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基于PROFIBUS集散控制系统的设计研究..

基于PROFIBUS集散控制系统的设计研究..

点击数:7947 次   录入时间:03-04 12:01:37   整理:http://www.55dianzi.com   电工基础

  (2)保证在某一固定的时间周期内,通信子网上的每一个站都有机会取得通信权。

  (3)对于紧急任务,当其实时性要求临时变得很高时,应当给以优先服务。对实时性要求较高的站,也应当给予较高的优先权。

  工业控制网络常用的协议有令牌总线、令牌环网和CSMA/CD。综合比较这3种网络的优缺点,作为工业过程通信网络,令牌总线比较适宜,令牌环网次之,CSMA/CD以太网最差[3]。PROFIBUS采用的是令牌总线网络,且有较高的通信速率,可以显著的改善DCS的通信性能。

  工业控制网络对响应时间的要求有时比普通局域网快几百倍。由于在过程控制层采用了PROFIBUS的数字化通信网络,能大大缩短控制运算周期。在一个有着32个站点的分布系统中,PROFIBUS-DP对所有站点传送512 bit/s输入和512 bit/s输出,在12M bit/s时只需1毫秒。FCS设备对PID调节运算可达10-20次/s,而目前DCS的运算周期一般为4-5次/s[2],这使系统调节特性得到很大的改善。在多主站PROFIBUS-DP网络中,节点数量越多,实时性越差[4]。

  3.2 可靠性

  可靠性是工业控制网络另一个重要指标。一般遵循三个准则:

  (1)系统运行不受故障影响的准则。即系统内任一装置发生故障,除故障装置所涉及的功能外,不应引起整个系统或其他功能的故障。采用冗余设计和多级操作可使故障的影响最小。

  (2)系统不易发生故障的准则。即从系统现场控制层装置的可靠性着手。

  (3)迅速排出故障的准则。即从故障诊断、在线监视、易维护性着手。

  目前DCS的可靠性都在99.99%~99.9999%[5]之间,已经具有较高的可靠性。由于系统吸收了PLC和DCS技术成熟、稳定可靠的优点,并且在DCS的过程控制层中采用了PROFIBUS现场总线,在功能和设备上实现了彻底的分散性,可以显著地改善可靠性三个准则中的 “系统运行不受故障影响的准则”。因此,可以进一步提高系统的可靠性。

  3.3 经济性

  (1)PROFIBUS采用1对N接线结构,一对传输线可以接N台设备。火电厂主厂房内的热工系统属I/0点密集、立体布置的特殊大型系统,按目前DCS的标准设计,300MW 机组热工电缆约需360km。相对于集中控制方式能节约30%~40%的控制电缆,并且能节约昂贵的热电偶补偿导线。对主厂房外的辅助系统实现集中监控, 采用FCS能节约60%左右的电缆[2]。

  (2)可减少电子设备间的机柜、联系电缆数量,缩小电子间的面积数量,电缆夹层也将逐步走向消亡,为最终实现驾驶仓式的控制室奠定了基础。

  (3)可简化系统,降低设计、安装、调试和维护费用。

  由于系统吸收了DCS的优点,具有以下FCS目前不可替代的优势:

  (1)PLC和DCS可以组成大型的控制系统,FCS目前在这方面比较欠缺。

  (2)PLC和DCS功能全面,可以有连续、顺序、模拟量、数字量控制等,但是FCS的功能就不是很全面,特别是数字量方面。

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