PLC與DCS在丘東采油廠的融合應(yīng)用

國(guó)際金屬加工網(wǎng)

摘要：本文描述各種PLC與FOXBORO的A2系統(tǒng)的融合情況。
關(guān)鍵詞：PLC；DCS啊嘁；融合
0．引言
　　工業(yè)控制已從單機(jī)控制走向集中控制、分散控制暗环，并走入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代干际。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制提供了方便副瀑，節(jié)省了成本弓熏，提高了性能。實(shí)際應(yīng)用中糠睡，往往需要不同廠家控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享挽鞠，或某集成系統(tǒng)不能滿足控制需要而額外加系統(tǒng)，需要將2種不同系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)狈孔。
1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　集氣站DCS系統(tǒng)采用FoxBoro A2信认，該系統(tǒng)有三層結(jié)構(gòu)，工廠層均抽、控制層和I／O層嫁赏。
　　I／O層：I／O層連接過(guò)程的輸入和輸出點(diǎn)其掂。在這一層的產(chǎn)品是2500過(guò)程接口。
　　控制層：控制層允許對(duì)連續(xù)潦蝇、順序控制和梯形邏輯的多樣化控制引擎進(jìn)行編排款熬，在控制層我們使用的產(chǎn)品為T(mén)940一過(guò)程監(jiān)視，控制器护蝶。
　　工廠層：工廠層讓用戶可以使用FoxBoroA2的工具來(lái)制定控制策略华烟，我們使用的產(chǎn)品為操作服務(wù)器／瀏覽器。
2．FoxBoro A2硬件
　　T940一過(guò)程監(jiān)視控制器
　　T940下掛分散的I／O組件用于控制處理青烙。多個(gè)T940可以用網(wǎng)絡(luò)連在一起監(jiān)控幾千個(gè)I／O點(diǎn)∮髫ぃ可選的冗余工作方式提高系統(tǒng)可靠性冕店。T940可以同時(shí)支持多個(gè)不同的通訊口，而且都使用不同的RJ45接口腔水。T940以FoxBoro A2自動(dòng)化系統(tǒng)的2500組件作為它分散的I／O系統(tǒng)嘁压，它的開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使它連接其他第三方I／O設(shè)備，這種設(shè)備支持PROFIBUS DP或Modbus—RTU協(xié)議已堆。
　　T940組件能夠完成連續(xù)控制和順序控制爆踱。單個(gè)處理在物理上分散的I／0點(diǎn)。
　　2500由底板你拗、I／0控制組件（簡(jiǎn)稱IOC）变抡、I／O組件，端子頭和24V DV電源等部件組成括绣。底板插槽為2酌省、4、8监氢、16布蔗，我們用的底板插槽為16槽。IOC是2500控制單元浪腐，每塊插槽左邊第一槽插IOC纵揍，它為底板上其他I／O組件提供通訊和電源。
3 工作站
　　工作站包含操作員站和工程師組態(tài)站（兼操作站）议街，工程師站完成系統(tǒng)管理泽谨、組態(tài)和過(guò)程監(jiān)控、操作等功能傍睹。操作員站隔盛，完成過(guò)程監(jiān)控、操作等功能拾稳。工作站操作權(quán)限分為操作員權(quán)限和工藝工程師權(quán)限吮炕。操作員操作權(quán)限對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控腊脱，流程圖畫(huà)面的切換，PID控制回路的手／自動(dòng)控制和PID參數(shù)的修改龙亲，兩位式開(kāi)關(guān)閥的手動(dòng)開(kāi)／關(guān)陕凹，歷史數(shù)據(jù)以及報(bào)警的查看。工藝T程師操作權(quán)限不但有操作人員的權(quán)限吻讽，而且可以設(shè)定檢測(cè)點(diǎn)報(bào)警類(lèi)型和參數(shù)贸薇，PID參數(shù)的修改，操作參數(shù)手動(dòng)輸入范圍限定值资。
4 紅臺(tái)集氣站設(shè)備系統(tǒng)介紹：
　　紅臺(tái)集氣站共有11臺(tái)設(shè)備鸡犯，其中包括：
　　5臺(tái)原料氣壓縮機(jī)，采用SIEMENS一300可編程控制器雏仆，采用CP341通信卡完成與站控系統(tǒng)的通訊：
　　2臺(tái)閃蒸氣壓縮機(jī)葫柴，采用SIEMENS一300可編程控制器，采用CP341通信卡完成與站控系統(tǒng)的通訊：
　　2臺(tái)氨制冷壓縮機(jī)狠浮，采用英國(guó)嘉德SCC 40控制器舍辐，采用FPWIN軟件完成與站控系統(tǒng)的通訊：
　　1套乙二醇系統(tǒng)，采用MINI—UPPC300自控系統(tǒng)门冷；
　　1套導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)茬燃，采用SIEMENS一200可編程控制器；
5 DCS與PLC通訊
5．1 DCS與PLC連接
　　DCS控制站上有RS一485接口叮凸，采用標(biāo)準(zhǔn)3線制兵罢，即發(fā)送、接收憔辫、邏輯地各一線趣些。
5．2通訊協(xié)議
　　T940控制器串行通訊協(xié)議采用Modbus協(xié)議，協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)中多臺(tái)設(shè)備可以串行連接通訊贰您，采用主一從技術(shù)坏平，即網(wǎng)絡(luò)里僅有一臺(tái)設(shè)備可作為主機(jī)（稱Master），其他設(shè)備作為從機(jī)（稱Salve1锦亦，主機(jī)不需編號(hào)舶替，從機(jī)必須編號(hào)止毕。主機(jī)首先向從機(jī)發(fā)出請(qǐng)求信息沃铣，從機(jī)根據(jù)主機(jī)的請(qǐng)求作相應(yīng)的回應(yīng)（向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或從主機(jī)接收數(shù)據(jù)）。

