西门子扩展模块6ES7235-0KD22-0XA8

西门子扩展模块6ES7235-0KD22-0XA8

现场总线是90年代中发展起来的一种新技术，近年随着信息技术、自动控制技术、计算机技术、网络技术迅速发展而发展，并成为全球工业自动化领域的热点之一。目前世界工业企业有数千套实用系统在运行。我国从1996年起至今也有近百套系统在使用中，其中大部分使用在石油和化工行业，应用规模较大的达到70个回路，近千个I/O点，在应用中累积了许多有益的经验和教训。为了今后更好应用现场总线这一新技术，特提出以下意见：

1．现场总线是企业信息化的一部分

以信息化带动工业化，应用综合自动化技术改造提升石油和化工产业是我国一项长期重要决策。不断提高和完善现场总线应用水平，是近年随着信息技术和信息交换的覆盖面从企业管理、生产过程控制向现场设备的各个层次延伸发展的需要，是企业信息化、自动化发展的要求。它是综合自动化和信息化的一个重要组成部分。

2．应用现场总线是一种发展趋势

现场总线是指安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通讯的数据总线。它有以下优点：

①控制分散，且能在线运行条件下对系统和现场设备进行诊断，可进一步提高运行可靠性；

②数字双向传送，传送精度高；

③能节省50-75%的电缆、安全栅、仪表柜及相应的工程量；安装方便。

④标准国际化，只要合乎统一的国际标准的所有的现场仪表都可与此联用和通讯。

由于现场总线有一系列优点，因此近年用户不断扩大，发

展迅速，成为工业自动化领域里控制技术的发展趋势之一。

3．应用现场总线一定要着重于实际需要和技术发展

①要有一个规划。

各企业应用现场总线要从实际需要出发，根据原有的自动化基础、现有的技术力量和资金等条件统筹考虑。根据目前现场总线技术发展现状和应用实际情况，制定相应的应用规划。特别是有新建、扩建和自动化改造任务的石油和化工企业，可按信息化、自动化“总体规划、系统设计、分步实施”的原则做好采用现场总线的规划和实施方案，逐步扩展。

②要处理好与常规仪表应用的关系。

目前还有相当一批中小化工企业仍在用常规仪表控制生产过程，这些厂首先要用好、管好现有仪表及控制系统；如有技改任务或现有仪表产品落后，可以考虑选用现场总线控制系统或新的控制系统取而代之。

4.要考虑和处理好DCS、PLC和现场总线应用的关系。

③目前DCS控制系统比较成熟，它仍是石油和化工企业的主流控制产品，因此现已用DCS控制生产过程的企业，应该用好管好DCS系统，充分发挥DCS、PLC功能的作用。有些企业，如果已用的DCS系统技术落后、又经常出现故障，给生产带来损失的，可以考虑换代，或采用现场总线控制系统取以代之。

④应用现场总线要根据需要和可能，逐步扩展。

目前现场总线虽有许多优点，但现场总线还在发展中，产品系列尚未配套。因此各厂在应用现场总线时一定要根据需要加以运用，特别一些大型石油和化工企业一定要边应用、边总结经验、逐步扩展。

一、概述

冶金行业中运用精料技术是高炉冶炼技术进步的具体体现，使用球团矿来代替铁矿和部分烧结矿是高炉精料技术的发展，采用高硷度烧结矿加酸性球团矿的配料来进行高炉冶炼，从而达到增产节支的目的。

