PROFIBUS现场总线在水厂系统中的应用
Profibus现场总线控制技术在化学水系统中的应用
Profibus现场总线控制技术在化学水系统中的应用摘要:随着发电厂自动化水平的不断提高,现场总线技术在电厂已经得到广泛应用。
本文分析了现场总线的技术特点及优点,并通过实际现场应用得到了有效的验证。
关键词:FCS;现场总线控制技术Abstract: With the development of power plant automation level of the continuous improvement, field bus technology has been widely used in power plant. This paper analyzes the technical features and advantages, and through the practical application has proved.Key words: FCS; field bus control technology引言现场总线控制技术作为数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。
它不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。
它作为智能设备的联系纽带,把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化控制系统,实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及一体化的综合自动化功能。
1项目概况华电新疆发电有限公司昌吉热电厂2×330MW热电联产工程化学水处理工艺系统(中水、锅炉补给水、废水、汽水取样工艺系统)采用基于Profibus现场总线控制系统。
整个化水岛系统能实现集中监控、自动运行,并与辅网监控、SIS 等系统连接。
2 现场总线控制技术在化学水系统应用趋势针对目前火力发电厂化学水系统设备布置分散,繁多的常规测点的监控等,FCS技术以其全数字化,全分散性,全开放,可换及互操作性为主要技术特点,特别适合于发电企业化水系统分散化的现状。
基于Profibus总线的电厂水处理控制系统
a n d i n d u s t i r a l c o n t r o l l e r . As a n e w g e n e r a t i o n o f d i s t r i b u t e d c o n t r o l , i t i s a c o r e t e c h n o l o g y . Th e t e c h n o l o g y o f F i e l d b u s h a s a wi d e
赵 保 明 ,路 鹏
( 山西漳 山发 电有 限责任公 司,山西 长 治 0 4 6 0 2 1 ) 摘 要: 现 场总线技 术作为连接 生产现 场的仪表 、控制 器等 自动化装 置的通信 网络 ,是新 一代分布 式控 制 系统的核心
技术 ,在 电力行业 内,特别是在 火电厂 自动控 制领 域 中具有广 阔的前景。主要介绍 了 P R O F I B U S现场 总线在 电厂 水处理
个子单元组成Ⅲ 。
1 控制系统概况I 2 ]
漳 山 电厂 的水 处 理控 制 系统采 用 P L C进 行数 据采 集 和控制 ,控 制系 统对整个 水处 理流 程进行 集 中监视 、
管理和顺序控制。控制系统具备统一的运行 、数据管 术 广泛 的应 用 于工 厂 的 自动 化 车 间级 监控 以及现 场 设 理 、通信 、组 态 和调 试维 护 功 能 。系统 通 过 集 成 的全 备的数据通信与控制 ,可以实现车间级监控与现场设 局 数 据库 ,采 用过 程 设 备管 理 器软 件 ,对 P r o i f b u s — D P r o i f b u s — P A仪 表 进 行 参 数 设 定 、组 态 、监 视 和诊 备之间的分散式数字控制和通讯 ,为电厂 自动化以及 和 P 设备智 能 化提供 了一种 可行 的解 决方 案 。 断 。同时 ,控制系统 还提供诊断工具 ,可对 系统级 发电企业水处理控制 系统有其 自身的特点 :变量 P r o i f b u s 总线 中的设备进行故障诊断。 控制系统采用工业以 太网与P L C 通信, 组成监拄 潜理 多 、设 备多 ,控 制 的变 量有 液 位 、压 力 、差 压 、流 量 等 ,控制的设备有 阀门 、水泵 、风机等。漳山发电公 层 控 制 网 络 ; 数 据 采 集 及 通 信 用 P r o i f b u s — D P 、 司二 期 2 X 6 0 0 MW 机 组 的 水 处 理 程 控 系 统 应 用 P r o i f b u s — P A 现 场 总 线 等 方 式 进 行 ,P r o i f b u s — D P 、 r o f i b u s — P A网络间的转换采用 D P / P A耦合器实现 ; 现场 P r o f i b u s 标准 的现场总线方式来控制 ,这种控制方式 P 包括 P r o i f b u s —D P与 P r o i f b u s —P A两 个类 型 。可 编 程 仪表均为支持P r o i f b u s 协议的 智能仪表、 传感器、 执行器。 逻辑控制器采用了西门子 s 7 — 4 0 0 H 。它的工艺系统主 2 漳 山 发 电 公 司 水 处 理 系统 的 现 场 总 线 技 术 要包括 :预处理及加药 、多介 质过滤 、超 滤器和加 药 、反渗透、阴床阳床 、混床 、卸药及浓水输送等七 应 用
现场总线PROFIBUS在水厂自控系统中的应用
现场总线PROFIBUS在水厂自控系统中的应用
引言:
现场总线控制技术因其巨大的技术优势,已在各个领域如机械、化工、汽车、电力、楼宇等得到广泛应用。
近年来在自来水行业的应用也越来越普遍,基于现场总线的水厂自动化控制系统,它采用了计算机数字化通信技术,使水处理工艺过程参数及设备加入到信息网络,成为企业信息网络的底层,这样公司级信息沟通的覆盖范围便一直延伸到了生产现场。
