現(xiàn)場總線技術(shù)的工業(yè)以太網(wǎng)在制藥業(yè)中應用

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

　　 1、系統(tǒng)綜述

　　 本項目自動化網(wǎng)絡主張采用西門子SIMATICNET系列產(chǎn)品。整個網(wǎng)絡以工業(yè)以太網(wǎng)(用于區(qū)域和單元聯(lián)網(wǎng)的國際標準)和PROFIBUS現(xiàn)場總線(用于現(xiàn)場區(qū)域和單元網(wǎng)絡的國際標準)為重要組成部分，可完成工廠通訊，數(shù)據(jù)通訊和過程/現(xiàn)場自動化通訊等不同層次，不同性能的復雜聯(lián)網(wǎng)任務。

　　 網(wǎng)絡系統(tǒng)共分為3層結(jié)構(gòu)，分別為：現(xiàn)場控制層、過程監(jiān)控層、生產(chǎn)管理和市場經(jīng)營管理層。

　　 1)現(xiàn)場控制層

　　 PROFIBUS是一種用于過程自動化的現(xiàn)場總線技術(shù)，其靈活的網(wǎng)絡配置和對分布式I/O設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，工程實施大大簡化，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)范化和標準化的要求，它的開放性允許來自不同制造商的標準化部件實現(xiàn)兼容和集成。

　　 我所的現(xiàn)場I/O控制采用PROFIBUS-DP總線進行I/O分布式配置，共分8個PLC單元。PLC-1～PLC-3為52號建筑新風機組和空調(diào)機組的控制單元。PLC-4擔負著52號建筑空調(diào)冷站工藝冷站和動力站的監(jiān)控任務。PLC-5為52號建筑的照明和變配電系統(tǒng)的控制單元。PLC-6將對53號建筑的空調(diào)機組和冷站進行監(jiān)控。PLC-7為52號建筑的工藝設備控制單元，主要控制設備有：轉(zhuǎn)瓶機、滅菌柜，干燥箱等。PLC-8為能源監(jiān)控單元，主要完成對我所空壓站、純水處理站、工業(yè)蒸汽、水塔等動力設施的監(jiān)視或控制。

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

　 　2)過程監(jiān)控層

　　 上述8個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，從而形成整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的過程監(jiān)控層。

　　 根據(jù)8個控制單元的不同功能，在PROFIBUS總線上設置了4個獨立操作站和1個WINCC服務器。4個獨立操作站分別為：HVAC系統(tǒng)操作站、照明/變配電系統(tǒng)操作站、工藝設備控制操作站和能源監(jiān)控操作站。HVAC系統(tǒng)操作站針對PLC-1～PLC-4，PLC6這5個控制單元，照明/變配電系統(tǒng)操作站針對PLC-5控制單元，工藝設備控制操作站針對PLC-7控制單元，能源監(jiān)視系統(tǒng)操作站針對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—工藝過程圖形、報警信息處理、數(shù)據(jù)收發(fā)、記錄和曲線、圖表顯示、數(shù)據(jù)存儲和報表生成、打印輸出等。

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

　　 考慮到我所未來的規(guī)劃項目的升級，在PROFIBUS總線層上預留了以下系統(tǒng)的網(wǎng)絡接口：

　　 新建變配電站網(wǎng)絡接口

　　 生物安全四級(BL4)實驗室網(wǎng)絡接口

　　 鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡接口

　　 現(xiàn)有GMP車間改造網(wǎng)絡接口

　　 3)生產(chǎn)與市場管理層

　　 我所的生產(chǎn)調(diào)度、計劃、庫存、人事、財務、銷售以及市場決策等構(gòu)成工廠信息的管理層，并在這些部門間實現(xiàn)辦公自動化。

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

　　 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、設備現(xiàn)場監(jiān)控工作站與上述的工藝過程監(jiān)控系統(tǒng)服務器一起進行系統(tǒng)全集成。為此，在工業(yè)以太網(wǎng)上將設置數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡管理服務器。

　　 無論是現(xiàn)在還是將來，電子郵件和瀏覽器將作為廣泛實施的通訊工具被應用在辦公環(huán)境中。按照本設計的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，我所的辦公自動化水平不僅局限于電子郵件和瀏覽器的使用，同時經(jīng)過ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)以及Internet上的電話連接可實現(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，這將為我所在未來的市場競爭中提供快速準確的全球性信息服務。