毛片网站在线观看-毛片网站在线-毛片网站有哪些-毛片网站视频-女生脱衣服app-女色综合

孫旨義 （ 1965-）

    男，河北正定縣人，高級工程師，1986年畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)精密儀器專業(yè),長期從事醫(yī)藥行業(yè)基礎(chǔ)自動化、控制系統(tǒng)、先進控制系統(tǒng)應(yīng)用、工廠綜合自動化集成、BATCH柔性化生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)用等工作，現(xiàn)為華北制藥集團倍達有限公司計控室主任。中國儀器儀表學(xué)會生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES分會(常務(wù))理事,《自動化博覽》雜志社編輯委員會編委。主持倍達有限公司ERP 應(yīng)用開發(fā)、MES系統(tǒng)的應(yīng)用與開發(fā)等河北省重點信息化建設(shè)項目。先后獲得省部級科學(xué)技術(shù)進步二、三等獎多項，市集團級科學(xué)技術(shù)進步一、二、三等獎18項之多，并獲得省新世紀“三三三人才工程”人選。




摘要：本文詳細介紹了Profibus的現(xiàn)場總線技術(shù)體系結(jié)構(gòu)、傳輸技術(shù)、拓撲結(jié)構(gòu)和通信技術(shù)，以及基于Profibus的現(xiàn)場總線技術(shù)在制藥生產(chǎn)過程中的應(yīng)用體會。

關(guān)鍵詞：Profibus；現(xiàn)場總線；制藥

Abstract: This paper introduces the architecture、transmission technology、topology and communication technology; The  application experience of PROFIBUS-Fieldbus Technology  in the Pharmaceutical Production Processes.

Key words: Profibus; Fieldbus; Pharmacy

1 概述

    現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點、雙向通信的數(shù)據(jù)總線。其中，“生產(chǎn)過程”包括斷續(xù)生產(chǎn)過程和連續(xù)生產(chǎn)過程兩類。或者，現(xiàn)場總線是以單個分散的數(shù)字化、智能化的測量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，用數(shù)據(jù)總線相連接，實現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。

    現(xiàn)場總線是充分發(fā)揮智能設(shè)備功能的基礎(chǔ)，是信息集成的通道，它允許高流量的信息傳送，服務(wù)于設(shè)備的監(jiān)控、診測、控制；它提供現(xiàn)場智能設(shè)備多站點通信能力，從而獲得互操作性；過程變量顯示直接帶有工程單位，同時附帶狀態(tài)信息，允許設(shè)備支持多參量功能，允許將控制功能分布到各智能設(shè)備上。做為現(xiàn)場總線家族的一個成員，Profibus 主要應(yīng)用于過程自動化。

2 PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)

2.1 PROFIBUS技術(shù)的主要發(fā)展歷程 

    87年由Siemens公司等13家企業(yè)和5家研究機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)；

    89年批準為德國工業(yè)標準 DIN 19245；

    96年批準為歐洲標準EN 50170 V.2 (PROFIBUS-FMS/-DP)；

    98年P(guān)ROFIBUS-PA批準納入EN 50170 V.2；

    99年P(guān)ROFIBUS成為國際標準 IEC 61158 的組成部分(Type 3)；

    2001年批準成為中國的行業(yè)標準JB/T 10308.3-2001；

    2003年P(guān)ROFInet成為國際標準 IEC 61158 的組成部分(Type 10)。

2.2 PROFIBUS協(xié)議模型與ISO/OSI協(xié)議模型的關(guān)系（如圖1所示）

                          圖1   PROFIBUS協(xié)議模型與ISO/OSI協(xié)議模型的關(guān)系

2.3 PROFIBUS的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)（如圖2所示）

                            圖2   PROFIBUS的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

2.4 PROFIBUS傳輸技術(shù)（物理層）

    傳輸技術(shù)描述設(shè)備接口的物理的、電的和光的特性見表1。

                                              表1
 

    傳輸特點（1）：

    RS 485，高速（H2）：依據(jù) RS 485，異步NRZ傳輸，波特率從9.6KBit/s到12MBit/s可選，雙絞屏蔽電纜，每段32個站，最多允許126個站，距離：12MBit/s為100m；1.5MBit/s為400m；≤187.5 KBit/s可達1000m，有中繼器距離可延長到10公里。9針，D型插頭。

    傳輸特點（2）：

    MBP，低速（H1）；同步Manchester編碼，31.25kBit/s，本質(zhì)安全（可選）和通過總線供電（可選），屏蔽或非屏蔽的雙絞電纜，每段距離達1900米，用中繼器可延長到10公里；最多126個站, 每段10-32個設(shè)備（依賴于 EX-類型和供電消耗）。

