現場總線的發展及在循環流化床鍋爐控制系統中的應用
最底層的Intranet控制網即FCS,各控制器節點下放分散到現場,構成一種徹底的分布式控制體系結構,網絡拓撲結構任意,可為總線形、星形、環形等,通訊介質不受限制,可用雙絞線、電力線、無線、紅外線等各種形式。FCS形成的Intranct控制網很容易與Intranet企業內部網和Internet全球信息網互連,構成一個完整的企業網絡三級體系結構。
2.4現場總線控制系統的特點
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,給中小企業發展帶來了平等競爭的機遇。可互操作性實現控制產品的“即插即用”功能,從而使用戶對不同廠家工控產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具有較高的可靠性和靈活性,系統很容易進行重組和擴建,且易于維護。
2.5低成本
衡量一套控制系統的總體成本,不僅考慮其造價,而且應該考察系統從安裝調試到運行維護整個生命周期內總投入。相對DCS而言,FCS開放的體系結構和OEM技術將大大縮短開發周期,降低開發成本,且徹底分散的分布式結構,將l對l模擬信號傳輸方式變為l對N的數字信號傳輸方式,節省了模擬信號傳輸過程中大量的A/D、D/A轉換裝置、布線安裝成本和維護費用。因此從總體上來看,FCS的成本大大低于DCS的成本。
3現場總線的發展現狀
現場總線發展迅速,現處于群雄并起、百家爭鳴的階段。目前己開發出有40多種現場總線,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現場基金會總線)由美國儀器協會(ISA)1994推出,代表公司有Honeywell和Fish―er―Rosemount,主要應用于石油化工、連續工業過程控制中的儀表。FF的特色是其通訊協議在ISO的OSI物理層、數據鏈路層和應用層3層之上附加了用戶層,通過對象字典OD(objectDictionary)和設備描述語言DDL(DevieeDescriptionLanguage)實現可互操作性。目前基于FF的現場總線產品有,美國Smar公司生產的壓力溫度變送器,HoneywellR~kwell推出的Pr~essLogix系統.Fish―er―Rosemount推出的PlantWeb。
2.Profibus(ProcessFieldBus)德國西門子公司1987年推出,主要應用于PLC。產品有三類:FMS用于主站之間的通訊;DP用于制造行業從站之間的通訊;PA用于過程行業從站之間的通訊。由于Profibus開發生產的現場總線產品開發時間早至十年前,限于當時計算機網絡水平,大多建立在IT網絡標準基礎上,隨著應用領域不斷擴大和用戶要求越來越高,現場總線的產品只能在原有IT協議框架上進行局部的修改和補充,以致在控制系統內增加了很多的轉換單元(如各種耦合器),這為該產品今后的進一步發展帶來了一定的局限性。
3.HARTf:HighwayAddressableRemoteTransducer可尋址遠程傳感器數據通路)美國Rosemount公司1989年推出,主要應用于智能變送器。與ART為一過渡性標準,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”)來傳送數字信號,從而保證了數字系統和傳統模擬系統的兼容性,預計其生命周期為最近20年。
4.CAN(ControllerAreaNetwork控制局域網絡)德國Bosch6公司1993年推出,應用于汽車監控、開關量控制、制造業等。介質訪問方式為非破壞性位仲裁方式,適用于實時性要求很高的小型網絡,且開發工具廉價。Motorola、Intel、Philips均生產獨立的CAN芯片和帶有CAN接口的80C51芯片。CAN型總線產品有AB公司的DeviceNet、臺灣研華的ADAM數據采集產品等。
5.LonWorks(LOnLocalOperatingSystem局部操作系統)美國Echelon公司1991年推出,主要應用于樓宇自動化、工業自動化和電力行業等。LonTalk的全部7層協議,介質訪問方式為P―PCSMA(預測P一堅持載波監聽多路復用),采用網絡邏輯地址尋址方式,優先權機制保證了通訊的實時性,安全機制采用證實方式,因此能構建大型網絡控制系統。Echelon公司推出的Neuron神經元芯片實質為網絡型微控制器,該芯片強大的網絡通訊處理功能配以面向對象的網絡通訊方式,大大降低了開發人員在構造應用網絡通訊方面所需花費的時間和費用,而可將精力集中在所擅長的應用層進行控制策略的編制,因此業內許多專家認為LonWorks總線是一種很有希望的現場總線?;贚onWorks的總線產品有美國Action公司的FlexnetFlexlink等435T/h一400”循環流化床鍋爐現場總線控制系統
4概述
4.1.135t/h的循環流化床鍋爐控制系統功能
?采集鍋爐的運行參數,如汽壓、風壓、爐溫等,并顯示:
?進行手動控制,完成啟、停爐等工作;
現場總線的發展及在循環流化床鍋爐控制系統中的應用
?在鍋爐正常運行后,實現自動控制,保證鍋爐穩定、高效地運行;
?具有鍋爐聯鎖保護功能;
?存儲1年的歷史數據:
4.1.2總體設計思路
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,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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