FCS-1000现场总线控制在酒钢解冻库中的应用

摘要:文章基于现场的兼容传统信号和系统的混合型现场总线控制系统:FCS-1000现场总线控制系统在酒钢解冻库中的应用做以介绍。

关键词:控制站;采集站;HART协议网桥;分布式I/O模块

中图分类号:TP336文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)22-0106-02

1系统简述

酒钢解冻库所采用FCS-1000现场总线控制系统由操作站、控制站、HART协议网桥、分布式I/O模块所构成。该系统控制站下挂模拟量和数字量分布式I/O构成了基于现场的集DCS与PLC于一体的新型DCS系统,该系统HART协议网桥下挂现场智能仪表构成了现场总线控制系统,系统采集站与带RS-485通讯接口的智能仪表及数采系统连接组成仪表分散型控制系统。系统构成如图1所示。

2系统工作原理

系统通过I/O模块进行输入或输出。控制站通过RS-485网络与I/O模块连接,从输入模块读取输入数据,通过控制运算将控制数据写入输出模块,再由输出模块送给现场仪表。操作站从控制站读取I/O模块的数据,从采集站读取HART协议仪表的数据,然后以不同的形式显示并加以处理,同时可以对这些模块或仪表数据进行修改。在系统中主要是采集HART协议仪表的实时数据和设备管理数据,并可对仪表数据进行设置和修改。

3系统硬件构成

3.1控制站/采集站

控制站CPU为PⅡ300,采集站CPU为80188。均为嵌入式工业控制机。

3.2模拟量输入/输出模块(FCS-1035:8通道热偶/热阻输入)

特性如下:

供电电源:24Vd.c.±10%

基本误差(采样精度):±0.2%F.S。(多数类型可达±0.1%F.S)

采样时间:10Hz(8通道)

通讯接口:RS-485,波特率57600(系统采用),9600。

输入信号:热电偶、热电阻可混合输入

FCS-1023:4通道1-5V与4-20mA输出

特性如下:

供电电源:24Vd.c.±10%

基本误差(采样精度):±0.1%F.S。

输出周期:100ms

通讯接口:RS-485,波特率57600(系统采用),9600。

3.3数字量输入/输出模块

FCS-1047:12通道开关量输入(电平信号/无源触点信号)

FCS-1057:12通道开关量输出(集电极开路输出)。

4系统操作监视

操作组画面分8个点区,每个点区显示一个点。在每个显示点区的上部显示点的信号名、工业单位、描述符等。对于PID点将显示出控制方式,中下部显示报警信号和输出值的棒图(横向、仅PID和AO点有)。在下方显示出设定值、测量值和输出值。在此图面上点击信号名可调出该点的细目画面。双击“C”、“A”、“M”按钮可改变PID的控制方式。双击“SP”或“OUT”按钮可修改设定值或输出值。对于开关量点,双击指示灯可设定灯和所对应的描述符的颜色。画面右下部显示出一个点设定值、测量值和输出值的变化曲线做为调整趋势,供参数整定时使用。不同类型的点,其细目画面的显示形式和可操作参数也不同。

细目画面如图2:

5系统流程图

流程图具有用户可任意义定义显示内容的功能,近似于模拟盘显示,用于实现生产工艺流程的模拟显示及运行操作。动态参数系统可定义400幅流程图,流程图显示区域为1024×630点,画面上字符的大小可任意定义。画面可在系统的流程图组态程序下完成。

酒钢解冻库工艺流程如图3所示:

可定义参数如下表所示:

点类型参数类型

PID设定值、测量值、输出值、报警状态、控制方式、报警值

AI输入值、报警状态、报警值

AO输出值

DI输入状态、报警状态

DO输出状态

6其它显示功能

(1)系统运行状态画面。该画面是对系统自导的运行状态进行监视。在该画面上可以监视控制站的被动状态,有无故障,I/O模块工作是否正常等。

(2)系统构成显示画面。该画面是以图形方式显示出系统的构成情况。

(3)运算单元成组显示。在其它画面上(操作组、细目),将运算单元定义为点,即可显示修改单元各端子的值,在本画面上,一幅画面可显示20单元的各个端子的值,供系统运行调试时使用。

7结语

酒钢解冻库选择FCS-1000现场总线控制系统,是基于现场的DCS,直接将下位控制器及分布式I/O模件进一步分散置于现场,控制器至上位机通过数字网连接,如此控制风险更加分散,而现场仪表至控制器I/O模件的电缆也大大节省,所以采用该系统获得了真正高性价比。

参考文献

[1] 唐继英.现场总线技术[M].天津大学出版社,2008.

[2] 邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社,1996.

作者简介:薛德智(1979-),男,甘肃景泰人,酒钢宏兴股份有限责任公司检修工程部协理工程师,研究方向:PLC自动控制系统。

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