烟台西门子PLC代理商

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　　SIEMENS上海庆惜自动化设备有限公司

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　　2004年9月5日，操纵职员反映空分装置的一个生产单元的多块仪表忽然失灵，经仪表维修职员紧急排查发现：一块现场总线卡上的故障（Error）“红灯”亮起，该卡所带的两个通道（Port1、Port2）即两个现场总线网络段（Fieldbusnetworksegments）的全部信息处于故障状态，近20台现场变送器、调节阀信息及人—机对话全部中断，使该装置的一个生产单元的相关仪表全部处于失控状态。手足无措的仪表维修职员紧急向厂商技术支持求助，要求技术支持提供处理方法的同时，要对该装置生产的安全提供承诺，但得到的回答都是“不保证”或“不敢肯定”的答复。该控制系统现场总线卡故障这已是第二次，它是一个月前大修期间刚换上的新备件卡，且无论如何也不能软恢复的硬件故障。见图，现场总线控制系统的基本构成。

　　2、现场总线接线箱进雨水

　　2003年9月12日雨后，操纵职员发现数台仪表、阀门的数据同时回零，接报后的仪表维修职员根据出题目的区域，果断确认是某条总线段出现了故障。认真排查了现场总线卡、总线电源等都没有发现题目。当打开现场总线接线箱FJB（FieldJunctionBox）时发现内部渗有水滴。题目十分明确：是现场总线接线箱渗进雨水，造成这条现场总线主干电缆线上的某点接地或短路，致使这条总线主干电缆所带数台仪表、阀门的数据全部回零。

　　FCS的应用指南中要求用户，现场总线双绞线不能接地、短路、开路是用户必须“尽对”遵守的准则。为了防止类似事故的再次发生，根据厂商的建议和推荐，我们利用2004年8月装置大修的机会，将厂商提供的普通型总线集线器全部拆除，换上了具有防接地、短路、开路保护功能的MTLMegablock系列被动型现场总线式集线器（Passivehubsforfieldbusnetworks）。据资料介绍，该系列被动型现场总线式集线用具有较强的接地、短路、开路保护功能，可以及时将故障点从回路中切除，防止故障的进一步扩大并保证其他无故障回路的正常运行。资料没有介绍是利用硬的方法还是软的方法检测出故障点并及时切除该故障点的，其正确性、可靠性如何，有待于时间和现场实际运行的考验。

　　3、信息流阻塞

　　“数据刷新太慢了，而且越急越上不来”，这是操纵职员对总线控制系统不时发出的报怨。为了满足工艺控制的基本要求，利用检验的机会我们作了两项调整工作：一是将重要控制点调出总线控制系统，并进一步调整并削减了每条总线段上的挂载量，原则上每条总线段要少于6台现场仪表；二是将重要点的逻辑扫描时间由系统默认的500ms调整到100ms，但这已是FCS给用户选择的极限扫描速度。

　　4、软件版本升级

　　针对操纵界面的死锁；控制器时间程序系统的吃内存，造成控制器内存不够而死锁等软件缺陷和漏洞。我们利用2004年8月装置大修的机会，与厂商签订合同将软件版本进行升级，厂商保证升级后的版本软件不存在安全、使用方面的缺陷和漏洞。但令人遗憾的是：由于控制器硬件的限制，系统软件不能采用新版本进行升级。

　　5、数字式定位器死机

　　2003年11月7日，操纵职员从其他工艺参数判定某调节阀自行封闭，检查操纵画面却无任何异常信息报出。经仪表维护职员现场检查确认是总线定位器DVC5010F失灵无输出，致气动薄膜调节阀失气全关。进一步检查组态窗口发现定位器内部AO块返回PID的信号在线显红色报错，但系统诊断无错。从控制室手操输出100，定位器输出仍然为零，在资源治理器（EXPLORER）中调出通讯模件看到定位器仍无输出，重新识别也不认，只好更换新的定位器。以上故障出现过两次，都更换了定位器。

　　2003年3月6日，总线定位器DVC5010F也是忽然失灵，但重新STANDBY再ONLINE故障自动解除，显然这是软件故障；还有一次现场总线定位器DVC5010F的反馈杆自行脱落，DVC5010F并无察觉，控制系统并无报错，操纵职员通过其他参数确定其阀门动作异常，仪表维修职员跑到现场才找出真正故障原因。FCS投用至今，已有多台数字式定位器或因死机频繁或因硬损坏被换下。由于总线数字式定位器软故障的叠加，其综合故障、坏损率要远高于常规数字型定位器。

　　三、相关链接

　　2004年10月，某厂完成了目前国内的一套丁辛醇装置的建设并如期投产，其丁辛醇产品综合能耗、质量达到当今世界先进水平。耐人寻味的是：专利和过程工艺包提供商的英国戴维过程技术有限公司DPT（DavyProcessTechnology）与我方签订的技术协议中，除中外双方设计所遵循的规程规范外，特别夸大“装置DCS/ESD控制系统采用硬连线（4～20mA）方式，不推荐使用总线控制系统”。我们多次求证其原因都没有获得正面答复，在工程设计审查会上由一位DPT资深自控专家道出了其中原由。原来，DPT公司曾经总包了美国一个大型化工装置，部分装置采用了总线控制系统，装置开工试车过程中，由于总线控制系统通讯速度慢等原因不被客户认可，被迫修改设计而延误了合同工期，这是该工程公司承揽的众多工程中的一次败笔。之后，凡该公司提供工艺包或工程总成，都不推荐使用总线控制系统。