2.5 拓樸（PROFIBUS 支持總線型，樹型和星型拓撲）

    在總線段的開頭和結(jié)尾必須有終端器,每段可以由最多32個站組成, 中繼器沒有站地址，但它們被計算在每段的站數(shù)中

    下面是總線型拓撲（如圖3所示）。
 

                                   圖3   總線型拓撲結(jié)構(gòu)圖

2.6 PROFIBUS通信技術(shù)（數(shù)據(jù)鏈路層，如圖4所示）

圖4   PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層

    數(shù)據(jù)協(xié)議結(jié)構(gòu)（如圖5所示）。

圖5   數(shù)據(jù)協(xié)議結(jié)構(gòu)圖

    不同的網(wǎng)絡(luò)參與者之間的數(shù)據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)交換（如圖6所示）。
 

                       圖6   不同的網(wǎng)絡(luò)參與者之間的數(shù)據(jù)協(xié)議和數(shù)據(jù)交換

    用于1類主站的總線訪問控制-主從方法（如圖7所示）。
 

                         圖7   1類主站的總線訪問控制-主從方法示意圖

    用于2類主站的混合總線訪問控制（如圖8所示）。
 

                           圖8   PLC/工程、工具與現(xiàn)場區(qū)域之間的主/從方法

3 工程應(yīng)用

3.1 項目背景

    華北制藥集團倍達有限公司主要致力于頭孢類半合成抗生素及其系列中間體的生產(chǎn)經(jīng)營和研制開發(fā)工作，是目前中國最大的半合成抗生素生產(chǎn)企業(yè)之一。 

    半合抗生產(chǎn)過程復(fù)雜，生產(chǎn)工藝較長，在生產(chǎn)過程中由于控制點較多，每步操作都需要有人來控制，雖然員工的生產(chǎn)技能不斷提高，但生產(chǎn)量逐月上升，致使員工勞動強度顯著提高，除體力勞動外，由于操作批數(shù)增多，需控制的工藝參數(shù)也顯著上升，所以生產(chǎn)人員會相應(yīng)增多，同時誤操作機率也會增加。這與向現(xiàn)代化邁進的目標格格不入。該項目投運后會使這一矛盾大大緩解。同時該項目的投運將會改變職工工作方式，改善工作環(huán)境，保護職工身心健康，提高職工收入水平，具有廣泛的社會效益。

3.2 系統(tǒng)組成

    該項目選用西門子公司SIMATIC PCS7 6.0作為軟件平臺，硬件由S7-400系列控制器組成，通過光纜形成環(huán)型以太網(wǎng)，控制規(guī)模大約1500個I/O控制點。

    軟件組成：

    PCS7 Engineering V6.0 

    OS Software V6.0 

    SFC Visualization V6.0。

    硬件組成：

    CPU：AS416-2 、AS416-3、 AS417-2

    ET 200M 153-2 High Feature; PS/IM; 19 DIN rail 

    SITOP-E24/1024VDC, 10A

    OSM TP62

    DI-16 ，16DI, 24VDC

    DO-16，16DO, 24VDC/0.5A

    AI-8，4~20mA

    RTD-8 

    AO-4  4AO，4～20mA

    SIMATIC  TP270 10“TOUCH PANEL10.4”STN COLOR DISPLAY2 MB CONFIGURING MEMOR

    DELL 操作站。

3.3 系統(tǒng)功能描述

    西門子PLC強大的網(wǎng)絡(luò)功能，可實現(xiàn)多臺PLC之間或多臺PLC與一臺計算機之間的通訊聯(lián)網(wǎng)要求，通過通訊模塊，上位機以及相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的遠距離監(jiān)控。從而組成多級分布式控制系統(tǒng)，構(gòu)成自動化網(wǎng)絡(luò)。同時融合現(xiàn)場總線技術(shù)：現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用增強了不同廠家的多個設(shè)備之間的互操作性；由于現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，使控制更快、更準確；采用現(xiàn)場總線連接多個設(shè)備，大大減少了電纜、接線端子、電纜橋架的用量。從而減少了設(shè)計、施工的工作量；現(xiàn)場總線設(shè)備本身具有自診斷能力，并通過數(shù)字通訊將有關(guān)診斷維護信息傳送到控制室，設(shè)備維護人員可以查詢整個生產(chǎn)設(shè)備的運行、維護、診斷信息，以便快速查找和消除故障。通過基于運行在MS WIN2000平臺下的SIEMENS PCS7與WINCC工業(yè)軟件技術(shù)，把常規(guī)報警系統(tǒng)的應(yīng)用延伸到過程順序控制中，增加了其分析功能使操作人員收到的報警信息更為有效。不需要再對報警信息進行人工篩選與處理；各級網(wǎng)絡(luò)功能及任務(wù)分述如下（如圖9所示）：


                                     圖9   網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

    （1）管理級

    在管理級，處理影響整個操作的任務(wù)，它包括歸檔、處理、求值和過程值與消息的匯報，同時也可以從多個站點采集數(shù)據(jù)，即從管理級通過以太網(wǎng)可以訪問單元級的任意其他站點，考慮到以后擴展的需要，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議選用TCP/IP;網(wǎng)絡(luò)類型采用以太網(wǎng)。

    （2）單元級

    在單元級，處理自動化任務(wù)。在該級別，PLC、操作和監(jiān)控設(shè)備（即本項目中的OS站和OP設(shè)備）實現(xiàn)互連；根據(jù)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境和通訊性能的要求，選用了工業(yè)以太網(wǎng)。

