現場總線 離石化行業還有多遠
工業總線網絡可歸為三類:485/MODBUS網絡、HART網絡、FieldBus現場總線網絡。
RS485/MODBUS是現在流行和簡單方便的工業組網方式。
HART網絡目前主要進行參數設置,還沒有真正用到設備聯網監控。
FieldBus現場總線網絡是新型的全分布式控制系統FCS的基石。
1、背景
90年代中期,一群名氣不大的先驅們開始熱衷現場總線,在國內各大展會頻繁亮相,希望以此打破一線品牌的壟斷地位。CAN總線和基金會現場FF總線兩大陣營則忙著拉人入伙。儀表行業一線主流品牌據守傳統DCS市場,只儲備技術加入組織,甚至左右逢源兩不得罪,主導產品卻遲遲不亮相,態度比較曖昧。由于現場總線還沒有形成真正統一的標準,多種標準并行并都有自己的生存空間,何時統一,遙遙無期。支持現場總線的儀表種類還比較少,可供選擇的余地小,價格又偏高,用量也較小。
而正是這一時期,濱化一群牛人們自己搗鼓了一套小型DCS系統,使用輸力強(Solartron)的IMP系列20路萬能型數據采集器,采用一種叫Q總線的網絡,饋電通訊使用一根電纜,多達1000個參數集中傳輸到系統。這套系統在山東地煉廣受歡迎,提前圓了地煉人的DCS夢。一晃二十多年,現場總線依然在路上奔波看不到終點。
石化行業,歷來以追求穩健可靠為著稱,對新東西興趣并不大,現場總線型變送器在石化行業仍少人問津。隨著裝置規模的擴大,動輒上萬點的系統比比皆是,測控裝置規模的擴大帶來儀表裝置投入的大幅度激增。由于裝置規模較大,加上安全管控越來越嚴,出于免責需要,以地煉為代表的石化新軍對進口儀表情有獨鐘,一再表明改頭換面的決心和亮出實力。
撇開大路走兩廂,是我軍歷來的一貫戰術。現場總線型采集儀表制造商,棄控制回路于不顧,在純顯示測點上開始發力。既可以讓用戶用到品牌儀表,又不會抬高投資成本,而石化裝置比例較大的溫度采集點成了最好的試驗田。MTL830多路溫度采集器以其防爆世家的出身成為一個引人注目的典型代表。
2 現場總線走來了,給我們帶來了什么?
一
總線結構、本安防爆:
MTL830系列多路轉換器采用Modbus總線方式通訊,將多個現場信號通過通訊線傳送到控制室,為溫度傳送提供了一個最經濟的解決方案。
MTL830系列轉換系統的變送器安裝在危險區的0區,系統中的所有非控制的溫度電(熱電偶/熱電阻)采用本安方式防護,現場的溫度點通過安裝在現場的溫度采集模塊連接,并將采集的溫度信號以數字方式傳送到控制室。連接的信號可以是熱電偶、熱電阻和mv型號輸入。每個現場的采集模塊防護等級為:Exia IIC T4,模塊的供電采用回路供電方式。
二
冗余通訊、廣泛兼容:
危險區的變送器和安全區的接收器之間采用冗余的數據線通訊,連接電纜既是數據通訊線又是電源線,最大的通訊距離可達2km,通訊的波特率最高達到19.2K。
溫度點同DCS的通訊方式采用Modbus-RTU,通訊接口為RS485。在控制室有一個接收器,用于將信號轉換為DCS或PLC接受的Modbus-RTU協議。可以同各家DCS (Honeywell,Yokogawa,ABB,Emerson,Foxboro等)進行通訊連接。
三
省工省錢、維護方便:
?現場變送單元通過總線同控制室連接,節省大量的熱電偶補償電纜。
?現場變送單元可放置在危險場所的0區,防護方式是Exia,在危險場所使用MTL830多路轉換器將大大減少安全柵的用量。
?通訊方式連接使得DCS 的I/O卡件可以大量節省,并可以節省機柜空間。
?電纜的節省使得現場施工量大幅度減少,可以節省大量人工,可以節省50%的安裝費用。
?維護工作量大幅度減少,維護費用急劇下降。
四
組網簡單、結構靈活:
?每個MTL831可以連接16路熱電偶信號,每個MTL838可以連接 2個MTL831;
?MLT831和M TL838之間通過兩對冗余的電纜進行數據傳送;
?MTL838通過MODBUS協議同DCS進行通訊;
?每個DCS通訊口可以連接31個MTL838,因此最多可連接992個熱電偶。
3 結語
現場總線,艱難走過二十年,終于離我們越來越近,它以省卡件、省安全柵、省電纜、省施工量、省機柜空間、省錢六大優勢獲得人們的青睞。隨著人力資源的緊缺,總線型產品的應用前景逐步明朗,冬天過去了,春天還會遠嗎?

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