竖炉球团的生产是一个较复杂的包括专门设备的电气联锁和过程控制的工业烧结过程，集配料、烘干、造球、烧结、成品运输和除尘与一体。老式竖炉以手工操作为主，各种报表都是由操作工手工制作，工人的劳动强度较大，数据信息的可靠性差，难以作为指导生产的依据；工段间生产信息交流具有大滞后性；由于人工看表操作，在竖炉岗位不时出现过烧和欠烧的情况，布料排料岗位也不时因给料设备原因会有布料不均，卸料不匀的情况，使得产品质量不稳定，炉体寿命受到严重影响，同时，设备利用率低，生产工艺和生产管理不完善，也造成了生产原料的浪费，增加了生产成本。近年来， DCS 或 PLC 控制系统的的应用取代了手动操作，逐步实现了竖炉造球系统的分散控制和集中监控，但现场底层传感器和数据采集器之间多采用物理连线和模拟信号传输导致大量布线，信号传输的抗干扰能力也较差。随着自动控制技术，计算机技术和微电子技术的迅猛发展，现场总线技术的不断创新，过程控制系统由第四代的 DCS 发展至今的 FCS 系统（现场总线控制系统），被称为第五代过程控制系统。现场总线控制系统的应用避免了智能现场仪表与智能控制室仪表之间的非智能连接，　从而使现场智能仪表的各种智能功能得到淋漓尽致地发挥，同时，节省大量线缆，降低了施工和维护的成本。我们根据竖炉造球生产的基本工艺（见图 1）设计了现场总线控制系统。该系统采用沈阳中科博微公司 NCS-3000 系列产品， 以 FF 现场总线技术为核心，结合工业以太网技术和 OPC 技术，以工控机和 PC 机为系统组态、编程、监控、维护和管理的一体化平台，形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。由于采用现场总线技术，避免了现场智能仪表与控制室智能控制器/仪表之间的非智能连接， 使现场智能仪表的各种智能功能得到淋漓尽致地发挥，体现出现场总线在过程控制中的优势；保留了对常规仪表信号的处理功能，提供相应的常规 IO 卡件进行处理，可以随时方便地过渡到现场总线，保护用户原有投资；NCS-3000 的分布控制单元可执行 IEC1161-3 梯形图编程语言，完成各种逻辑控制，能够构成完整的控制系统；同时，作为国内家通过现场总线基金会一致性和互操作性测试的产品， NCS-3000 系统与其它厂商的设备实现了良好的互连和互操作，可对市场上取得 FF 认证的产品兼容。 NCS-3000 系统较好解决了传统 DCS 及 PLC 系统中存在的问题，实现了工厂底层设备状态、车间级监控和工厂级信息管理的信息集成。

二、现场总线技术及 NCS-3000系统

现场总线技术是近十年来兴起的新技术，是二十一世纪工厂自动化的关键技术，它是用于现场仪表与控制室仪表之间实现全分散、全数字化、智能式、双向、多变量、多站信息交换的一种通信系统，是信息技术、网络技术与工业控制技术结合的集中体现。目前国际行的现场总线主要有过程现场总线 PROFIBUS 、基金会现场总线 FF， LonWorks 总线， CAN 总线等，世界上许多自动化技术生产商都推出了支持某种主流现场总线标准的产品。FF 现场总线基金会是可互操作系统协议 ISP-- 基于德国的 ProfiBus 标准，　和工厂仪表世界协议 WORLD （ WorldFactoryInstrumentationProtocol ） -- 基于法国的 FIP 标准于1994年 6 月合并成立的，包含 100 多个成员单位，负责制订一个综合 IEC/ISA 标准的国际现场总线。基金会现场总线是国际上几家现场总线经过激烈竞争后形成的一种现场总线，与私有的网络总线协议不同， FF 总线不附属于任何一个企业或国家，得到了世界上几乎所有的著名仪表制造商的支持，同时遵守 IEC 的协议规划，与 IEC 的现场总线国际标准和草案基本一致，加上它在技术上的优势，所以极有希望成为将来的主要国际标准。经过十年的发展，　基金会现场总线已经形成了一个开放的、全数字化的工业通信系统，并在上世纪末开始进入中国市场，推动了中国的工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成的应用。

NCS-3000 系统是以现场总线技术为核心、 OPC 技术为纽带的开放的网络化控制系统，可将现场总线仪表、模拟仪表、分布式智能 I/O 、 DCS 、和 PLC 等工业自动化设备有机地集成在一起，为企业综合自动化系统提供了一套全新的解决方案。 NCS-3000 系统具有以下特点：

以 FF 现场总线技术为核心， 将控制任务下放至工业现场的智能仪表， 实现了控制功能的彻底分散， 而控制功能的分散意味着危险分散，从而极大地提高了系统的可靠性。