基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)FF技術(shù)在二級種子罐控制系統的應用

　　二級種子罐控制系統涉及4個(gè)輸入參數，3個(gè)輸出參數。4個(gè)輸入參數分別為種子罐的罐內溫度、罐內壓力、壓縮空氣的流量及發(fā)酵反映中物料的PH值。3個(gè)輸出參數用于控制3個(gè)閥門(mén)的開(kāi)度，即種子罐的排氣閥、壓縮空氣的進(jìn)氣閥、冷卻水的進(jìn)水閥。

三．系統方案

1．系統網(wǎng)絡(luò )結構
　　東北制藥總廠(chǎng)二級種子罐控制系統采用FF現場(chǎng)總線(xiàn)結構，主要檢測及控制儀表選擇中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研發(fā)的NCS系列智能儀表，整個(gè)控制系統主要由1臺操作員站（兼工程師站）、1塊FFHSE/H1接口模塊、1塊FF現場(chǎng)總線(xiàn)溫度變送器、1塊FF現場(chǎng)總線(xiàn)壓力變送器、1塊FF現場(chǎng)總線(xiàn)IF儀表（4通道）、1塊FF現場(chǎng)總線(xiàn)FI儀表（4通道）構成，其硬件結構如下圖所示。

　　操作站是系統操作監控的主要渠道，操作人員通過(guò)操作站所顯示的各種人機界面，可監控到所有的現場(chǎng)工藝參數及設備運行狀態(tài)，實(shí)現整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監視、控制、啟停和調節，以自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式確保生產(chǎn)過(guò)程的安全、經(jīng)濟、高效。并對各種信息形成各種運行參數報表、運行趨勢曲線(xiàn)、操作記錄及指導、歷史數據信息、報警保護管理、人機操作等畫(huà)面，供運行人員監視。所有操作都具有權限控制，保證系統安全可靠運行。

　　FF現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統主要設備性能如下：

　　FFHSE/H1接口模塊是通過(guò)以太網(wǎng)連接FFH1網(wǎng)段的關(guān)鍵設備。一個(gè)H1接口設備最多可以連接四個(gè)H1網(wǎng)段，可以做H1網(wǎng)橋設備。本設備在現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )（FF）在H1協(xié)議的基礎上，將以太網(wǎng)技術(shù)作為底層協(xié)議加入到現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議中，構建了基于工業(yè)以太網(wǎng)的H1接口設備。用戶(hù)可以通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)的組態(tài)軟件。完成對多個(gè)FFH1網(wǎng)段的組態(tài)、控制回路組態(tài)、控制邏輯組態(tài)、功能塊連接、報警趨勢組態(tài)、控制應用下載等功能。

　　FF現場(chǎng)總線(xiàn)溫度變送器NCS-1-TT主要通過(guò)熱電阻或熱電偶傳感器測量溫度，并按現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議連接到FF現場(chǎng)總線(xiàn)系統中。

　　FF現場(chǎng)總線(xiàn)壓力及液位變送器NCS-1-LD，是在普通型1151變送器的基礎上，采用FF現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，自主研制的新一代智能變送器，是1151變送器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，用于測量流量、液位、表壓、絕壓、真空度和比重等，是過(guò)程控制必不可少的傳感設備，配有豐富的控制功能模塊，在完成檢測任務(wù)的同時(shí)，還能實(shí)現復雜的控制功能。

　　FF現場(chǎng)總線(xiàn)FI儀表NCS-1-FI，用于將FF現場(chǎng)總線(xiàn)中的數字信號轉換成4-20mA的模擬信號并連接到其它的設備，是現場(chǎng)總線(xiàn)與執行機構及控制裝置之間的轉換設備。

　　FF現場(chǎng)總線(xiàn)IF儀表NCS-1-IF，用于將4-20mA的模擬信號轉換成FF現場(chǎng)總線(xiàn)中的數字信號，是傳統模擬儀表與現場(chǎng)總線(xiàn)之間的轉換設備。

　　2．操作站功能
　　系統監控界面軟件采用中國科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研發(fā)的國家九五攻關(guān)科研成果“SIAVIEW工業(yè)控制監控系統”開(kāi)發(fā)，包括顯示、過(guò)程控制、測量值記錄和報表等多種功能。

　　操作員站的基本功能如下：

　　?顯示系統工藝流程畫(huà)面，實(shí)時(shí)顯示監控數據
　　
　　?運行（手動(dòng)/自動(dòng)）方式的切換，進(jìn)行手動(dòng)操作，各調節閥、開(kāi)關(guān)閥操作等

　　?建立并顯示趨勢曲線(xiàn)

　　?調整過(guò)程設定值及相應的參數

　　?歷史數據查詢(xún)功能，為提高員工的工作責任心，明確操作人員的責任，將對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的主要數據（罐內空氣腔溫度、罐內空氣腔壓力、罐內冷卻槽水溫）進(jìn)行全程的跟蹤記錄，可避免各種因員工責任心不強造成生產(chǎn)的不穩定，同時(shí)為工藝改進(jìn)提供依據

　　?設置操作人員，系統維護人員，工藝技術(shù)人員，系統工程師等不同級別的授權密碼，不同的人員享有不同的操作權限。所有人員需使用密碼登陸后才能進(jìn)入控制系統完成相應的操作功能

　　?顯示并確認報警

　　?報表顯示/打印

　　監控界面軟件可以顯示系統內所有過(guò)程點(diǎn)，包括罐內溫度、壓縮空氣流量、罐內壓力及PH值等，對顯示的每一個(gè)過(guò)程點(diǎn)，均顯示其標號、說(shuō)明、數值、性質(zhì)、工程單位等等。

　　監控界面軟件提供棒狀圖顯示功能，操作員可通過(guò)動(dòng)態(tài)棒狀圖的變化了解各種過(guò)程變量的變化，棒狀圖的顯示比例可以根據工藝要求進(jìn)行調節。

　　監控界面軟件提供的趨勢圖提供實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢兩種曲線(xiàn)?？梢栽谮厔輬D上顯示生產(chǎn)過(guò)程的主要數據（罐內溫度、罐內壓力、壓縮空氣流量及PH值等），能夠查詢(xún)趨勢圖上任意一點(diǎn)在任意時(shí)刻的實(shí)際值。

　　監控界面軟件所提供的報警功能能夠對預先設定任何一個(gè)模擬量報警點(diǎn)實(shí)施實(shí)時(shí)監控，當某一點(diǎn)超過(guò)報警限時(shí)將在屏幕上有　　高亮度的報警顯示，并發(fā)出報警聲音，提示操作人員進(jìn)行相應的緊急操作，對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析。

　　3．系統控制點(diǎn)分布
　　二級種子罐控制系統涉及4個(gè)輸入參數，3個(gè)輸出參數。4個(gè)輸入參數分別為種子罐的罐內溫度、罐內壓力、壓縮空氣的流量及發(fā)酵反映中物料的PH值。3個(gè)輸出參數用于控制3個(gè)閥門(mén)的開(kāi)度，即種子罐的排氣閥、壓縮空氣的進(jìn)氣閥、冷卻水的進(jìn)水閥。