在CIMS 系统中,现场总线是水厂计算机网络到现场级设备的通道,是支撑现场级与水厂级信息的技术基础。
1.现场总线技术简介
(1)现场总线控制系统是近十几年发展起来的,它被认为是工业控制系统发展的必然趋势。
它主要解决了传统控制系统信息量有限集成能力不强,开放性差,可靠性不易保证,电缆敷设量大,更不能完全满足CIMS 系统对底层数据的要求等问题。
(2)目前世界流行的现场总线及总线标准有很多种,其中PROFIBUS 现场总线是欧洲标准,其产品在世界市场上已被普遍接受,在中国也组建了PROFIBUS 现场总线专业委员会,它是目前世界上最成功的现场总线之一,长沙八水厂自控系统便是采用了该总线。
(3)现场总线PROFIBUS 协议由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS 和PROFIBUS-PA 三个兼容部分组成。
采用了OSI 模型的物理层、数据链路层、应用层,支持主从系统、纯主系统、多主多从系统通信方式。
主站对总线具有控制权,主站间通过传递令牌来传递对总线的控制权,取得控制权的主站可向从站发送、获取信息。
DP 型用于高速数据传输,尤适用于设备级控制系统与。
现场总线技术在水厂自动化控制系统中的应用
现场总线技术在水厂自动化控制系统中的应用1 现场总线技术系统1.1 现场总线技术概述现场总线(Fieldbus)是连接现场智能设备(如智能化的传感器、变送器、测量仪表和执行器等)和计算机系统的开放式、数字化、双向传输、多点通信的底层控制网络,用于完成智能设备之间以及智能设备与监控计算机之间的数据交换,它融入了智能仪表、控制、计算机、网络,数字通讯和开放系统互联等技术的精粹,是一种高性能的通信技术。
现场总线技术是随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展而发展起来的一种总线技术,现场总线技术的出现引起了自动化系统结构的变革,它逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统,现场总线控制系统FCS 是继集散控制系统DCS 之后的又一代控制系统。
现场总线控制系统是开放的、具有良好互操作性的和分散的双向传输数字化互连网络,是现代计算机技术、通信技术和控制技术的集成。
目前,现场总线已在自动化领域发挥优势,是工业自动化技术发展的焦点,代表了自动化技术的发展方向。
1.2 工业以太网技术的发展与应用以太网是目前世界上应用最广的局域网技术。
随着Internet 的发展,以太网已经成为事实上的工业标准,TCP/IP 的简单实用已深入人心,为广大用户所接受。
目前不仅在办公自动化领域内,而且各个企业的管理网络也使用以太网。
在工业控制领域,随着仪器仪表智能化的提高和工业管理智能化的深入,系统传输的信息量必将增加,未来传输的数据可能以不满足几十个字节,甚至可以是WEB 网页,所以网络传输的大容量在工业控制中越来越重要,而以太网可以满足工业控制的这种需求。
另外,工业底层网络的现场总线协议数目众多,不同协议的兼容问题一直困扰工业界。
底层网络引入以太网不仅使现场层、控制层和管理层在垂直层方便集成,更能降低不同厂家设备在水平层面上的集成成本,所以以太网向现场总线控制系统的底层延伸是顺理成章。
华电莱州电厂基于FF和Profibus现场总线的水网控制系统
第42卷第1期2013年1月热力发电T H E R M A L P O W ER G E N E R A T I oNV01.42N o.1J an.2013华电莱州电厂基于FF和Pr of i bus现场总线的水网控制系统[摘要][关键词] [中图分类号] [-D O I编号]田爽1,郝炜2,宋美艳1,丁伟1.西安热工研究院有限公司,陕西西安7100322.渭河发电有限公司,陕西咸阳712085结合华电莱州电厂水网控制系统,总结了FF和Pr of i bus—D P现场总线用于火电厂水网控制的设计要点。
该控制系统以美国艾默生过程控制有限公司的0vat i on D C S为平台,对F F和Pr of i bus—D P2种现场总线协议进行了合理配置,实现了对水网的控制。
同时,对2种现场总线技术在控制系统调试过程中易出现信号干扰、主站与从站参数设置错误等问题,提出了解决方案。
水网控制系统;O vat i on D C S;Pr of i bus现场总线;FF现场总线;G SD文件T K323[文献标识码]B[文章编号]1002—3364(2013)01—0091—0310.3969/j.i ssn.1002—3364.2013.01.091F F and Pr of i bus bus t echnol ogy ba sed w a t e r net w or k cont r ol syst e m f orLai zhou Pow er Pl ant of C hi na H uadi an C or por at i onT I A N S huan91,H A O W e i2,SO N G M ei yanl,D I N G W ei l 1.X i'an T her m al P ow e r R es ea r ch I ns t i t ut e C o.L t d.,C hi na H u anen g G r oup,X i'a n710032,S haa nxi P r ovi nce,Chi na2.S h aanx i W ei he E l ect r i cal P ow e r C o.,Lt d.,X i a nyang712085,S haa nxi P r ovi nce,Chi naA bs t r act:C om bi ni ng w i t h t he w a t e r net w or k cont r ol s ys t em i n H uadi an L ai zhou Pow e r Pl an t,t hi spaper s um m ar i zes t he ke y poi nt s of de s i gn f or a ppl yi ng FF and Pr of i bus—D P f i el d bus t o w a t e r net w