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摘 要:介绍现场总线技术的特点及优势,阐述其在电气监控管理系统中的应用。
关键词:现场总线技术;监控;自动化
1 现场总线系统的特点
1.1 开放性
现场总线系统是采用开放性分层分布式网络结构,将各控制器节点下放分散到现场,监控功能进一步分散到智能现场设备,构成一种彻底的、分布式控制体系结构,网络拓扑结构任意,可为总线形、星形、环形等,通信介质不受限制,可用双绞线、同轴电缆、光纤电缆等各种形式。采用现场总线控制系统可以减轻主机的工作负担。
1.2 分散性
现场总线系统彻底的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性,系统很容易进行重组和扩建,通过使用现场总线对现场设备进行调试、校验等工作,系统易于维护,可以减少维修人员,降低劳动强度。
1.3 低成本
衡量一套控制系统的总体成本,不仅考虑其造价,还应该考虑控制系统从安装调试到运行维护整个生产周期内的总投入。相对DCS而言,现场总线系统开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期,降低开发成本,且彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方式变为1对N的数字信号传输方式,节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置、布线安装成本和维护费用。因此从总体上来看,现场总线系统的成本大大低于DCS的成本。
2 现场总线技术的优势
随着企业对信息化管理越来越重视,越来越多的企业要求建立企业管理信息系统,以便向企业管理人员提供大量实时和非实时的、准确的、完整的、可靠的信息,提高企业管理的效率和决策的正确性,使企业能够在优化控制和优化管理软件的支持下,实现全厂管理控制一体化。企业管理信息系统应根据企业生产、管理等各环节的特点,由不同独立子系统组合而成的。火力发企业的整个生产过程是一个极其复杂的过程,对企业管理信息系统来说,DCS系统是其中一个比较重要的子系统,但仅靠的DCS系统提供的信息量是远远不能满足要求的。DCS系统对生产过程的监控只能到达I/O子系统,理想的设备和系统的预测性维护和状态检修、设备管理功能等无法实现。
作为一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统,现场总线控制系统提供了开放的、具有可互操作性、可互换性的测量和控制产品,克服了传统DCS等封闭性控制系统所带来的问题,通过择优选择自动化产品,集成最佳的控制系统,降低工程造价和运行成本,提高企业的竞争力,这是今后发企业控制系统的发展方向。
现场总线技术还处于不断发展和不断改进阶段,虽然存在不尽如人意的地方,但并不意味着现场总线技术不能在发企业应用,随着现场总线技术的独特优势逐渐被大家认识,已获得越来越多的认可和肯定。在目前情况下,各方应认清应用现场总线技术的真正目的,对明确ECMS系统未来的发展方向,理清发企业各控制系统之间的相互关系,克服制约现场总线技术在企业应用的障碍,使现场总线技术为企业自动化和信息化发挥积极的作用。
3 在电气系统的应用效果
在常规的DCS系统中,电气信息受到DCS系统规模的限制,引入的电气I/O数量不能过大,采用现场总线技术后, ECMS系统可以从现场得到更多的实时信息,信息容量远大于DCS系统,基本上将主要的就地电气智能装置纳入监测/监控范围,使运行和管理人员掌握更多现场的电气信息。
采用现场总线通信后,除保留控制命令和开关位置状态外,其它电气遥测、遥信信号(如测量、保护、状态)等通过现场总线向DCS系统传送。模拟量(电流、电压、功率等)利用就地智能装置交流采样,数字通信传送代替传统的DCS系统模拟量信号采集模式。就地信息可通过一根专用的通信电缆传送,节省了大量硬接线控制电缆。同时, ECMS系统为运行管理人员提供了可在控制室方便查询到就地电气设备的运行状态,诊断和维护信息的手段,系统具有的事故追忆和事故记录功能,辅助运行人员快速处理现场问题。
为更好的在电气监控系统中应用现场总线技术,首先在进行企业自动化信息方案规划设计中应以降低企业运行管理成本,以合理的投资建立有效的信息化平台和管理体系为目标,为投资方、建设单位提供良好、有效的企业监控和信息管理系统。在此基础上,设计人员应认真研究现有的自动化产品,结合企业各工艺和生产过程的特点,采用最合适的现场总线标准和现场智能装置。设计人员应拓宽思路,提高创新意识,不应抱着固有的设计模式和设计方式不变。在目前阶段,现场总线的应用应该采用循序渐进的方式,对于已经具备就地信息化、智能化的电气系统,应积极推动现场总线技术的使用和推广,最大发挥其带来的经济效益和管理效益,而对于尚不具备条件的部分,也不宜硬性推广使用。在工程设计中应合理规划企业的自动化和信息化架构,降低工程造价、提高企业自动化和信息管理水平,更充分发挥ECMS系统信息全面的优势,使企业电气自动化水平和管理水平有质的飞跃。
参考文献
[1]曲敬旭.PROFIBUS现场总线技术在非织造布梳理机控制系统中的应用[J].制造业自动化,2008,(4):61.
[2]魏雯秋.基于工业以太网和PROFIBUS总线的分布式综合控制系统的设计[J].机电设备,2008,(3):18.
