Smar公司現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的應用
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2. 操作站
該系統的操作站由工業(yè)PC機和總線(xiàn)過(guò)程控制接口卡PCI(Process Control Interface)及組態(tài)軟件構成，每塊PCI卡下接4條通道，每條通道在防爆條件下可掛接4個(gè)Smar安全柵，每個(gè)安全柵下可接4臺Smar302系列現場(chǎng)智能儀表。這套聯(lián)合裝置中每個(gè)裝置的兩個(gè)操作站安裝完全一樣的軟件，既能同時(shí)操作，又起到工作冗余的功能，是對現場(chǎng)進(jìn)行控制的主要人機對話(huà)設備。圖1、2分別為硫磺回收裝置及富液再生裝置現場(chǎng)總線(xiàn)系統的配置圖。
圖中PCI為總線(xiàn)過(guò)程控制接口；SB302為Smar安全柵；LD302為Smar差壓變送器；TT302為Smar溫度變送器；FP302為Smar氣動(dòng)信號與總線(xiàn)接口。
三 系統的軟件及組態(tài)
系統的組態(tài)軟件為對現場(chǎng)儀表設備進(jìn)行組態(tài)的工具軟件Syscon以及對操作站組態(tài)的通用工控軟件AIMAX-WIN，運行平臺均為Windows操作系統。
1. Syscon工具軟件
Syscon軟件通過(guò)PC機或筆記本電腦和總線(xiàn)物理接口PCI或BCI對Smar現場(chǎng)儀表進(jìn)行組態(tài)、維護和操作，具有友好的人機界面，直觀(guān)易懂，對復雜控制回路的實(shí)現尤為方便。
該軟件采用菜單及對話(huà)框操作，定義每個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)設備，建立一個(gè)設備地址網(wǎng)，確定其工作要求，同時(shí)將組態(tài)信息下裝到各現場(chǎng)儀表中去，在線(xiàn)操作時(shí)，可將所需的參數和狀態(tài)讀出來(lái)，也可通過(guò)對話(huà)框在線(xiàn)修改各種參數和狀態(tài)，再發(fā)送到相應儀表中去，使整個(gè)系統全面激活，以適應各種生產(chǎn)控制和操作的需要，對于系統維護十分有用。
2. AIMAX-WIN通用工控軟件
AIMAX-WIN軟件是功能豐富、操作方便的工控軟件，在這套裝置中支持現場(chǎng)總線(xiàn)設備，并使PLC與操作站之間進(jìn)行通信。
AIMAX-WIN軟件由系統組態(tài)、實(shí)時(shí)運行及系統維護3部分構成，如圖3所示，其前臺的任務(wù)主要是在CRT上顯示各種過(guò)程數據和設備狀態(tài)，如流程圖、趨勢、報警等，并允許操作員進(jìn)行必要的各種操作，如修改參數值、改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)、報警確認等，在后臺運行的是多任務(wù)核心，負責調度前、后臺各個(gè)任務(wù)，以滿(mǎn)足工業(yè)實(shí)時(shí)要求，完成通信、報警處理、數據采集和記錄等，還允許同時(shí)執行多個(gè)用戶(hù)程序。
3. FCS系統組態(tài)
FCS的結構比DCS簡(jiǎn)單，但對操作界面的要求基本相同，在組態(tài)過(guò)程中，我們參照DCS的人機界面來(lái)設計該系統的功能。
利用這套軟件，組態(tài)生成的人機界面主要有工藝流程圖畫(huà)面、操作面板、單點(diǎn)顯示畫(huà)面、控制組畫(huà)面、實(shí)時(shí)/歷史趨勢組畫(huà)面及聯(lián)鎖系統畫(huà)面等，以實(shí)現操作和監視工藝過(guò)程。在工藝流程圖畫(huà)面上實(shí)時(shí)顯示PV值，通過(guò)調用操作面板顯示某點(diǎn)的棒圖及相關(guān)參數，調用單點(diǎn)顯示畫(huà)面提供某一回路的全部參數及趨勢圖；另根據工藝流程先后次序和工藝參數的相關(guān)聯(lián)系，將顯示儀表相應組合在一起，形成控制組畫(huà)面；允許用戶(hù)監視查閱在一定時(shí)間周期內的實(shí)時(shí)趨勢和歷史數據。此外，亦實(shí)現了PLC的數據及狀態(tài)與操作站之間的通信，由CRT監視聯(lián)鎖系統的畫(huà)面及狀態(tài)。
同時(shí)，為避免操作人員的誤操作，設有4級保護密碼，可使不同級別的操作人員設定自己的密碼，保證在各自權限內修改參數，以確保操作的可靠性。
通過(guò)對該系統的組態(tài)，我們充分感受到這套軟件具有豐富的功能，它可以根據設計者的意圖靈活制出各種風(fēng)格和需要的人機界面，甚至DCS所沒(méi)有的功能。但由于A(yíng)IMAX為通用軟件，與DCS的專(zhuān)用軟件相比，在人機界面軟件組態(tài)時(shí)較復雜些，需要組態(tài)人員的開(kāi)發(fā)與創(chuàng )新。
四 小結
(1)傳統的模擬信號只能單方向傳輸單一信息，一對一的布線(xiàn)方式使系統顯得龐雜，安裝費用大，而利用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)只需通過(guò)一對屏蔽雙絞線(xiàn)即可將現場(chǎng)的檢測儀表、變送器、執行器、控制儀表等相關(guān)的智能儀表之間互連并與控制中心相連， 實(shí)現在同一通道上分時(shí)、雙向、高精度地傳輸多個(gè)信息，完成檢測控制要求，使操作人員能實(shí)時(shí)了解現場(chǎng)儀表工作和狀態(tài)的直接反饋信息，提高了技術(shù)性能，也節省了大量電纜、降低了成本和施工費用。
(2)借助于成熟的傳感技術(shù)、計算機技術(shù)及數字通信技術(shù)，智能變送器的技術(shù)指標、電氣性能都高于普通變送器，并具有實(shí)現現場(chǎng)與控制室的數字通信功能，直接實(shí)現與微機的通信，取消了數模轉換環(huán)節，節省了I/O卡，為樹(shù)狀結構分時(shí)、分址通信提供了必要條件，獲得遠比模擬技術(shù)優(yōu)越的遠程通信能力和良好的抗干擾信息傳輸，提高了系統的安全可靠性。
(3)FCS削弱了控制站及I/O卡的功能，增強了回路的自治性，在配置控制系統時(shí)可以按照回路的實(shí)際數量來(lái)進(jìn)行配置，而不必考慮控制柜的可擴展安裝空間、卡件的備用量等，具有更高的靈活性。
(4)由微機替代原顯示儀表，將整個(gè)工藝流程及聯(lián)鎖系統做成動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示在屏幕上，實(shí)現了集中管理，操作簡(jiǎn)單安全，系統反應迅速，復雜回路容易實(shí)現，維護方便，協(xié)調了控制系統的穩定性和準確性。
(5)FCS與目前尚處于主流地位的DCS控制系統相比，仍有一些更值得期待的地方：DCS控制系統已有多年的使用經(jīng)驗，系統更趨于成熟穩定，其系統組態(tài)相對而言更為簡(jiǎn)單；雖然DCS功能集中，但其控制器、通信系統、供電系統等均有可靠的冗余，其可靠性比現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統更高；DCS在解決一些異常復雜的控制方案的能力要比FCS強得多等。
Smar現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統目前已在硫磺回收裝置中建成投用，運行良好并受到好評，相信通過(guò)不斷地發(fā)展和完善，現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)將會(huì )吸引越來(lái)越多的用戶(hù)。
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