韩哲哲,张 祥,韩 婷(河南佰利联化学股份有限公司,河南 焦作 454191)
浅谈FF总线仪表在DCS中的应用
韩哲哲,张祥,韩婷
(河南佰利联化学股份有限公司,河南焦作454191)
摘 要:本文介绍了FF仪表与DCS基本知识,并讲述了FF仪表在DCS系统中应用时需要注意的事项。
关键词:现场总线;FF协议;DCS;FF仪表应用
随着科技不断发展,新型技术产业发展迅速,尤其近些年来,我国越来越多的中小型企业一改以往的半自动化控制,全面自动化程度越来越高。本文重点探讨了现代工业顺序逻辑控制的集散型控制系统DCS和FF协议的现场总线仪表阀门问题与应用。
DCS,Distributed Control System,由过程控制级和过程监控级组成,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
一般来讲,现场仪表通过安全栅到机柜的I/O卡件,传送至控制器以及服务器,DCS系统的操作员站和工程师站都与服务器联系,用于组态和实时数据调用。系统与仪表组成的框架如图1所示。
图1中,confi guration System 是指控制系统,controller是指系统控制器,H1 Lower Speed Field bus是一种特殊的总线,用于连接控制系统与现场FF仪表阀门。
DCS系统的工程师站主要进行离线配置、组态以及在线系统监督、控制、维护的网络节点,主要配置有工具软件(即组态软件),并在DCS在线运行时实时地监视DCS网络上各个节点的运行情况,使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定,使DCS随时处在最佳的工作状态之下。
采用现场总线型仪表,不同于以往的4~20mA的单向传输,现场总线能做到仪表阀门之间直接相互访问与控制,可降低传输过程中的噪声干扰,能够提高仪表的精度,真正实现现场控制。
FF通讯协议具备开放型数字通信能力,使自动化系统具备了网络特征。它以OSI开放系统互连模型为基础,取其物理层、数据链路层、应用层,并在应用层上增加了用户层。FF现场总线仪表传输信号采用曼侧斯特编码,每位发送数据的中心位置都产生跳变,以保持收发双方的时间同步。
系统控制器的FIM卡件,通过许多子链路连接到现场的仪表阀门,连接线使用的是特殊H1总线,每一路都有终端器,图2所示为现场总线设备连接设计。当设备连接到总线上,会随机分配到一个248~251之间的缺省地址(default address),然后用户根据当前的网段,分配一个未被实用的永久地址(permanent address)。
FF仪表在DCS系统中,可远程配置仪表参数信息,如传输过来的上下限,以及仪表的报警值。
值得注意的是,在仪表的AI模块里,range这一项中包含了非常重要的参数,“Transducer Channel No.”,这是一个选择通道的参数设置,对于不同的仪表,需要选择不同的通道,如压力变送器,就需要设置为“pressure”,液位计,就需要选择“Level Linear zed”。其中较为特殊的是流量计,因为有些流量计带有温压补偿功能的,即该仪表具备集成了测温测压功能于一体,那么就必须要设定好正确通道,“fl ow”,不然选择其他通道后,该仪表在DCS上显示出的就变成温度信号或压力信号了。
在DCS系统里可以读到很多仪表的信息,如在“Maintenance”中包含了“Block Errors”功能,这里有很多种类型的错误信息,“Local override”、“Input Failure”、“Out-Of-Service”,有了这样的信息,检修人员可以迅速的判断出该仪表的故障原因,迅速拿出解决方案。
FF仪表更多的减少硬件投资成本,降低了维护和操作方面难度,DCS系统是工厂系统控制的核心,两者相互结合与应用,进一步提高了工厂生产稳定性及安全性,为工厂实现最大效益。值得注意的是,在FF仪表的功能块中,是可以加载控制程序,也就是说能够将控制方案下装至现场仪表里,从而使得在未来的发展过程中,依然具有很大的空间值得探索与应用。
参考文献:
[1]吴琪瑜,黄从智.基于FF的现场总线实验系统开发[J].工业控制计算机,2009(01).
[2]童刚,张城,申庆花.基于FF现场总线的先进PID功能块设计[J].微计算机信息,2009(10).
[3]张文霞,袁健.基于FF现场总线的先进控制算法的应用研究[J].国内外机电一体化技术,2009(02).
DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.220