基金會現場總線FF技術在二級種子罐控制系統的應用

　　二級種子罐控制系統涉及4個輸入參數，3個輸出參數。4個輸入參數分別為種子罐的罐內溫度、罐內壓力、壓縮空氣的流量及發酵反映中物料的PH值。3個輸出參數用于控制3個閥門的開度，即種子罐的排氣閥、壓縮空氣的進氣閥、冷卻水的進水閥。

三．系統方案

1．系統網絡結構
　　東北制藥總廠二級種子罐控制系統采用FF現場總線結構，主要檢測及控制儀表選擇中國科學院沈陽自動化研究所研發的NCS系列智能儀表，整個控制系統主要由1臺操作員站（兼工程師站）、1塊FFHSE/H1接口模塊、1塊FF現場總線溫度變送器、1塊FF現場總線壓力變送器、1塊FF現場總線IF儀表（4通道）、1塊FF現場總線FI儀表（4通道）構成，其硬件結構如下圖所示。

　　操作站是系統操作監控的主要渠道，操作人員通過操作站所顯示的各種人機界面，可監控到所有的現場工藝參數及設備運行狀態，實現整個生產過程的監視、控制、啟停和調節，以自動和手動兩種方式確保生產過程的安全、經濟、高效。并對各種信息形成各種運行參數報表、運行趨勢曲線、操作記錄及指導、歷史數據信息、報警保護管理、人機操作等畫面，供運行人員監視。所有操作都具有權限控制，保證系統安全可靠運行。

　　FF現場總線控制系統主要設備性能如下：

　　FFHSE/H1接口模塊是通過以太網連接FFH1網段的關鍵設備。一個H1接口設備最多可以連接四個H1網段，可以做H1網橋設備。本設備在現場總線基金會（FF）在H1協議的基礎上，將以太網技術作為底層協議加入到現場總線協議中，構建了基于工業以太網的H1接口設備。用戶可以通過現場總線的組態軟件。完成對多個FFH1網段的組態、控制回路組態、控制邏輯組態、功能塊連接、報警趨勢組態、控制應用下載等功能。

　　FF現場總線溫度變送器NCS-1-TT主要通過熱電阻或熱電偶傳感器測量溫度，并按現場總線協議連接到FF現場總線系統中。

　　FF現場總線壓力及液位變送器NCS-1-LD，是在普通型1151變送器的基礎上，采用FF現場總線技術，自主研制的新一代智能變送器，是1151變送器的更新換代產品，用于測量流量、液位、表壓、絕壓、真空度和比重等，是過程控制必不可少的傳感設備，配有豐富的控制功能模塊，在完成檢測任務的同時，還能實現復雜的控制功能。

　　FF現場總線FI儀表NCS-1-FI，用于將FF現場總線中的數字信號轉換成4-20mA的模擬信號并連接到其它的設備，是現場總線與執行機構及控制裝置之間的轉換設備。

　　FF現場總線IF儀表NCS-1-IF，用于將4-20mA的模擬信號轉換成FF現場總線中的數字信號，是傳統模擬儀表與現場總線之間的轉換設備。

　　2．操作站功能
　　系統監控界面軟件采用中國科學院沈陽自動化研究所研發的國家九五攻關科研成果“SIAVIEW工業控制監控系統”開發，包括顯示、過程控制、測量值記錄和報表等多種功能。

　　操作員站的基本功能如下：

　　?顯示系統工藝流程畫面，實時顯示監控數據
　　
　　?運行（手動/自動）方式的切換，進行手動操作，各調節閥、開關閥操作等

　　?建立并顯示趨勢曲線

　　?調整過程設定值及相應的參數

　　?歷史數據查詢功能，為提高員工的工作責任心，明確操作人員的責任，將對整個生產過程的主要數據（罐內空氣腔溫度、罐內空氣腔壓力、罐內冷卻槽水溫）進行全程的跟蹤記錄，可避免各種因員工責任心不強造成生產的不穩定，同時為工藝改進提供依據

　　?設置操作人員，系統維護人員，工藝技術人員，系統工程師等不同級別的授權密碼，不同的人員享有不同的操作權限。所有人員需使用密碼登陸后才能進入控制系統完成相應的操作功能

　　?顯示并確認報警

　　?報表顯示/打印

　　監控界面軟件可以顯示系統內所有過程點，包括罐內溫度、壓縮空氣流量、罐內壓力及PH值等，對顯示的每一個過程點，均顯示其標號、說明、數值、性質、工程單位等等。

　　監控界面軟件提供棒狀圖顯示功能，操作員可通過動態棒狀圖的變化了解各種過程變量的變化，棒狀圖的顯示比例可以根據工藝要求進行調節。

　　監控界面軟件提供的趨勢圖提供實時趨勢和歷史趨勢兩種曲線。可以在趨勢圖上顯示生產過程的主要數據（罐內溫度、罐內壓力、壓縮空氣流量及PH值等），能夠查詢趨勢圖上任意一點在任意時刻的實際值。

　　監控界面軟件所提供的報警功能能夠對預先設定任何一個模擬量報警點實施實時監控，當某一點超過報警限時將在屏幕上有　　高亮度的報警顯示，并發出報警聲音，提示操作人員進行相應的緊急操作，對整個生產過程進行分析。

　　3．系統控制點分布
　　二級種子罐控制系統涉及4個輸入參數，3個輸出參數。4個輸入參數分別為種子罐的罐內溫度、罐內壓力、壓縮空氣的流量及發酵反映中物料的PH值。3個輸出參數用于控制3個閥門的開度，即種子罐的排氣閥、壓縮空氣的進氣閥、冷卻水的進水閥。