現(xiàn)場(chǎng)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
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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(chǎng)，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(jí)體系結(jié)構(gòu)。
2．4現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(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(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(duì)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(duì)l模擬信號(hào)傳輸方式變?yōu)閘對(duì)N的數(shù)字信號(hào)傳輸方式，節(jié)省了模擬信號(hào)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現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展迅速，現(xiàn)處于群雄并起、百家爭(zhēng)鳴的階段。目前己開發(fā)出有40多種現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)基金會(huì)總線）由美國(guó)儀器協(xié)會(huì)（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(duì)象字典OD（objectDictionary）和設(shè)備描述語(yǔ)言DDL（DevieeDescriptionLanguage）實(shí)現(xiàn)可互操作性。目前基于FF的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品有，美國(guó)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(guó)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(chǎng)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(chǎng)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(guó)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(hào)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(hào)，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(guó)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(tái)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(guó)Echelon公司1991年推出，主要應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)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(cè)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(zhǎng)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L(zhǎng)onWorks總線是一種很有希望的現(xiàn)場(chǎng)總線?；贚onWorks的總線產(chǎn)品有美國(guó)Action公司的FlexnetFlexlink等435T／h一400”循環(huán)流化床鍋爐現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)
4概述
4．1．135t／h的循環(huán)流化床鍋爐控制系統(tǒng)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(dòng)控制，完成啟、停爐等工作；
現(xiàn)場(chǎng)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
?在鍋爐正常運(yùn)行后，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(chǔ)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(tái)工程師站和操作站二合一fES／0S），l臺(tái)專用操作站（Os），1臺(tái)打印機(jī)，2臺(tái)互為冗余的ABB公司AC8OOF控制器，3條PROFIBUS總線。如圖1所示：
評(píng)論