o r k cont r ol i n t her m al pow er pl ant.B y t aki ng t he O vat i on D C S f r om E m e r son Pr oces s M an—agem e nt of A m e r i c a as t he pl at f or m,t hi s s ys t em r eas onabl y conf i gur es t he t w o f i el d bus pr ot o—col s,FF and Pr of i bus—D P,SO t he cont r ol of w at er net w or k can be r e al i z ed.M ea nw hi l e,t o s ol ve t he pr ob l em s t ha t occ u r dur i ng t he cont r ol s ys t em debuggi ng,such as f r e que nt si gnal i nt er f er en ce,pa—r am et er s et t i ng er r or s f or m as t er and sl ave st at i on,t he corr es pondi ng count er m eas ur es ar e gi ven.K ey w or ds:w at er net w or k cont r ol s ys t em;O vat i on D C S;Pr ofi bus f i el d bus;FF f i el d bus;G SD doc一11m ent1FF现场总线与O vat i on D C S的物理层链接FF现场总线的H1总线分为有源和无源2种,美国艾默生控制公司的O va t i on D C S提供的FF现场总线为有源H1总线,所以对现场智能仪表无需配置电源。
profibus总线应用实例
profibus总线应用实例Profibus总线应用实例Profibus是一种用于工业自动化领域的现场总线技术,广泛应用于工厂自动化、过程控制和机器自动化等领域。
它提供了一种可靠和高效的数据通信方式,为工业设备之间的通信提供了便利。
在工业自动化领域,Profibus总线被广泛应用于各种设备之间的数据交换。
下面以几个具体的实例来介绍Profibus总线的应用。
1. 工厂生产线中的数据传输在一个工厂生产线中,各种设备需要进行数据交换,例如传感器、控制器、驱动器等。
通过使用Profibus总线,这些设备可以通过一个统一的总线进行连接和通信。
传感器可以将采集到的数据通过Profibus总线发送给控制器,控制器再根据这些数据进行相应的操作,控制驱动器完成相应的动作。
这样,就实现了生产线中各个设备之间的高效通信和协作。
2. 流程控制系统中的数据传输在流程控制系统中,各个控制单元需要实时地进行数据交换,以确保整个系统的稳定运行。
通过使用Profibus总线,这些控制单元可以方便地进行数据传输和共享。
例如,在一个化工厂的流程控制系统中,各个控制单元可以通过Profibus总线实时地交换温度、压力、液位等数据,以确保各个设备之间的协调工作,提高生产效率和质量。
3. 机器自动化中的数据传输在机器自动化领域,各种机器设备需要进行数据交换和控制。
通过使用Profibus总线,这些机器设备可以方便地进行数据传输和控制命令的下发。
例如,在一个自动化生产线上,各个机器设备可以通过Profibus总线接收上位机发送的控制命令,并将执行结果返回给上位机。
这样,就实现了整个生产线的自动化控制和监控。
4. 工业网络中的数据通信在工业网络中,各个设备之间需要进行数据通信和信息共享。
通过使用Profibus总线,这些设备可以方便地进行数据传输和通信。
例如,在一个工业网络中,各个PLC控制器可以通过Profibus总线进行数据交换和共享,实现整个工业网络的集中控制和管理。
Profibus现场总线在现代污水处理厂中的应用
污水 处理 厂现 场级采用 Po b s P技 术 来 实 r u —D i f
现 水厂 的 自动控制 和 现场 设 备 的实 时 监 控 . 户数 用
据 在 D M1 第 1 主 站 ) P ( 类 和相 关 D P从 站 间 的传输 按 照 D M1 P 既定 的顺序 自动 执行 . rf u 可构 成 单 Po b s i 主站或 多主 站系统 , 它使 得 系统 配 置 的灵 活 性 大 大
高 庆 敏 , : P o b s 场 总 线 在 现 代 污 水 处 理 厂 中的 应 用 等 r u现 i f
Po b s 场总 线 系统 较 其 他 系统 具 有 稳 定 性 rf u 现 i
控 制 , 样可 靠性 更好 . 这 它既 能避 免污 泥积 累过 多引
好、 通信 速率 快 、 展 性 强 等 优 点 , 且 可实 现 智 能 扩 并 现 场设 备 的可视化 和 报 警 处理 , 面 就某 污 水 处 下 理 厂 的具 体 要 求 讨 论 Po b s现 场 总 线 技 术 的 具 rf u i
在 出 口附近为 2~3mg L是 比较理 想 的. 气 不 足 / 曝 会 产生厌 氧状 态和 污 泥 释 放磷 , 气 过量 相 应 的运 曝 行 费用又 会大 大提 高 . 为节省 能源 , 污水处 理厂设 该
3 控 制 系 统 结构 和 功 能
该 污水处 理厂 控 制 系统 为 多 主 站 的 Po b s rf u — i
文 章 编 号 :0 2—5 3 ( 0 2 0 0 3 0 10 6 4 2 1 ) 2— 1 4— 3
Pob s rf u 现场 总线在 现代 污 水 处 理厂 中的应 用 i
高庆敏 ,胡 梦 霞
Profibus-DP现场总线控制系统应用案例
口 )。
在 Ovation的 Studio中 打 开 相 应 总 线 的 配 置
总线端子接线原 则:端 子 21接 A(-)输 入, 窗口,选 择 Rotork设 备,添 加 到 操 作 区 域;双 击
端子 20接 A(+)输入;端子 23接 B(-)输入,端 Rotork设 备 进 入 组 态 界 面,添 加 rtrc08451_3.
