基于FF總線技術(shù)工廠管控網(wǎng)的應(yīng)用與分析.pdf

1、作為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)之一，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，變得日益成熟，被廣泛地應(yīng)用于對(duì)長(zhǎng)周期和可靠性有很高要求的連續(xù)性化工生產(chǎn)領(lǐng)域。在過(guò)程控制點(diǎn)數(shù)規(guī)模較大的大型化、一體化的聯(lián)合化工生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)通過(guò)數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào)，使工藝變量測(cè)量和控制信息實(shí)現(xiàn)了就地采樣、就地計(jì)算、就地控制，控制功能從DCS系統(tǒng)下放到現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備，以滿足大型化工裝置分散控制，集中管理、規(guī)?？勺兊囊?。因此，越來(lái)越多的大型聯(lián)合化工廠廣泛采用以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與集散

2、控制系統(tǒng)集成的方式應(yīng)用于工廠的過(guò)程控制。本文以拜耳材料科技一體化基地電解鹽酸制氯裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用為例，深入分析并探討了基于基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)工廠管控網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用的全過(guò)程。
　　為構(gòu)建一個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理一體化、高效率、低單位能耗和降低裝置施工建設(shè)和生產(chǎn)維護(hù)成本的“數(shù)字化智能工廠”，選用合適的自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)顯得尤為重要。其必須以滿足幾個(gè)基本要求：保證長(zhǎng)周期運(yùn)行的可靠性、低成本系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)展、系統(tǒng)開(kāi)放性和強(qiáng)大的系統(tǒng)集成功能。

3、本文以實(shí)際工程應(yīng)用為例，首先闡述了現(xiàn)場(chǎng)總線的概念、通信方式、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。列舉了當(dāng)前幾種比較典型的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。結(jié)合電解鹽酸制氯工藝特點(diǎn)，提出了基于基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線的工廠管控網(wǎng)控制設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)闡述了控制系統(tǒng)總體方案實(shí)施的過(guò)程，并提出一些具有建設(shè)性的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用技術(shù)措施，對(duì)系統(tǒng)硬件配置、軟件組態(tài)、總線網(wǎng)絡(luò)布局和資源的管理進(jìn)行了深入的分析。利用FF總線儀表設(shè)備的數(shù)字化和智能化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)DeltaV內(nèi)

4、嵌的資源管理系統(tǒng)（AMS，AssetManagement System）對(duì)FF、Profibus、Hart等現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行管理，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的健康狀態(tài)，預(yù)判現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的是否需要維護(hù)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的儀表設(shè)備預(yù)防維護(hù)功能。
　　電解鹽酸制氯是較成熟的制氯工藝過(guò)程，它的特點(diǎn)是腐蝕性強(qiáng)、電能消耗大、要求連續(xù)長(zhǎng)周期生產(chǎn)、輔助系統(tǒng)多、現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備易受電磁干擾嚴(yán)重等等。針對(duì)鹽酸電解制氯生產(chǎn)過(guò)程控制的特

5、點(diǎn)，重點(diǎn)分析傳統(tǒng)PID控制器作為該裝置控制回路主要算法的計(jì)算原理、參數(shù)整定及算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程。列舉了一個(gè)利用智能現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備實(shí)現(xiàn)氯氣分配控制策略優(yōu)化的實(shí)例。詳細(xì)地闡述了如何通過(guò)改進(jìn)的前饋+PID控制器解決對(duì)長(zhǎng)期困擾裝置運(yùn)行的氯氣分配總管壓力控制的問(wèn)題。新方案投用后，對(duì)比了單純使用傳統(tǒng)PID控制器和前饋+PID控制器方案的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果后得出結(jié)論，新的前饋+PID控制器的改進(jìn)方案控制效果優(yōu)化明顯，能有效地克服了下游裝置非計(jì)劃停工或下游某個(gè)裝置生