关键词:现场总线技术;监控;自动化
1 现场总线系统的特点
1.1 开放性
现场总线系统是采用开放性分层分布式网络结构,将各控制器节点下放分散到现场,监控功能进一步分散到智能现场设备,构成一种彻底的、分布式控制体系结构,网络拓扑结构任意,可为总线形、星形、环形等,通信介质不受限制,可用双绞线、同轴电缆、光纤电缆等各种形式。采用现场总线控制系统可以减轻主机的工作负担。
1.2 分散性
现场总线系统彻底的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性,系统很容易进行重组和扩建,通过使用现场总线对现场设备进行调试、校验等工作,系统易于维护,可以减少维修人员,降低劳动强度。
1.3 低成本
衡量一套控制系统的总体成本,不仅考虑其造价,还应该考虑控制系统从安装调试到运行维护整个生产周期内的总投入。相对DCS而言,现场总线系统开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期,降低开发成本,且彻底分散的分布式结构将1对1模拟信号传输方式变为1对N的数字信号传输方式,节省了模拟信号传输过程中大量的A/D、D/A转换装置、布线安装成本和维护费用。因此从总体上来看,现场总线系统的成本大大低于DCS的成本。
2 现场总线技术的优势
随着企业对信息化管理越来越重视,越来越多的企业要求建立企业管理信息系统,以便向企业管理人员提供大量实时和非实时的、准确的、完整的、可靠的信息,提高企业管理的效率和决策的正确性,使企业能够在优化控制和优化管理软件的支持下,实现全厂管理控制一体化。企业管理信息系统应根据企业生产、管理等各环节的特点,由不同独立子系统组合而成的。火力发企业的整个生产过程是一个极其复杂的过程,对企业管理信息系统来说,DCS系统是其中一个比较重要的子系统,但仅靠的DCS系统提供的信息量是远远不能满足要求的。DCS系统对生产过程的监控只能到达I/O子系统,理想的设备和系统的预测性维护和状态检修、设备管理功能等无法实现。
作为一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统,现场总线控制系统提供了开放的、具有可互操作性、可互换性的测量和控制产品,克服了传统DCS等封闭性控制系统所带来的问题,通过择优选择自动化产品,集成最佳的控制系统,降低工程造价和运行成本,提高企业的竞争力,这是今后发企业控制系统的发展方向。
现场总线技术还处于不断发展和不断改进阶段,虽然存在不尽如人意的地方,但并不意味着现场总线技术不能在发企业应用,随着现场总线技术的独特优势逐渐被大家认识,已获得越来越多的认可和肯定。在目前情况下,各方应认清应用现场总线技术的真正目的,对明确ECMS系统未来的发展方向,理清发企业各控制系统之间的相互关系,克服制约现场总线技术在企业应用的障碍,使现场总线技术为企业自动化和信息化发挥积极的作用。
3 在电气系统的应用效果
在常规的DCS系统中,电气信息受到DCS系统规模的限制,引入的电气I/O数量不能过大,采用现场总线技术后, ECMS系统可以从现场得到更多的实时信息,信息容量远大于DCS系统,基本上将主要的就地电气智能装置纳入监测/监控范围,使运行和管理人员掌握更多现场的电气信息。
采用现场总线通信后,除保留控制命令和开关位置状态外,其它电气遥测、遥信信号(如测量、保护、状态)等通过现场总线向DCS系统传送。模拟量(电流、电压、功率等)利用就地智能装置交流采样,数字通信传送代替传统的DCS系统模拟量信号采集模式。就地信息可通过一根专用的通信电缆传送,节省了大量硬接线控制电缆。同时, ECMS系统为运行管理人员提供了可在控制室方便查询到就地电气设备的运行状态,诊断和维护信息的手段,系统具有的事故追忆和事故记录功能,辅助运行人员快速处理现场问题。
为更好的在电气监控系统中应用现场总线技术,首先在进行企业自动化信息方案规划设计中应以降低企业运行管理成本,以合理的投资建立有效的信息化平台和管理体系为目标,为投资方、建设单位提供良好、有效的企业监控和信息管理系统。在此基础上,设计人员应认真研究现有的自动化产品,结合企业各工艺和生产过程的特点,采用最合适的现场总线标准和现场智能装置。设计人员应拓宽思路,提高创新意识,不应抱着固有的设计模式和设计方式不变。在目前阶段,现场总线的应用应该采用循序渐进的方式,对于已经具备就地信息化、智能化的电气系统,应积极推动现场总线技术的使用和推广,最大发挥其带来的经济效益和管理效益,而对于尚不具备条件的部分,也不宜硬性推广使用。在工程设计中应合理规划企业的自动化和信息化架构,降低工程造价、提高企业自动化和信息管理水平,更充分发挥ECMS系统信息全面的优势,使企业电气自动化水平和管理水平有质的飞跃。
参考文献
[1]曲敬旭.PROFIBUS现场总线技术在非织造布梳理机控制系统中的应用[J].制造业自动化,2008,(4):61.
[2]魏雯秋.基于工业以太网和PROFIBUS总线的分布式综合控制系统的设计[J].机电设备,2008,(3):18.