作者简介:郭培志(1974),高级工程师,从事工业、市政 等 行 业 水 处 理 工 程 控 制 系 统 的 设 计 与 管 理 等 工 作,nj_guopz @163.com。
第 8期 郭培志等.ProfibusDP现场总线控制系统应用案例
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图 1 Ovation系统阀岛配置界面
现场总线 (Fieldbus)系 统 是 应 用 在 生 产 现 场 与微机化测量 控 制 设 备 之 间,实 现 双 向 串 行 多 节 点数字通信 的 系 统,被 称 为 开 放 式、数 字 化、多 点 通信 的 底 层 控 制 网 络 。 [1] ProfibusDP总 线 是 专 为 PLC/DCS系统和 现 场 分 散 式 控 制 设 备 通 信 设 计 ,用 于 传 输 通 信 数 据 的 系 统 。
子 22接 B(+)输入。
gsd,建立模拟数据;完成组态(图 2)。
图 2 Ovation系统总线型电动执行机构配置界面
如图 3所 示,Ovation系 统 的 两 块 冗 余 DP通 信卡同时读取 现 场 设 备 两 个 端 口 的 输 入 数 据,并 通过现场设备每个端口的通信状态点判断两个端 口的工作状况,两 路 数 据 输 入 Ovation系 统,哪 路 数据有效就读 取 其 数 据 并 显 示,如 果 两 路 数 据 都 有效,则模拟 量 取 平 均 值,开 关 量 数 值 一 致,就 无 需区分。当端口 1的 通 信 状 态 点 故 障 时,将 切 换 至端口 2的数据;当端口 2的通信状态点故 障时, 将切换至端口 1的数据;当两路都无效时,所有输 入数据都 变 为 坏 点。 冗 余 DP通 信 卡 的 输 出 (一 个数据源)将两组 相 同 的 数 据 同 时 送 到 执 行 机 构
现场总线在水厂控制系统中的应用
现场总线在水厂控制系统中的应用提要:现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,是现场仪表与可编程控制器和控制室之间的一种数字化、智能化的通信网络。
本文以PROFIBUS-DP 现场总线为基础,阐述了PROFIBUS-DP现场总线在水厂自动控制系统中的应用。
关键词:现场总线;PROFIBUS-DP;水厂自动控制1、引言现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的,是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能化的新行技术。
它不仅是一个基础网络,而且还是一种开放式、新型全分布式控制系统(FCS),是继DCS后又一代控制系统。
其一经产生便成为全球工业自动化技术的热点,受到全世界的普遍关注。
目前世界上许多公司推出了自己的现场总线技术,如FF、Lon Works、PROFIBUS、Can、Hart、DeviceNet、CC-link等。
现场级设备通讯网络处于工业系统网络的最低层,直接连接现场的各种设备,包括I/O、传感器、变频器与驱动等装置,这些设备对网络的实时性和确定性有很高的要求。
PROFIBUS是Process FieldBus的缩写,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,PROFIBUS-DP是PROFIBUS现场总线的一种高速的主——从通讯方式,是现场设备级通讯网络的最优解决方案。
2、PROFIBUS现场总线2.1PROFIBUS介绍PROFIBUS是一种国际化、开放式、标准化、不依赖于生产商的现场总线,一方面满足了生产过程的传感器/执行器领域的通信要求,另外又具有单元级领域的所有网络通信功能,广泛应用于制造业自动化、过程自动化。
PROFIBUS采用ISO/OSI通信标准模型,从面向用户的角度看分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA三种通信协议类型。
PROFIBUS-DP是典型的主从通信方式,是一种高速、经济的通信网络,特别适合可编程控制器与现场分散I/O之间的通信,它的独特的等时性模式可满足交直流调速系统快速响应的时间要求。
profibus总线应用实例
profibus总线应用实例Profibus总线应用实例Profibus是一种常用的工业通信总线,广泛应用于自动化控制系统中。
它采用了现场总线技术,能够实现实时数据传输和设备之间的通信。
下面将介绍几个Profibus总线应用实例,展示它在不同领域的应用。
1. 工业自动化领域在工业自动化领域,Profibus总线被广泛应用于各种设备之间的通信。
例如,在一个工厂的生产线上,各个设备需要实时地传输数据和相互协调工作。
通过使用Profibus总线,这些设备可以通过一个总线连接起来,实现数据的快速传输和实时监控。
这样,工程师可以随时了解设备的状态,并及时采取措施进行调整和优化。
2. 过程控制领域在过程控制领域,Profibus总线被用于监测和控制各种过程变量,如温度、压力、流量等。
通过将传感器和执行器连接到Profibus总线上,可以实现对这些变量的实时监测和控制。
例如,在一个化工厂中,通过使用Profibus总线连接温度传感器和控制阀,可以实时监测和调节反应器的温度,确保反应过程的稳定性和安全性。
3. 建筑自动化领域在建筑自动化领域,Profibus总线被应用于楼宇控制系统中。
通过将照明、空调、安防等设备连接到Profibus总线上,可以实现对这些设备的集中控制和管理。
例如,在一个办公楼中,通过使用Profibus总线连接照明系统,可以实现对不同区域的照明进行集中控制和调节,提高能源利用效率和舒适度。
4. 交通运输领域在交通运输领域,Profibus总线被应用于智能交通系统中。
通过将交通信号灯、监控摄像头、车辆检测器等设备连接到Profibus总线上,可以实现对交通流量的实时监测和调度。
例如,在一个城市的交叉路口,通过使用Profibus总线连接交通信号灯和车辆检测器,可以根据实时的交通情况进行信号灯的控制,提高交通流量的效率和安全性。
Profibus总线在工业控制系统中有着广泛的应用。
它能够实现设备之间的快速通信和数据传输,提高生产效率和安全性。
ProfibusDP现场总线技术及其在水电站状态监测中的应用概要
