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自主开发的FF现场总线控制系统典型应用

发布时间:2020-07-21 17:35:38 阅读: 来源:杂质泵厂家

0引言随着科学技术的不断进步,工业控制系统正向着开放化、数字化、智能化、分布化和网络化的方向发展。现场总线控制系统FCS即顺应了这一发展方向,正替代着传统的DCS和PLC系统而成为主流的控制系统。另一方面随着工业以太网技术的日趋成熟,FCS也正逐步向工业以太网统一,形成通用的网络化控制系统框架。

为顺应工业控制发展的需要,沈阳自动化研究所从1997年起开始研究基金会现场总线FFH1,2001年起研究基金会高速以太网FFHSE。迄今为止,我所在研究的基础上开发了各种H1智能仪表、H1I/O设备、FFH1/HSE网关设备和HSEI/O设备等,以及各种组态软件、监控软件和OPCServer等。

作为中国科学院知识创新工程项目《多总线集成的分布式工业控制系统》的示范工程,2003年我们对炼焦制气厂的粗苯和精苯车间的控制系统进行了改造,在原有模拟设备和手动控制系统的基础上,应用上位机以及我们自主开发的压力表、网关和I/O设备等组成典型的FCS系统。该工程体现了现场总线控制系统低成本、易维护、易扩展等特点,还提高了企业的控制和管理水平,充分展示了FCS的优越性。1生产工艺炼焦制气是典型的连续生产过程。工艺流程一般如图1所示。图1炼焦制气工艺流程从焦炉炭化室出来的荒煤气在冷鼓工段被氨水和冷却水冷却后,温度由700~800?降到25?,由鼓风机送至硫铵工段。在硫铵工段经蒸汽预热后进入喷淋式饱和器的上段喷淋室,脱除氨和酸雾后送往粗苯工段。在脱苯工段经洗苯塔与洗油逆流接触,洗涤煤气中的苯,洗涤后将煤气送去脱硫工段,再经脱硫工段脱硫后送去气柜供城市用气。

我们的FCS涉及到的工艺包括粗苯工段和精苯工段,其中粗苯工段工艺流程包括洗苯系统和脱苯系统,其主要特点是:煤气经两步终冷(温度达到20~25?)和油洗萘后进入3个串联的洗苯塔洗苯,苯蒸馏采用管式炉加热(温度达到180~200?)生产两种苯,脱苯塔取消分缩器代之以回流泵,脱苯塔侧线提取萘溶剂油。精苯工段是对粗苯进行精制,采用连续洗涤、热油进料、连续精馏的工艺。可见无论粗苯工段还是精苯工段,都需要对各生产工段的煤气或蒸气的压力、流量和温度等进行实时采样,并在允许的范围内对其进行严格控制。因此可以采用FCS实现上述的检测与控制功能。

2系统组成2.1系统结构①两台工控机及两个控制柜。粗苯车间与精苯车间各一套,分别位于两楼,之间相隔约200m。工控机作为上位机(Host),控制柜用来安装网关及各种I/O设备。两台工控机分别通过以太网连接到控制柜中的Hub上,两个Hub之间通过以太网连接,实现工控机数据共享。②精苯工段控制柜中安装4个FFHSEI/O设备,各设备通过以太网连接到Hub上。③粗苯工段控制柜中安装一个FFHSE/FFH1网关和3个FFH1I/O设备,网关通过以太网连接到Hub上,I/O设备连接到现场总线集线器上。④粗苯工段现场安装4个FFH1压力变送器,通过安全栅连接到控制柜中的现场总线集线器上,距离约200m。I/O设备也被称为分布控制单元,具有AI、AO、DI、DO等多路模拟和数字输入输出端口,可以连接各种模拟或数字仪表以及执行器等。各仪表接入I/O要通过安全栅隔离,以实现本质安全。各工段I/O点数为:粗苯工段AI36点,AO6点;精苯工段AI42点。系统结构如图2所示。 安全栅相关文章:安全栅原理

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