現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的工業(yè)以太網(wǎng)在制藥業(yè)中應用

二、現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)在生物制藥行業(yè)中的應用

　　 1、系統綜述

　　 本項目自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )主張采用西門(mén)子SIMATICNET系列產(chǎn)品。整個(gè)網(wǎng)絡(luò )以工業(yè)以太網(wǎng)(用于區域和單元聯(lián)網(wǎng)的國際標準)和PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)(用于現場(chǎng)區域和單元網(wǎng)絡(luò )的國際標準)為重要組成部分，可完成工廠(chǎng)通訊，數據通訊和過(guò)程/現場(chǎng)自動(dòng)化通訊等不同層次，不同性能的復雜聯(lián)網(wǎng)任務(wù)。

　　 網(wǎng)絡(luò )系統共分為3層結構，分別為：現場(chǎng)控制層、過(guò)程監控層、生產(chǎn)管理和市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理層。

　　 1)現場(chǎng)控制層

　　 PROFIBUS是一種用于過(guò)程自動(dòng)化的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，其靈活的網(wǎng)絡(luò )配置和對分布式I/O設備的總線(xiàn)連接方式使得控制系統在布線(xiàn)方面的工程成本大幅度降低，工程實(shí)施大大簡(jiǎn)化，系統可靠性和系統功能大大提高。

　　 PROFIBUS的通訊協(xié)議完全滿(mǎn)足規范化和標準化的要求，它的開(kāi)放性允許來(lái)自不同制造商的標準化部件實(shí)現兼容和集成。

　　 我所的現場(chǎng)I/O控制采用PROFIBUS-DP總線(xiàn)進(jìn)行I/O分布式配置，共分8個(gè)PLC單元。PLC-1～PLC-3為52號建筑新風(fēng)機組和空調機組的控制單元。PLC-4擔負著(zhù)52號建筑空調冷站工藝冷站和動(dòng)力站的監控任務(wù)。PLC-5為52號建筑的照明和變配電系統的控制單元。PLC-6將對53號建筑的空調機組和冷站進(jìn)行監控。PLC-7為52號建筑的工藝設備控制單元，主要控制設備有：轉瓶機、滅菌柜，干燥箱等。PLC-8為能源監控單元，主要完成對我所空壓站、純水處理站、工業(yè)蒸汽、水塔等動(dòng)力設施的監視或控制。

　　 對懸浮培養、滅活、乳化、分裝等工藝過(guò)程的監視或控制，將視我所配置的工藝處理控制設備通訊接口狀況，或集成于PLC-7的PROFIBUS-DP總線(xiàn)上(此時(shí)要求這些工藝處理控制設備接口滿(mǎn)足PROFIBUS通訊協(xié)議)，或集成于工業(yè)以太網(wǎng)上(此時(shí)要求這些工藝處理控制設備接口滿(mǎn)足TCP/IP通訊協(xié)議)。

　 　2)過(guò)程監控層

　　 上述8個(gè)控制單元全部掛接于PROFIBUS總線(xiàn)上，以完成與上位操作站或彼此之間的通訊處理，從而形成整個(gè)網(wǎng)絡(luò )系統的過(guò)程監控層。

　　 根據8個(gè)控制單元的不同功能，在PROFIBUS總線(xiàn)上設置了4個(gè)獨立操作站和1個(gè)WINCC服務(wù)器。4個(gè)獨立操作站分別為：HVAC系統操作站、照明/變配電系統操作站、工藝設備控制操作站和能源監控操作站。HVAC系統操作站針對PLC-1～PLC-4，PLC6這5個(gè)控制單元，照明/變配電系統操作站針對PLC-5控制單元，工藝設備控制操作站針對PLC-7控制單元，能源監視系統操作站針對PLC-8控制單元。這些操作站將安裝SIMATICWINCC視窗控制中心以生成用戶(hù)所需的多種SCADA功能—工藝過(guò)程圖形、報警信息處理、數據收發(fā)、記錄和曲線(xiàn)、圖表顯示、數據存儲和報表生成、打印輸出等。

　　 所有8個(gè)控制單元的數據信息將通過(guò)WINCC服務(wù)器傳輸至工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)數據服務(wù)器中，以供系統的全集成使用。

　　 考慮到我所未來(lái)的規劃項目的升級，在PROFIBUS總線(xiàn)層上預留了以下系統的網(wǎng)絡(luò )接口：

　　 新建變配電站網(wǎng)絡(luò )接口

　　 生物安全四級(BL4)實(shí)驗室網(wǎng)絡(luò )接口

　　 鍋爐房監控系統網(wǎng)絡(luò )接口

　　 現有GMP車(chē)間改造網(wǎng)絡(luò )接口

　　 3)生產(chǎn)與市場(chǎng)管理層

　　 我所的生產(chǎn)調度、計劃、庫存、人事、財務(wù)、銷(xiāo)售以及市場(chǎng)決策等構成工廠(chǎng)信息的管理層，并在這些部門(mén)間實(shí)現辦公自動(dòng)化。

　　 SIMATICNET是一種IT網(wǎng)絡(luò )。由于其數據通訊采用了TCP/IP協(xié)議，因此整個(gè)工業(yè)控制系統的各主要部分可經(jīng)過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)集成到辦公自動(dòng)化環(huán)境中，實(shí)現了辦公自動(dòng)化與工業(yè)環(huán)境下自動(dòng)化系統的無(wú)縫集成。

　　 工業(yè)以太網(wǎng)(亦即Intranet)以TCP/IP通訊協(xié)議為基礎，將該項目中的所有監控系統工作站、消防系統工作站、門(mén)禁系統工作站、設備現場(chǎng)監控工作站與上述的工藝過(guò)程監控系統服務(wù)器一起進(jìn)行系統全集成。為此，在工業(yè)以太網(wǎng)上將設置數據庫和網(wǎng)絡(luò )管理服務(wù)器。

　　 無(wú)論是現在還是將來(lái)，電子郵件和瀏覽器將作為廣泛實(shí)施的通訊工具被應用在辦公環(huán)境中。按照本設計的網(wǎng)絡(luò )結構，我所的辦公自動(dòng)化水平不僅局限于電子郵件和瀏覽器的使用，同時(shí)經(jīng)過(guò)ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)以及Internet上的電話(huà)連接可實(shí)現與WAN(廣域網(wǎng))的連接功能，使異地辦公、異地管理成為可能，這將為我所在未來(lái)的市場(chǎng)競爭中提供快速準確的全球性信息服務(wù)。