ProfibusDP现场总线技术及其在水电站状态监测中的应用概要简介Profibus(Process Field Bus)是一种现场总线协议,它是在德国由西门子公司开发的一种现场总线技术。
Profibus通过串行通信方式将自动化现场控制设备连接到过程控制系统中,实现了自动化控制和过程控制之间的传递信号,提高了自动化控制质量和水电站处理水资源的效率。
在水电站状态监测中,ProfibusDP现场总线技术可以应用于大型水电站的水利水电设备控制监测和水质监测系统,实现水利水电设备状态在线监测和水质参数数据采样控制。
本文将对ProfibusDP现场总线技术的应用以及在水电站状态监测中的应用进行简要阐述。
ProfibusDP现场总线技术ProfibusDP是一种特殊的Profibus标准版,被广泛应用于自动化控制领域。
该技术可广泛适用于控制器和工作室之间的通讯。
ProfibusDP现场总线技术具有以下优点:•可实现自动连接和拆卸;•扩展性好,最多可拓展到125个节点;•高速通讯,最高可达12Mbps。
ProfibusDP现场总线技术还支持分布式控制,支持多种通讯模式,如主从模式、广播模式和混合模式等。
在水电站中的应用水电站是一种大型的水利水电设施,需要实时监测状态以保证设备的正常运行。
ProfibusDP现场总线技术可以应用于水电站的自动化控制系统中,把控水流量、水位和电网信息。
它可以通过实时采集信号信息、控制设备以及获取过程参数等实现自动化控制和监测水电站设备的状态。
在水电站中,ProfibusDP现场总线技术还可用于维护和监测设备运行状况。
同时,ProfibusDP现场总线技术还可用于采集水位、水流量、水温、水质地图等水质参数数据,实现对水质的在线监测。
与此同时,水电站状态监测系统可以使用ProfibusDP进行远程数据传输和精确的数据控制,减少了监测工作的人力和物力成本,提高了监测的效率和准确性。
ProfibusDP现场总线技术是一种非常适合水电站状态监测的自动化控制技术。
基于Profibus的水厂网络控制系统
低压电器(2007№15)通用低压电器篇现场总线刘美俊(1968—),男,副教授,硕士,研究方向为现场总线技术、电力系统自动化、智能控制等。
基于Pr of i bu s 的水厂网络控制系统刘美俊(湖南工程学院,湖南湘潭 411101)摘 要:根据集中监控和分散控制的原则,提出了一种基于Prof i bus 总线技术的控制网络。
分析了系统的工作原理,详细阐述了系统的网络结构、硬件组成及通信程序,讨论了系统的主要功能及软件的设计方法。
由于该系统的主、从站设备间采用P r ofibus 网络通信,运行可靠,适用于大、中规模的水厂。
实践表明,系统达到了设计要求,实现了水厂生产自动化,提高了水质。
关键词:Pr of i bus ;网络控制;系统组成;水厂自动化中图分类号:TP 273∶TP 393.03 文献标识码:B 文章编号:100125531(2007)1520030203W a ter Fa ctor y Networ k Con tr ol System Ba sed on Pr of i busL I U M eijun(Hunan I nstitute of Engineering,Xiangtan 411101,China ) Abstra c t:According t o the princi p le of monit oring as a wh o l e and dis persed control,a contr ol net work whichbased on P rofibus bus technol ogywas intr oduced .The p rinciple of t he syste m was p re s ented,and t he structure,the hard wa re constituti on of net work and the communication s oft w are of the s ystem we re analyzed in deta il .For Profibus net work co mmunica ti on of ma ster and slave stati on,t he system works re liably and is adaptable t o larg e and m edia scale wa ter factory .It is ve rifi ed in practi ce that the wa ter factory is contr olled aut o m atically,and the wa t e r qua lity is enhanced by this ne t w ork syst em.Key word s:P r of i bus ;n etwor k con tr ol ;syste m con st i tut i on;wa ter fa ctor y a utom a tion0 概 述自来水厂水生产控制系统的变量多、任务重和设备多。
现场总线技术在自来水厂水处理系统中的应用
协 议 公开 ,各 不 同厂 家 的设 备 之 间可 进行 巨 连 , 并
实 现信 息交换 。( ) 操作性 与互 用性 。互操 作性 2互 可 以实 现互联 设备 间 、 统 间 的信 息 传 送 与 沟通 。 系 互 用 性 意 味着 不 同 生 产 厂 家 的性 能类 似 的设 备 可
J 1 01 u. 2 2
现 场 总线技 术 在 自来水 厂 水 处 理 系统 中 的应 用
张 呜 , 李 杰
( 黄河水利职业技术学院 , 河南 开封 450 ) 70 4
摘 要 : 以商 丘 自来 水 公 司水处 理 系统 为例 , 析 了现 场 总 线技 术 的特 点 、 势 、 分 优 网络搭 建及 其 存
统 一 的整 体 。 来自检测 的参数 与各 个 现 场被 控 制设 备都 相 对 分散 , 并 且 系统 中多采用 落后 的常 规仪表 和后 动操作 。为 了 实 现 远程 操 作 、 断 、 控 、 数 化 功 能 , 及 时 准 诊 监 参 能 确 地 为 全 公 司 的信 息 系统 提 供 丰 富 的 现 场设 备 及 生 产 数 据 , 们 设 计 了生 产 管理 监 控 级 、 场控 制 我 现
