一根總線幾乎無所不能
在Sisseln,PA現場設備通過DP/PA耦合器和現場安全柵連接在一起,傳統的HART現場設備通過PROFIBUS DP遠程I/O系統連接,閥門則通過一個DP閥門終端連接。帶有變頻器的電機通過PROFIBUS DP直接連接,而過程控制系統中的其他定速電機則通過I/O卡連接。
使用PROFIBUS PA,實現直觀系統診斷
為了給所有的工廠創造一個通用的診斷標準,簡化相關的組態,SIEMENS 提出了一個將質量代碼標準化的建議。該建議曾經得到PNO(PROFIBUS 用戶組織)的認可。考慮到NAMUR 推薦的NE 107“現場設備的自監控和自診斷”以及NE 91“工廠資產管理”,根據NE 107 的規定,采用了4 項不同的質量代碼來代表4 種不同狀態的消息:“功能檢查”、“設備故障”、“需要維修”,以及“不符合技術規格”。如果設備不在上述4 種狀態內,則會傳出第5 個代碼值(相當于O K )。
質量代碼值的范圍還可以包括12種狀態,可以傳送出比NE 107 規定更加精細劃分的狀態信息。如果需要,這些詳細信息可以在維護站被再次減少為NE 107 規定的狀態消息。詳細的質量代碼包括:在3 種狀態形式下測量的參數的實際狀態(好、不確定、不好),設備狀態(如“本地操作”)以及同樣以3 種狀態表達的、供維護人員使用的信息(“要求維護”、“申請維護”或“維護警報”)。詳細的故障分析(如“編碼器污染33%”)可以通過SIMATIC PDM 診斷工具在非循環通訊槽中傳遞出來,由此防止了過量的信息,使操作員可以更加容易地對診斷消息作出反應。
該原則一直在SIMATIC PCS 7 系統V6.1 的維護站中實施。分級結構診斷圖像可以從工廠的硬件配置中自動生成,控制系統中的所有組成部分都由統一的面板表現,無需附件的工程設計。直觀的“交通燈”(綠、黃、紅)信號加上純文本信息,確保了對故障的迅速定位。對于自動跟蹤維修,PCS 7 系統還提供了啟動維修訂單和記錄維修過程的功能。
圖2:在其位于Sisseln 的維他命
技術中心,D S M 主動開發小規模的綜
合生產過程技術。
在易爆區域,出于安全的原因,總線的電源受限,每個PROFIBUS網段上連接的設備數量就受到了限制。因此,使用了PROFIBUS PA現場總線安全柵。這些安全柵確保了在輸入側的高電源供應,而在現場側,可以實現最多4個PROFIBUS PA現場總線設備的本安連接。這樣就可能在一個PROFIBUS網段上安全地連接最多24個現場總線設備。盡管每個PA網段連接的設備更多,而且和PROFIBUS DP每秒31.25千字節的主干傳輸速率相比,PROFI-BUS PA的傳輸能力比較低,但是其最大存取周期低于0.4秒。在這個水平上,工廠的所有需求都能得到滿足。
診斷能力成為系統的優勢
PROFIBUS的顯著優勢之一,就是可以通過網絡監控具體現場設備的功能。為了實現這一點,就要在一個廣泛統一的標準下傳輸不同的狀態數據,以便對故障做出細致判斷。
在Sisseln的維他命E生產工廠,診斷能力尤其重要。因為工廠要求不間斷運行,需盡可能減少意外干擾。自動化系統必須能夠預先偵測到具體零部件的故障,以避免停機。這是一個PROFIBUS可以輕易滿足的要求。每一個現場總線設備的運行狀況都以純文本形式顯示出來,讓技術服務人員可以在某一個零部件或整個工廠出現故障前,進行預測性的干預。
PROFIBUS PA以與狀態字節或質量代碼有關的實際值,對過程或控制參數的循環通訊進行了標記。在PROFIBUS行規V3.0 PA中,有256種不同的值的定義,其中相當一部分的值被用于不同類型的設備診斷(如:傳感器短路)。這雖然使有效資產管理變得困難起來,卻使狀態消息的內容可以非常廣泛。
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