SIEMENS的现场总线PROFIBUS在30万吨焦化工程自动化仪表分工程中的应用

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】　　本方案是为某公司30万吨焦化工程自动化仪表分工程所做的设计方案。我们采用德国SIEMENS的现场总线PROFIBUS及工业以太网技术，将本期工程所包括焦炉工段、鼓冷工段、脱硫工段、粗笨工段制冷工段组成先进的FCS控制系统。实现对鼓风工段、脱硫工段、粗笨工段控制室集中监控及焦炉工段采用交换机控制室内就地监控方式。其中焦炉设1个操作站、1个工程师站，鼓冷工段、脱硫工段、粗笨工段各设1个操作站，合设1个工程师站。整个控制可以通过FCS系统以及工业以太网系统的人机界面——操作站及其实时监控软件，完成对所有的实时监测和控制功能，完成数据处理、显示、停机联锁保护、手动操作、打印和联网。
　　
　　PROFIBUS现场总线系统介绍
　　控制系统的发展大体上经历了由最初的采用基地式仪表控制、集中式体系结构的计算机控制系统DCS和近几年发展的现场总线控制系统FCS三个大的发展阶段。现场总线它是现代控制技术、计算机技术和网络技术发展的成果，是工业自动化事业的进展需要，也是技术发展的必然。现场总线使得现场设备之间，现场设备和控制室设备之间构成网络互联系统。现场总线控制系统是控制系统的发展的趋势。
　　现场总线技术的三大特点是信号传输数字化、控制功能分散化、开放与可互操作。目前，较为流行的现场总线有：FF- Foundation Field Bus(现场总线基金会 )现场总线、CAN(控制局域网络 )、 LONWORKS(局部操作网络 )、PROFIBUS(过程现场总线 )以及过渡性的HART(可寻址远程传感器数据通路 )协议等五种现场总线。
　　PROFIBUS现场总线主要用于可编程序控制器 (PLC)和开关量检测系统。也就是说，它比较适用于工厂自动化系统。PROFIBUS适合于过程控制产品，如调节阀、执行器、模拟量I/O模块、数字量I/O模块等。其开放的通信系统可使不同厂商的产品工作在同一个总线系统上。
　　
　　焦化工程系统组成
　　整个焦化工程分成两个控制中心，一个负责监控焦炉工段，一个负责监控鼓冷等工段。
　　本控制系统网络分为上层管理网和下层控制网，中间由S7-300 控制器链接构成一个完整的控制网络。上层管理网由标准纤维光缆加OLM（工业以太网光纤链路模块）构成环形主架，向上由ITP（9/15）标准电缆链接操作员站和工程师站，向下由ITP（9/15）标准电缆链接S7-300上的以太网模块，构成一个传输速率为10M/100M 的冗余以太网，实现操作员站、工程师站和S7-300控制器间的数据交换。下层控制网由双角屏蔽线构成PROFIBUS网
　　控制系统采用SIEMENS S7-300 PLC,监控系统采用SIEMENS WINCC，并配置双服务器热备。整个通讯系统包括实时控制网络DP 网和高速工业以太网。其中各工段均采用两台SIEMENS的S7-315可编程序控制器做系统主、从站，另加数字量输入、输出模块和模拟量输入、输出模块及工业以态网模块组成一个底层为PROFIBUS现场总线,上层为以太网的控制系统，利用两个CPU模块实现重要参数的硬件热备，并利用SIEMENS的监控软件WINCC实现对系统的监控。其中焦炉工段、鼓冷工段各配有1个操作站、1个工程师站、一台打印机。同时两套监控系统实现软件热备，以提高系统的可靠性。见集中监控系统控制图。
　　

　　集中监控系统控制图
　　
　　系统主要功能介绍
　　随着计算机技术的发展，计算机在工业控制领域的应用越来越广泛，由于控制现场的情况越来越复杂，安全可靠性的要求也越来越高，选择一个开发界面友好的、安全可靠的监控系统软件也越来越重要。综合比较，本系统选用了西门子的WINCC组态软件，它具有功能强大、开放性好、可靠性高、支持多语言等特点．是开发工业控制自动化系统工程的有力工具。
　　WINCC软件主要包括数据采集、数据管理2个基本的功能。数据采集是指从现场采集数据并进行相应处理，数据的采集主要由下位机PLC来完成。本系统使用西门子的S7-300PLC可以很好的实现系统集成。数据管理是把从现场采集到的数据进行处理并把它送到上位机的数据库，数据和现场信息在服务器或工作站上以装置图、系统图、趋势图及报警表等图形方式显示出来，以实现对整个工程的监控，同时根据需要提供定时打印或手工打印功能以随时打印报表、趋势图和报警。

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