Geinus I/O總線技術及其在水泥廠的應用
隨著計算機軟硬件技術的發展,計算機技術、網絡技術在工業自動化領域起著越來越重大的作用。水泥廠由于其工藝特點決定了其用電設備復雜、工業環境比較惡劣,其自動化的實現要求可靠性高、抗干擾性強、穩定、實用和易操作。
Geinus I/O總線是美國GE Fanuc自動化公司推出的一種工業控制總線,它既是I/O總線又是通信網絡,非常適合于大量I/O處理和數據傳輸。Geinus I/O總線穩定性極強,適于高速及長距離傳送,是一種確定性和開放性的總線,是為工業環境中的可靠通信而設計的。Genius是一種將I/O監控系統與信息處理集成于一體的分布式I/O系統,是計算機控制技術、網絡技術和通信技術綜合發展的產物。
2 水泥廠自動控制系統設計要點
水泥廠的工藝是比較多樣的,目前采用較多的是干法或濕法的回轉窯水泥工藝流程,如圖1。經過破碎處理后的石灰石和各種原料按一定的配比關系進入生料磨機,合格的水泥生料儲存在生料庫中以備下道工序;煤磨處理后的煤粉在窯內燃燒后形成高溫火焰,放出大量熱量,高溫氣體在窯尾高溫風機的抽引下沿著回轉筒體向窯尾流動;回轉窯煅燒分為干燥、預熱、分解、放熱、燒成及冷卻六個帶,流程中預熱與分解由五級旋風筒和分解爐進行窯外處理。在整個工藝生產中生料的配料決定生料質量,生料質量和燒成過程決定熟料質量,熟料及熟料配料最終決定水泥質量。
水泥廠由于其工藝特點決定了其用電設備復雜、生產環境比較惡劣,其自動化的實現要求可靠性高、抗干擾性強、穩定、實用和易操作,設計要點如下:
(1)可靠性和穩定性:高質量的采集控制裝置,決定系統的安全性,是系統存在的意義。
(2)抗干擾性:用電設備和生產環境使抗干擾措施成為系統能否正常運行的重要環節。
(3)性能價格比:以最低的投資,獲取最高的性能。
(4)適用性:滿足并優化廠生產和管理。
(5)易操作和維護:全中文界面和信息,各界面結構簡單合理,且維護方便。
(6)兼容性:系統是一軟硬件一體化的整體,要求具有兼容性。
(7)擴展性:為系統的升級和技術改造的實現,留有可擴展空間。
(8)開放性:控制系統網絡具有良好的開放性,易于管理。

3 Genius I/O總線3.1 Genius I/0總線結構
Genius I/O總線結構和傳輸如圖2,適用于不同距離下的高速數據傳輸。

3.2 Genius I/0總線特性
提供全局數據(Global Data)和數據報文(Data gram)兩種類型的信息傳送方式;是開放的,通過與其它總線的接口,使用戶現存的網絡與Genius總線相連;總線的互連性已向下擴充到設備一級,具有現場設備級接口;具有與多種計算機操作系統的接口,軟件應用具有最大的靈活性;通信當中出現的總線錯誤不防礙I/O系統的正常的連續操作和運行;在總線上可以使用幾種不同的通信連接方式;總線采用調頻(FSK)的方式對數據信號進行調制,使得總線的抗干擾性得到提高、傳輸距離增長;總線采用如下方法保證通訊可靠進行:每個數據被編碼后,連續發送三次,接收方作三選二表決。接收完一個完整的數據包之后,接收方會對整個數據包作CRC - 6環冗余校驗,一旦校驗失敗,數據包會被要求重發;通過多點連接(Multi - drop)將每個網站接入,構成總線型網絡拓補結構,安全性強;總線支持冗余配置,包括通信電纜和I/(3模塊。
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