欧洲 现场 总线 标准 。该 标 准为供应 商 和用户 的投 资 提 供 了最 佳 的保 护措 施 , 并确 保 供应 商 的独 立 自主 性, 是应用于生产现 场和微 机化 测量控 制设 备之 间 , 实现 双 向 串行多 节点 数 字通 信 的系 统 , 被称 为 开 也
现场总线技术在水处理控制系统中的应用
PROFIBUS上连接着的每一总线 设备在用户接口中存在着GSD(设备 性能描述文件),用于描述设备所具有 的不同性能特征,包括如I/O数量、诊 断信息以及总线参数等,以达到即插 即用。
水处理中控室与全厂主机控制网 络、厂级SIS系统进行数据通讯,以提 高全厂自动化控制水平,实现厂级信息 一体化管理。
3.2 自动监控系统的运行过程 各系统按自动程控运行方式进行 设计。所有被控对象及过程控制参数 在中控室内,通过操作员站进行集中 监控,主要工艺系统设备按程控步序 运行操作,也可在操作站上进行软手 操作,或在就地电磁阀箱/MCC上对单 个设备进行启停及开关的操作。操作 站 对整 个工艺系统 进行监 控,采用全 中文图形界面,全自动化动态显示、数 据分析、数据存储、报表打印、高速通 讯等功能。完成工艺系统控制、显示、 报警、报表、管理于一体。工程师站可
用 P r o f i b u s - D P总 线 协议、A B应 用 DeviceNET、施耐德应用MB+总线协 议等;上 层的E t h e r n e t网络实现 PLC 与PLC、PLC与上位机以及与第三方 Ethernet设备的数据通信,整个通讯形 成了具有优异通信功能的三层网络。
2.1 PROFIBUS现场总线的介绍 现 场总 线(F i e l d b u s)是 近年来 迅速发展起来的一种工业数据总线, 它主要解决工业现场的智能化仪器仪 表、控制器、执行机构等现场设备间的 数字通信以及这些现场控制设备和高 级控制系统之间的信息传递问题。 PROFIBUS是德国于90年代初制 订的国家工业现场总线协议标准,目前 是IEC 61158国际标准中的Type3部 分。PROFIBUS网络拓扑为线性总线 两端加终端电阻,采用sub-D9芯网络 接口插 头。在 链 路层 采用混 合 介质存 取方 式,主 站 间按 令牌 环 方 式,主 站 和从站间按主从方式工作。Profibus 的传输速率为9.6K~12Mbps,最大传
现场总线PROFIBUS-DP在废水处理站自动化中的应用
通信 点对 点户 数 据 传 送 运 行模 式 行 、清 除 、停 止 运
统有更加快速、稳定性;而P O I U 这种现场 总线正是 RFBS 能够实现高速稳定通信 。本次宝 山钢铁股份特殊钢事业
要:本文对现场自 动化控制总线PO IU作了介绍,介绍了POIU 的系统构成原理及其实际的设置与应用。 RFSS RFBS
文章 编 号 :0 2 30 (0 )0 - 0 2 0 1 0— 6 7 2 1 1 6 0 6- 3
1 引 言 .
随着现代生产工艺的飞速发展 ,需要 自动化控制系
同P O IU — P R F B S D 设备的设备行为。 1 R FB SD 技 术特 点 、P O IU —P
P O IU -P 用 的 网络 协 议 是 以IO 布 的O I 准 RFB S D采 S颁 S标
( )站 点数 : 4 每分段3 个站 ( 2 不带 中继 ), 可多到
1 7 站 ( 中继 ) 。 2个 带 ( )插 头 连 接 : 用 9 D 插 头 。 5 使 针 型
七层参考模型为基础, 所不 同的是P O IU — P R F B S D 只使用 了
级网络, 主要用于 中央控 制单元 与分散 的I 0 间的通 /之
信 , R F B S D现 场 总线 不 仅 可 以取代 2V C 4 2m P O I U— P 4 D 或  ̄ 0A 信 号 的传 输 , 且 可 以满 足 交 直 流 调 速 系 统 快 速 响应 的 而
时 间要 求 。
34安 装调试 中的问题 .
( ) ROFB 电缆 的安 装 1 P I US 由 于 废 水 处 理 站 桥 架 内有 大 量 的 动 力 照 明控 制 电
现场总线在污水厂中的应用
现场总线在污水厂中的应用作者:王树东金鲁东何巍来源:《计算技术与自动化》2013年第02期摘要:随着自动化程度的不断提高,污水厂的控制系统中的智能仪表及现场总线的应用越来越广泛。
但随之而来的是各种仪表通讯协议的选择和现场总线的选择。
各设备厂家设备支持的通讯协议不尽相同,为此,在污水处理控制系统的设计中,选择Profibus-DP作为全厂的总线协议,并将其它总线协议转换为ProfibusDP协议,使污水处理厂的现场总线结构统一,提高了系统的可靠性,这在系统的网络设计中具有一定的推广价值。
关键词:ProfibusDP;现场总线;仪表;污水处理中图分类号:TP273.5 文献标识码:A1引言随着自动化程度的不断提高,污水厂的控制系统中的智能仪表及现场总线的应用越来越广泛。
甘肃省某县的城镇污水处理厂于今年上半年投入运行,厂区使用了大量的智能仪表对水质进行实时的监测,也使用了一些成套的控制设备,来完成特定的控制要求,这有利于增加系统运行的稳定性。
这些设备、仪表及PLC均来自不同厂家,这为设备之间的数据交换造成了困难。
通过对系统网络结构的优化设计,本控制系统选择了ProfibusDP协议作为成套设备、现场仪表及PLC的通讯协议。
ProfibusDP是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通讯与控制的现场总线技术,它可以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讯网络[1],是一种高速低成本的通信,可以代替24V DC或4~20mA信号传输。
并且ProfibusDP作为最实用可靠的现场总线之一,在国内也得到了很广泛的应用。
很多PLC的生产厂家及仪表生产厂家均对ProfibusDP协议做了相应的通讯模块,这就使其在控制系统中更广泛的使用成为可能。
2系统结构根据污水厂的布局,选择使用两个PLC控制站来完成整个厂区的监控工作。
两个PLC控制站均选用了ABB公司的AC500系列PLC,它具有网络功能强、可靠性高、价格适中的特点,尤其是近十几年,我国的污水供水项目,以ABB公司的AC500系列PLC为核心的控制系统,有很多的工程实例。
现场总线在水厂自动控制中的应用
现场总线在水厂自动控制中的应用
近年来,无论在大型的自动化展览会,还是在学术交流会上,现场总线
始终是一个热门话题。
