现场总线技术教学ppt课件

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1、现场总线控制技术在3万NM3/H空分装置上的应用2007年11月1日江铜集团贵溪冶炼厂张卫华1.工程介绍为了应对国内外铜市场的需求和竞争，江西铜业股份有限公司决定提升其旗下的贵溪冶炼厂铜冶炼产能，新建一座30万吨级铜冶炼厂，采用世界上最先进的闪速炼铜工艺技术。与其配套的过程自动化仪表控制技术和设备经综合考察、了解设备厂商和用户，决定采用以FF总线仪表为主，传统仪表为辅的混合式控制方案。闪速炉、硫酸主工艺流程选用爱默生公司的DeltavFF总线控制系统，主要的配套装置空分系统选用横河公司的CS3000FF总线控制系统。整个工程于2005年12月2日开工建设，2007年

2、8月1日建成投产，自动化仪表控制系统投运至今，运行稳定、可靠，这也标志着FF现场总线控制技术在江铜新30万吨级铜冶炼厂应用获得了成功。这里主要介绍横河公司的CS3000FF总线控制系统在贵冶3万NM3/H空分装置中的应用。2.现场总线控制系统的网络结构及配置贵冶3万NM3/H空分装置主要由空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛统、冷端和热端增压膨胀机系统、氧和氩精馏系统、高纯氧系统、液体储存系统、冷却水循环系统等构成。I/O点数总计为582点，分类如下：AI148AO74DI151DO79RTD130选用横河公司最新推出的CS3000R3控制系统，采用VNET/IP千兆以

3、太网控制网络结构，配置2台操作员站，1台工程师站，1台设备管理站，1台冗余控制站（7个节点）。FF现场总线设备具体配置现场总线控制卡ALF11116块，采用8对冗余方式，占整个控制系统2个节点（NODE2和NODE3）。设置32条网段，实际使用28条网段，4条网段备用，网段结构为鸡爪型结构，平均每条网段6台FF设备，配置最少的一条网段为4台FF设备，配置最多的一条网段为8台FF设备。下图所示为网段连接结构示意图。网段辅助设备全部采用MTL公司的产品，每条网段设置了总线电源F600A和防浪涌保护器FP32。总线电缆采用国产电缆（八益电缆厂生产）。主干线电缆为铠装金属丝屏

4、蔽电缆，型号为BJYC3Y32H11X2X0.8（18AGW）;分支线电缆为非铠装金属丝屏蔽电缆，型号为BJYC3Y2–H11X2X0.8（18AGW）。为了实现对FF现场总线设备的在线监测和动态维护管理，本工程引入了工厂资源管理（PRM）系统。FF现场总线仪表配置161台件：仪表类型数量厂商EJA系列压力、差压变送器82横河EJX系列压力、差压变送器14横河3095多参量流量变送器1罗斯蒙特AXF系列电磁流量计4横河YTA系列双路温度变送器2横河3787阀门定位器56萨姆森3730-5阀门定位器1萨姆森SIPARTPS2FF阀门定位器1西门子3.FF现场总线设计和安

5、装以及组态应注意的问题网段设计网段设计应充分参考<>，相互关联的FF现场总线仪表尽可能设置在同一条网段上，特别要注意宏周期和控制模块执行时间的确定，至于是否需要采用网段浪涌保护还是设备浪涌保护应视具体环境定，应尽可能选用大容量的网段供电设备。另外，在网段设计时,最好把现场FF仪表的位号和分配的地址提供给设备供应商，否则，在实施时FCS系统读上来的FF设备全都是设备出厂时的缺省值，只能一台一台确认，给组态带来诸多麻烦。此外，可以借助于FF设备厂商提供的“现场总线网段设计工具”来检查网段设计是否满足要求。对于链路调度器（LAS）的考虑，一般把主

6、LAS设计在H1卡上，后备LAS设计在网段上的某一台通讯任务较轻的设备中。然而，在设计FCS系统时一般都是采用冗余的H1卡，故本工程把后备的LAS设置在冗余的H1卡上，这样做可以减少FF仪表费用。总线仪表功能块设计受网段通讯速率的限制,一般在一条网段上设计的PID调节功能块不应超过2个；功能块总运行周期时间达到0.25秒的总线设备最好设计为1台，最多不能超过3台。另外，在设计FF仪表时不要选用工程应用中不需要的功能块,这样可减少设备费用。下图所示为FF仪表标准的单回路PID功能块设计案例。在本工程中，模拟量输入AI块(5FI1101)始终设计在变送器上,模拟量输出AO

7、块(5FCV1101)始终设计在阀门定位器上，标准的单回路PID功能块(5FICA1101)一般设置在阀门定位器上。对于串级控制回路,主回路控制PID功能块在FCS控制器里执行,而副PID功能块在阀门定位器里执行。在CS3000FCS控制系统中,所有放置在现场总线仪表装置中的功能块,操作人员都可以通过FCS系统转换成FF仪表面板块来进行操作和监视,但要注意的是AO块必须置于串级,FF-PID功能块才能进行手自动切换操作,否则只能通过AO块进行手动控制阀门。复杂回路的PID功能块一般设计在FCS控制器里执行，如带有温压补正运算(5FCL102)等。在本