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

1、作為自動化技術(shù)發(fā)展熱點之一，現(xiàn)場總線技術(shù)近年來發(fā)展迅速，變得日益成熟，被廣泛地應(yīng)用于對長周期和可靠性有很高要求的連續(xù)性化工生產(chǎn)領(lǐng)域。在過程控制點數(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)場總線技術(shù)通過數(shù)字信號取代模擬信號，使工藝變量測量和控制信息實現(xiàn)了就地采樣、就地計算、就地控制，控制功能從DCS系統(tǒng)下放到現(xiàn)場儀表設(shè)備，以滿足大型化工裝置分散控制，集中管理、規(guī)模可變的要求。因此，越來越多的大型聯(lián)合化工廠廣泛采用以現(xiàn)場總線技術(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)計應(yīng)用為例，深入分析并探討了基于基金會現(xiàn)場總線技術(shù)工廠管控網(wǎng)自動控制系統(tǒng)應(yīng)用的全過程。
　　為構(gòu)建一個生產(chǎn)經(jīng)營管理一體化、高效率、低單位能耗和降低裝置施工建設(shè)和生產(chǎn)維護成本的“數(shù)字化智能工廠”，選用合適的自動化過程控制系統(tǒng)顯得尤為重要。其必須以滿足幾個基本要求：保證長周期運行的可靠性、低成本系統(tǒng)規(guī)模擴展、系統(tǒng)開放性和強大的系統(tǒng)集成功能。

3、本文以實際工程應(yīng)用為例，首先闡述了現(xiàn)場總線的概念、通信方式、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)所具有的優(yōu)勢和特點。列舉了當前幾種比較典型的現(xiàn)場總線技術(shù)。結(jié)合電解鹽酸制氯工藝特點，提出了基于基金會現(xiàn)場總線的工廠管控網(wǎng)控制設(shè)計方案，詳細闡述了控制系統(tǒng)總體方案實施的過程，并提出一些具有建設(shè)性的現(xiàn)場總線應(yīng)用技術(shù)措施，對系統(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，實現(xiàn)通過DeltaV內(nèi)

4、嵌的資源管理系統(tǒng)（AMS，AssetManagement System）對FF、Profibus、Hart等現(xiàn)場總線設(shè)備運行狀況實時監(jiān)控，并對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行管理，及時了解現(xiàn)場總線設(shè)備的健康狀態(tài)，預(yù)判現(xiàn)場總線設(shè)備的是否需要維護，實現(xiàn)真正意義上的儀表設(shè)備預(yù)防維護功能。
　　電解鹽酸制氯是較成熟的制氯工藝過程，它的特點是腐蝕性強、電能消耗大、要求連續(xù)長周期生產(chǎn)、輔助系統(tǒng)多、現(xiàn)場儀表設(shè)備易受電磁干擾嚴重等等。針對鹽酸電解制氯生產(chǎn)過程控制的特

5、點，重點分析傳統(tǒng)PID控制器作為該裝置控制回路主要算法的計算原理、參數(shù)整定及算法實現(xiàn)過程。列舉了一個利用智能現(xiàn)場總線設(shè)備實現(xiàn)氯氣分配控制策略優(yōu)化的實例。詳細地闡述了如何通過改進的前饋+PID控制器解決對長期困擾裝置運行的氯氣分配總管壓力控制的問題。新方案投用后，對比了單純使用傳統(tǒng)PID控制器和前饋+PID控制器方案的實際應(yīng)用結(jié)果后得出結(jié)論，新的前饋+PID控制器的改進方案控制效果優(yōu)化明顯，能有效地克服了下游裝置非計劃停工或下游某個裝置生