现场总线给工业自动化领域带来的又一次革命,其深度和广度将超过历史上任何一次,甚至被称为“开创了工业自动化新纪元”。
一、现场总线综述
现场总线系统(FCS)是全数字串行、双向通信系统。
系统内测量和控制设备如探头、激励器和控制器可相互连接、监测和控制。
在工厂网络的分级中,它既作为过程控制(如PLC,LC 等)和应用智能仪表(如变频器、阀门、条
码阅读器等)的局部网,又具有在网络上分布控制应用的内嵌功能。
由于其广阔的应用前景,众多国外有实力的厂家竞相投入力量,进行产品开发。
目前,国际上已知的现场总线类型有四十余种,比较典型的现场总线有:
FF,Profibus,LON works,CAN,HART,CC-LINK 等。
现场总线技术改变过去的集中式工厂控制方式为现场完全分散控制方式,
是一种真正交互操作、完全开放、增强型现场控制和具有最少安装费用的模式。
其主要特点如下:
(1)用可靠的数字信号取代4∽20mA 模拟信号。
以HART 总线为例说明,HART 是一种串行传输方法,其信号是一种数字通信,它对普通的模拟信号加以调制,以两种频率(“0”:1200HZ 和“1”:2200HZ)正弦波传输。
这种具有
传输能耗低,果然少,效率高的优点。
(2)许多现场总线采用就地设备由智能化仪表管理,控制/报警/计算等功能装置均分散在现场,现场仪表的布线采用并行布线方法,能节省大量的信号电缆,安装简便,使工程费用降低。
(3)不同品牌设备可相互连接及操作。
基于Profibus总线的DCS系统在污水处理厂中的应用定稿版
基于P r o f i b u s总线的D C S系统在污水处理厂中的应用HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】基于Profibus总线的DCS系统在污水处理厂中的应用摘要本文以山西省某污水处理厂为例,论述了基于Profibus总线的DCS系统在污水处理领域的应用。
对系统的硬件、软件结构及工作原理进行了说明。
运行表明,该系统能够满足污水处理的自动控制要求,并且具有先进、可靠、控制性能好等优点。
关键词污水处理;现场总线;分布式控制1 前言污水处理厂DCS系统是根据进入污水处理厂的水量、水质等变化指标对提升泵房、P -MSBR生化反应池、污泥脱水间、风机房、紫外线消毒池、排水泵房等进行控制,并把现场各子单元的工艺参数、报警参数、历史数据等通过现场总线传输到中控室的PC机上,在中控室显示器中反应出来,并能自动打印。
通过工业以太网和厂长办公室以及当地环保部门相连,随时监视厂里的生产情况。
综合考虑投资、运行成本、处理效果、污水水质等因素,污水处理工艺可分为物理处理、生物处理和化学处理。
典型的工艺流程如图1所示:图1 典型工艺流程图污水经过粗格栅清除较大的固体悬浮物后进入曝气沉砂池,在沉砂池侧壁下部鼓人压缩空气,污水中的有机物处于悬浮状态,而吸砂机则将沉砂吸出,送到砂水分离器,污水进人初沉池,至此,完成污水的物理处理工艺阶段。
污水进人曝气池,保持好氧条件。
对沉淀产生的污泥进行浓缩、消化、脱水等处理。
大部分二沉池的污泥回流人曝气池进口。
完成生物处理阶段工作后,根据需要选择化学处理方法,最终使污水达到国家排放标准[1]。
2 现场总线与分布式控制概述2.1 现场总线的概念现场总线是一种在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通信系统,可以完成现场自动化设备之间的多点通信,实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换.它是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
DCS、工业以太网、现场总线技术在供水行业中的应用和发展趋势
DCS、现场总线技术、工业以太网在供水行业中的应用及发展趋势在现今供水行业中,工业控制自动化动技术的应用越来越广泛,应用工业控制自动化技术对供水生产过程实现检测、控制、优化、调度和管理,达到节能、降耗、提高效率,确保优质供水和安全生产等目的。
当今,工业控制自动化技术在供水行业中应用的主要有以PLC 为基础的集散控制系统(DCS),现场总线技术和工业以太网等。
长期以来以PLC为基础的DCS一直占据着供水自动化领域的主战场,而近几年来,随着工业PC和通信技术的发展,以工业PC、I/O装置、监控装置、智能仪器仪表、控制网络组成的工业PC自动化系统得到迅速发展,并成为实现低成本,高性能工业自动化系统的主要途径,以PLC为基础的DCS系统正承受着来自其它技术产品的冲击,尤其是现场总线和工业以太网技术,随着这两种技术的日趋成熟,它们将给供水自动化领域带来一次新的革命。
传统的以PLC为基础的DCS控制系统从出现至今已经过了几十年的发展,走过了从开关量控制到顺序控制,运算处理,PID闭环、步进控制等过程,直到现在PLC,DCS仍然在自动化领域特别是供水行业占据一定的市场份额,前几年曾有人预言“现场总线技术将很快取代PLC”,而目前来看未必如此,PLC经过几十年的发展,已十分成熟和完善,即使是在现场总线控制系统中PLC仍可以以一个分站挂在高速总线上,充分发挥其在处理开关量和顺序控制方面的优势,特别是近几年来,PLC在向微型化、网络化方向发展,如施耐德公司的昆腾系列PLC就支持包括以太网在内的多种通信协议。
可以相信,随着PLC向网络化、开放式方向发展,它将继续在供水自动化领域占据一定的地位。
众所周知,在以PLC为基础的供水DCS系统中,供水设备的模拟、数字信号大都采用一对信号一对线接到I/O,对于强电信号更是需要大量的变送器,同时大量的电缆与敷设电缆用的桥架、二次仪表、安装维护费用是加重系统成本的主要因素。
随着工业PC和通信技术的发展,现场总线应运而生,并成为自动化领域中的一个热点。
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① 不 能 采 取 控 制 回 路 高 度 集 中 的设 计 思 想 , 需 要 把 控 制 功 能 分 散 到 若 干 个 控 制 站 实 现 , 提 高 系 以
统 的 可 靠 性 ; 考 虑 到 整 个 生 产 过 程 的 整 体 性 , 个 ② 各 控 制 系统 ( 路 ) 运 行 应 当 服 从 2 业 生 产 管 理 的 总 回 的 1 2
1 现 场 总 线 的 发 展 过 程 直 接 数 字 量 控 制 ( r c i ia Co r l Die t D g t l :nt o … 11 .