　　之所以链接这段信息，不是刻意用它往证实什么，由于它也是笔者一段经历，也是笔者作为用户自控总代表在丁辛醇项目的设计审查、设备订货谈判所要遵循的准则之一。当然，这也是一个鲜活的案例，需要我们反复体味。

　　2、用度题目

　　要留意的是：由于现场总线型变送器、定位器功能的增强，其价格要远高于普通智能型变送器、定位器；再加上用度咋舌的冗余型现场母线段电源系统（Redundantpowersystemforfieldbusnetworksegments）、被动保护型母线集线器，非一般特性且专用的总线电缆等，其综适用度要比DCS的综适用度高得多。值得留意的是：FCS节省用度的广告，都无一例外地避开或淡化了现场总线仪表综适用度的话题，但FCS离开现场总线相关仪表及附件能行吗？

　　为了避开FCS危险集中这一固有的缺陷，各厂商相继开发了用于总线网络段冗余电源系统；用于总线网络母线的被动保护型母线集线器等辅助保护型总线产品。相信不久的将来定会出现：冗余式现场总线卡、冗余式总线隔离栅、冗余式通讯母线等等。但是，为了一个概念或节省几条电缆线下如此大的精力、财力值吗？加上如此的配备还会省钱吗？其回路价格比无疑要远远高于DCS的相同配置。

　　信息流阻塞、定位器死锁等题目相信不久的将来会得到很好地解决，但同样需要时间、用度和代价。

　　3、建议

　　并不否认FCS是今后的发展方向，但本文更赞同FCS会成为DCS大构架下的一个重要分支，而非FCS一定会取代DCS。对大型石油化工装置控制系统来讲，选择一套大构架下的DCS控制系统，重要的控制回路选择硬连线点—点式信号通讯方式，当然也可以选择总线式变送器、调节阀等仪表；非重要回路选择总线通讯方式，由于非重要回路可以相应减少保护性的配置，其综合回路价格比当然可以降下来。

　　五、出路

　　现场总线技术理论上讲有着众多优点，1984年有关组织已开始着手制定FCS的国际标准。令人遗憾的是，世界上一些至公司为了各自的经济利益，围绕着FCS的国际标准进行了互不相让的大战，历经16年磨难与挫折，先后经过9次投票表决而未获通过。通过协商、妥协，1999年底通过了8种类型的现场总线作为IEC61158国际标准，加上IECTC17B已通过的三种现场总线国际标准，目前现场总线国际标准共有12种之多。众多标准的并存，对至公司来讲似乎皆大欢喜，但谁的产品也不可能覆盖所有的应用层面。面对众多标准，面对至公司的技术封闭，众多中小仪表制造业的无所适从或干脆不从，造成现场总线仪表品种单一且价格严重离谱。一些用量虽少但生产现场决不可少的特种仪表品种空缺，造成设计选型、用户选择、维护的极大困难。

　　众多现场总线标准无疑就是无标准。我们呼唤尽快拆除竹篱同一标准，打破市场垄断，使所有符合同一标准的各类仪表都可以互连互通，仪表生产企业也能腾出更多精力往开发更可靠、更贴近市场的总线产品，形成百花齐放的仪表市场，用户选型、使用中的种种困惑和烦恼自然会迎刃而解，从而大大推进产业生产力的发展。

　　PROFIBUS现场总线控制系统的应用

　　1 PROFIBUS" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">PROFIBUS现场总线简介

　　PROF IBUS现场总线协议有三种: PROFIBUS" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">PROFIBUS -DP、PROF IBUS - FMS和PROF IBUS - PA,分别满足不同层次的通信需求。PROF IBUS -DP用于设备级控制系统和分散I/O之间的通信连接,其突出优点是具有较高的数据传输速率,可达12Mbp s,允许高速周期性的小批量数据通信,适合用于通信时间要求较高的场合; PROF IBUS - FMS用于车间级通用通信服务,适合用于数据传输量较大但对通信时间要求不太高的场合,数据传输速率为1.5Mbp s; PROF IBUS-PA是专为过程自动化设计的协议,采用标准的IEC1158-2本质安全传输技术,传输速率为31.25kbp s,主要用于对安全性要求较高的场合及由总线供电的站点。

　　2 PROFIBUS现场总线在直纺长丝生产中的应用

　　直纺长丝是将前道聚酯工艺流程生产的熔体通过输送管道直接送至纺丝侧纺丝成型的一种长丝生产工艺,与切片间接纺相比,具有生产规模大、工艺流程少、设备投资省等优点。工艺流程主要包括熔体输送、纺丝箱体、纺丝卷绕、液相热媒、汽相热媒、油剂调配及输送、空调和公用工程等系统,其中熔体输送系统包括过滤器、增压泵、换热器、分配阀和静态混合器等主要设备。

　　直纺长丝的控制系统采用德国西门子公司的PCS7" target="_blank" style="color:blue; text-decoration:underline;">PCS7系统,主要对熔体输送、纺丝箱体、液相热媒、汽相热媒、油剂输送、空调和公用工程等系统进行远程控制和监测,保证生产的稳定和产品的质量。主要控制回路包括:熔体增压泵的出口压力控制、液相热媒炉和汽相热媒炉的加热温度控制、侧吹风空调和环境空调的温湿度及压力控制,各种模拟量、数字量输入输出点数接近1000点。