    （3）現(xiàn)場級

    現(xiàn)場級是PLC和現(xiàn)場設(shè)備之間的連接鏈路，在現(xiàn)場級使用的設(shè)備提供過程值和消息等，并且也向設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)命令。根據(jù)現(xiàn)場級通訊傳輸快、數(shù)據(jù)量較單元級小的特點以及現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)匹配要求，選用了PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，采用DP協(xié)議。

    （4）傳感器-執(zhí)行器級

    在傳感器-執(zhí)行器級，主站與連接到其子網(wǎng)的傳感器-執(zhí)行器進行連接，該級別通訊的特點是數(shù)據(jù)量較現(xiàn)場級小，但要求響應(yīng)較快，又根據(jù)現(xiàn)場防爆的要求，適用總線的儀表，采用PROFIBUS-PA進行連接。

3.4 實施效果：

    該項目自2005年10月份投入使用以后，提高了整個生產(chǎn)線的自動化水平，增加了生產(chǎn)中的靈活性，提高了設(shè)備之間的通訊能力，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，如下所述：

    （1）保持勞動力成本的競爭力：PLC控制系統(tǒng)通過執(zhí)行程序性動作而減少了對勞動力的需求。尤其在新工廠、新車間，將減少有技術(shù)、有經(jīng)驗的工人的數(shù)目，減少了起動成本和時間。通過軟件的改進與完善，將會補償舊設(shè)備對生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量帶來的諸多不利影響，減少技術(shù)工人成本的增加。

    （2）PLC能夠使新操作工應(yīng)付復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)的需求，只需要少數(shù)的技術(shù)熟練的編程人員就可以應(yīng)付自如。PLC可以處理非常復(fù)雜的控制，從而使工藝人員騰出時間集中精力在專業(yè)領(lǐng)域的知識和核心附加值技術(shù)。保持公司在市場上的競爭活力。

    （3）在PLC自動化系統(tǒng)的設(shè)計過程當(dāng)中，把關(guān)鍵的工藝配方、過程參數(shù)隱藏在系統(tǒng)設(shè)置中，只為主管工藝工程師所知，對于其他人員，只了解某一特定生產(chǎn)過程的程序與技巧。這些技巧即使被泄漏也不具有經(jīng)濟價值，從而保證了生產(chǎn)工藝的機密性，降低了勞動力跳槽為公司帶來的風(fēng)險。

    （4）項目投運后產(chǎn)品收率比項目投運前提高了1.3%。平均每月產(chǎn)生經(jīng)濟效益：1.3%*20t/41%*1000*800/10000=50.7萬元。

    （5）低批號率的降低：以每月減少6批低批號，每批1萬元計算，每年凈增利潤6*1*12=72萬元。

    （6）生產(chǎn)率的提高：年初月產(chǎn)量為10噸，現(xiàn)在月產(chǎn)量為20噸。月產(chǎn)值凈增：（20-10）*1000*800/10000=800萬元(以月產(chǎn)量20噸計、每公斤產(chǎn)品 800元計)。

3.5    應(yīng)用體會

（1）增強了現(xiàn)場級信息集成能力

    Profibus 可從現(xiàn)場設(shè)備獲取大量豐富信息，能夠更好地滿足工廠自動化和CIMS 系統(tǒng)的信息集成要求。Profibus 是數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)，它不但取代4~20mA 信號，還可實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳遞。系統(tǒng)除完成遠程控制外，還可以完成遠程參數(shù)化工作。

（2）開放性、互操作性、互換性、可集成性

    不同廠家產(chǎn)品的只有使用同一總線標準，才具有互操作性和互換性，從而使系統(tǒng)具有了很好的可集成性。另外很多總線產(chǎn)品的制造廠商將自己專長的控制技術(shù)，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中，使市場上了出現(xiàn)許多面向行業(yè)特點的監(jiān)控系統(tǒng)， 增強了系統(tǒng)的開放性。

（3）系統(tǒng)可靠性高，可維護性好，利于資產(chǎn)優(yōu)化

    基于Profibus 的自動化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)采用總線連接方式替代I/O 連線，對大規(guī)模I/O 系統(tǒng)來說，減少了由接線點造成的不可靠因素。同時，系統(tǒng)具有現(xiàn)場級設(shè)備的在線故障診斷、報警、記錄功能，可完成現(xiàn)場設(shè)備的遠程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作，也增強了系統(tǒng)的可維護性并優(yōu)化資產(chǎn)管理。

（4）降低系統(tǒng)及工程成本

    對大范圍、大規(guī)模I/O 的DCS 系統(tǒng)來說，節(jié)省了大量的電纜、I/O 模塊及電纜敷設(shè)費用，降低了系統(tǒng)及工程成本，在線組態(tài)功能，也使運行、維護等成本大大降低。

參考文獻

[1] PROFIBUS 技術(shù)簡介. 中國機電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會現(xiàn)場總線專業(yè)委員會（CPO）.

[2] 李琦. Profibus 在三煉鋼3＃CCM 儀表控制系統(tǒng)中的使用.