DD C)
该 控 制 系 统 优 点 是 计 算 灵 活 , 度 高 , 不 仅 能 精 它 实 现 典 型 的 PI 控 制 规 律 , 可 以 分 时 处 理 多 个 控 D 还 制 回 路 。 此 外 , DDC 也 很 快 发 展 到 PI 以 外 的 多 该 D 种 复 杂 控 制 。 点 是 只 能 用 做 工 业 简 单 的控 制 , 能 缺 不 满 足 现 在 日趋 复 杂 的 生 产 工 艺 的 控 制 要 求 。 1 2 集 中 型 计 算 机 控 制 系统 . 由 于 当 时 的计 算 机 系 统 的 体 积 庞 大 , 格 非 常 价 昂贵 , 了使计 算机 控制 能与 常规仪 表控制 相竞 争 , 为 设 计 人 员 企 图 用 一 台 计 算 机 来 控 制 尽 可 能 多 的 控 制 图 1 朴素 意义 上 的 F S结 构 示 意 C
P O IUS现场总线在水厂系统中的应用 R FB
邢 砚 田
( 包头 职业 技 术 学 院 电气 工 程 系 , 蒙古 包 头 内 043) 1 0 0
摘 要 : 绍 了 P 介 ROFI BUS 现 场 总 线 的 相 关 概 念 和 通 讯 协 议 , 说 明 该 总 线 在 自 来 水 厂 控 制 系 统 并
多的危 险 。
1 3 集 散 控 制 系 统 ( s rbu e . Dit i t d Con r lSy t m — t o s e
DCS)
o 系 统 ) PROF B S P ( o e s Au o a i n, 、 I U — A Pr c s t m to 现 场 总线信 息规范) P 和 RoFI Bus— FM S( ed u Fil b s
体 目标 , 是 由 于 现 场 使 用 的 是 常 规 仪 表 , 模 拟 信 但 而 号 在 工 况 恶 劣 的 环 境 下 容 易 出现 数 据 偏 差 。
14 . 现 场 总 线 控 制 系 统 ( ed Fil bus Co t ol n r Sy — s
t m — — FC S ) e
的 应 用 。
关键词 : PROFI S; 场 总 线 ;自 来 水 厂 ; 用 BU 现 应 中图分 类号 : TP27 3 文献 标识 码 : B 文 章 编 号 : ( — 6 2 2 1 07 O O4 O 1O) 7 9 1( 01 ) 一 1 一 1
在 计 算 机 自动 控 制 系 统 高 速 发 展 的 今 天 , 别 特 是 考 虑 到 现 场 总 线 已 经 普 遍 地 渗 透 到 自动 控 制 的 各 个 领 域 的 现 实 , 场 总 线 必 将 成 为 电 工 自动 控 制 领 现 域 的 主要 发 展 方 向 之 一 。 以 认 为 , 场 总 线 是 提 高 可 现
专 业 委 员 会 , 是 目前 世 界 上 最 成 功 的 现 场 总 线 之 它
一
。
自 动 化 系 统 整 体 水 平 的 基 础 技 术 , 国 民 经 济 影 响 对 重 大 。 此 , 在 自动 化 领 域 中推 广 应 用 和 发 展 现 场 因 要
总 线 。笔 者 在 此 介 绍 一 下 其 在 自来 水 厂 的应 用 。
2 现 场 总 线 PR0FI BU S 协 议 P ROFI BUS 由 3 - 兼 容 部 分 组 成 , 即 4 PR oFI BU S — D P ( e e r lz d Pe i D c nt a ie rphe y, I r 分 /
回 路 。但 是 一 台 计 算 机 控 制 多 回 路 会 给 生 产 带 来 更
21 O 1年 4月
内 蒙 古 科 技 与 经 济
I n rM o g l ce c c n l g n e n o i S i n e Te h o o y& Ec n my a oo
A p i 20 rl 11
第 7 总第 2 3 期 3 期
N o. 7 Tot lNo.2 a 33
现 场 总 线 和 DCS 控 制 系 统 的 最 大 区 别 在 于 它
以’I 或 控 制 器 做 1类 主 站 , 设 监 控 站 , 调 P c 不 但 试 阶段 配 置 一 台 编 程 设 备 。 这 种 结 构 类 型 , PLC 或
M e s g p cf a in, 程 自 动 化 ) s a eS e ic t i o 过 。 P ROFI BUS— DP 是 一 种 高 速 、 成 本 通 信 , 低 专 门用 于 设 备 级 控 制 系 统 与 分 散 式 IO 的 通 信 。使 用 /
P R0FI US— DP 可 取 代 2 V B 4 DC 或 4 mA ~ 2 m A 0 信 号传 输 ; PORF B S— PA 专 为 过 程 自 动 化 设 计 , IU 可 使 传 感 器 和 执 行 机 构 连 在 一 根 总 线 上 , 有 本 质 并 安 全 规 范 ; ROFI P BUS— FM S 用 于 车 间 级 监 控 网 络 , 一 个令牌 结构 的实 时多 主网络 。 是 3 PR0FI BUS FI ELDBUS 网 络 构 成 的 几 种 形 式