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FCS现场总线参与自动化控制管理应用效果

作者:网络采集

引言
FCS现场总线是连接控制设备与上层自动化控制设备之间的双向串行链路,以其结构和布线简单、数字传输准确可靠、现场信息丰富等特点,在工厂自动化控制中得到越来越广泛的应用。它的全数字化、双向传输、多点通讯,逐步取代之前在工业中广泛应用的DCS集散控制系统。FCS现场总线有很多国际标准,本文采用的是其中的Profibus-DP标准,它是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,为实现工厂综合自动化和现场工艺设备智能化提供了可行的解决方案。
本文的工艺设备主要分为三类,一类是只需要起停控制的设备,包括除尘器、皮带运输机、搅拌电机等。控制目的是保证正常顺序开停车,以及故障或非正常状况下的连锁停车。另一类是需要调速的设备,包括泵类、风机类、给料机等设备。控制目的是参与到液位、流量、压力等的闭环控制中,以保持运行工况的稳定性。第三类是自成系统的设备,比如破碎机、球磨机、陶瓷过滤机等。这类设备相对较为独立,其信息主要是用于监测,或加入少量的控制。对于前两类设备,与之相连的直接控制设备是变频器、软起动器、马达保护器等控制器。这些控制器接收PLC通过DP总线发出的指令,同时又将设备运行或故障信息反馈给PLC,并在上位机监控画面显示这些状态。上位机画面包含有丰富的信息,包括设备起停操作界面、运行状态信息、趋势曲线等,通过对数据库信息进行统计分析、处理,还可以在上位机中得到生产设备的历史曲线、台时、整机效率计算,电量水量统计等,实现工厂过程数据可视化及设备管理。不难看出,设备控制顺序是上位机——PLC——控制器——现场设备。

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1 设备控制与管理
依据控制顺序由低到高,分阶段介绍。
1.1 控制器与现场设备
对现场设备的电气控制分为就地和总线两种方式。就地控制时,现场设备起停依赖于动力站的变频器、软起动器、马达保护器等控制器接收安装在设备近旁的就地操作箱上的起停按钮或频率给定装置发出的信号;远程控制时,设备起停则依赖于控制器通过DP总线接收的上位机画面发给PLC的指令。无论这两种哪种控制方式,PLC都可以通过DP总线读到控制器中存放的设备运行或故障状态。就地和总线切换过程要使设备平稳的保持原有状态,这种保持,除了像软起和马达保护器这些工频运行的设备不能因转换而停车或



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