱后進(jìn)入噴淋式飽和器的上段噴淋室,脫除氨和酸霧后送往粗苯工段。在脫苯工段經(jīng)洗苯塔與洗油逆流接觸,洗滌煤氣中的苯,洗滌后將煤氣送去脫硫工段,再經(jīng)脫硫工段脫硫后送去氣柜供城市用氣。

我們的FCS涉及到的工藝包括粗苯工段和精苯工段,其中粗苯工段工藝流程包括洗苯系統(tǒng)和脫苯系統(tǒng),其主要特點(diǎn)是:煤氣經(jīng)兩步終冷(溫度達(dá)到20~25?)和油洗萘后進(jìn)入3個(gè)串聯(lián)的洗苯塔洗苯,苯蒸餾采用管式爐加熱(溫度達(dá)到180~200?)生產(chǎn)兩種苯,脫苯塔取消分縮器代之以回流泵,脫苯塔側(cè)線提取萘溶劑油。精苯工段是對粗苯進(jìn)行精制,采用連續(xù)洗滌、熱油進(jìn)料、連續(xù)精餾的工藝。
可見無論粗苯工段還是精苯工段,都需要對各生產(chǎn)工段的煤氣或蒸氣的壓力、流量和溫度等進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣,并在允許的范圍內(nèi)對其進(jìn)行嚴(yán)格控制。因此可以采用FCS實(shí)現(xiàn)上述的檢測與控制功能。

2系統(tǒng)組成
2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
①兩臺(tái)工控機(jī)及兩個(gè)控制柜。粗苯車間與精苯車間各一套,分別位于兩樓,之間相隔約200m。工控機(jī)作為上位機(jī)(Host),控制柜用來安裝網(wǎng)關(guān)及各種I/O設(shè)備。兩臺(tái)工控機(jī)分別通過以太網(wǎng)連接到控制柜中的Hub上,兩個(gè)Hub之間通過以太網(wǎng)連接,實(shí)現(xiàn)工控機(jī)數(shù)據(jù)共享。
②精苯工段控制柜中安裝4個(gè)FFHSEI/O設(shè)備,各設(shè)備通過以太網(wǎng)連接到Hub上。
③粗苯工段控制柜中安裝一個(gè)FFHSE/FFH1網(wǎng)關(guān)和3個(gè)FFH1I/O設(shè)備,網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)連接到Hub上,I/O設(shè)備連接到現(xiàn)場總線集線器上。
④粗苯工段現(xiàn)場安裝4個(gè)FFH1壓力變送器,通過安全柵連接到控制柜中的現(xiàn)場總線集線器上,距離約200m。
I/O設(shè)備也被稱為分布控制單元,具有AI、AO、DI、DO等多路模擬和數(shù)字輸入輸出端口,可以連接各種模擬或數(shù)字儀表以及執(zhí)行器等。各儀表接入I/O要通過安全柵隔離,以實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。各工段I/O點(diǎn)數(shù)為:粗苯工段AI36點(diǎn),AO6點(diǎn);精苯工段AI42點(diǎn)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

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