5．3 數(shù)據(jù)格式
　　Modbus協(xié)議支持傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為ASCII碼和RTU （二進(jìn)制）兩種格式猪狈。ACSII碼方式的每個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)分2個(gè)字節(jié)傳送抛蚁，RTU方式用1個(gè)字節(jié)進(jìn)行傳送陈醒，為了減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量，一般選RTU數(shù)據(jù)方式。
6 DCS軟件組態(tài)及PLC通訊組態(tài)：
　　主從式：DCS為主機(jī)钉跷，PLC為從機(jī)
　　數(shù)據(jù)格式：RTU（二進(jìn)制）
　　數(shù)據(jù)幀格式：波特率9600告岸，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位册榔，奇校驗(yàn)方式指模。
　　以氨制冷壓縮機(jī)壓縮機(jī)的通訊為例，通過(guò)Modbus RTU協(xié)議來(lái)和上位通訊系統(tǒng)連接瘤薪，例如：冰山嘉德的上位組態(tài)或用戶的DCS系統(tǒng)枝玩。
　　壓縮機(jī)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程檢測(cè)可以由嘉德的上位組態(tài)通過(guò)一根連接PC機(jī)COM1或COM2端口的兩芯屏蔽電纜（RS485）來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　通過(guò)和PC機(jī)兼容的端口連接揽仔，可以顯示當(dāng)前的各個(gè)參數(shù)值覆厦、運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警、停機(jī)等狀態(tài)并可以每天打印出溫度和壓力的圖表琅戏、報(bào)警及故障信息诵藐。
　　通訊的便捷性體現(xiàn)在可以查詢當(dāng)前的各個(gè)溫度、壓力及控制狀態(tài)啼阵，并可以修改，顯示各設(shè)定值扑轮、上下限及時(shí)鐘設(shè)定值撤奸。所有的通訊都可以由一個(gè)RS485串型鏈連接到本控制系統(tǒng)中所有的嘉德控制器上來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　通訊的請(qǐng)求及應(yīng)答現(xiàn)在是通過(guò)ModbusRTU協(xié)議來(lái)完成的喊括，SCC40控制器作為從站（slave）胧瓜，通過(guò)應(yīng)答作為主站（master）的上位機(jī)的查詢請(qǐng)求，可以傳輸各個(gè)溫度郑什、壓力等模擬量以及控制狀態(tài)及其他開(kāi)關(guān)量輸入和輸出的狀態(tài)府喳。
　　每個(gè)嘉德SCC 4O控制器都有一個(gè)唯一的地址A nn（在Unit選項(xiàng)中設(shè)定），用來(lái)選擇一個(gè)相應(yīng)的模塊進(jìn)行狀態(tài)應(yīng)答及修改等操作蘑拯。SCC40控制器必須在設(shè)定了地址后才能進(jìn)行控制钝满。
　　通過(guò)Modbus RTU協(xié)議能夠?yàn)樯衔籔LC、PC機(jī)或DCS等提供以下參數(shù)：
　　當(dāng)前的各壓力申窘、溫度弯蚜、能級(jí)和電機(jī)電流值，各定時(shí)器剃法、故障停機(jī)狀態(tài)碎捺、輸出繼電器及內(nèi)部狀態(tài)。
結(jié)束語(yǔ)
　　該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)測(cè)試運(yùn)行贷洲，已完全達(dá)到工藝控制要求掖猬，不但減小了DCS系統(tǒng)的控制負(fù)荷，提高了控制精度，而且費(fèi)用較低赃律，起到了良好的經(jīng)濟(jì)效益薯荷。目前DCS在石化企業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但在一些場(chǎng)合麻坯，比如開(kāi)關(guān)量較多投圣、安全可靠性要求不是很高、信號(hào)比較集中等場(chǎng)合毙帚，DCS并不是最佳選擇脓脸，這時(shí)候也可以考慮PLC和DCS相結(jié)合的方法。紅臺(tái)集氣站已經(jīng)這樣做了熔布，而且取得的良好的效果辐椎。

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