发布时间:13-05-10 10:36分类:行业政策 标签:仪表,仪器仪表 近日,释放安全仪表功能SIF技术规范更新,新版本已经公布。此次对规范进行更新,极大的简化了现场仪器仪表的使用SIF规程的过程,对系统体系结构、应用程序模型、协议、功能块和设备ITK配置文件的规范等进行更新,也支持现场总线H1(31.25位/s)双模式设备添加强大的诊断功能,同时还包括对宏周期计算的新应用程序说明。 业经分布式的功能块和开放通信协议验证的基金会现场总线作为一个超前的基础平台,能够通过设备与网络级*进的诊断,来显著提升过程安全,并降低成本。该规范通过了德国TüVAnlagentechnikGmbH机构批准,包括安全度等级(SIL)3。 一般内部逻辑程序计算错误,或者是外部设备或控制阀门的故障,都可能会导致安全系统故障。而安全设备的*精确地诊断程序能够更好的找出故障,来确保安全。SIF功能实现激活程式中隐藏的H1设备,开启双模式,因此只要选择对设备判定是用做进程控制程还是用作安全检测类型,*能够向市场供应新的安全产品。目前SIF试点项目正在全面进行,*终将会迎来更广泛的应用。 北京熙缜隆博环保科技有限公司为您提供多种符合国策的仪器仪表产品,我们承诺产品价格实惠,品质保证,*原装正品,可拨打热线电话:010-68940148我们有的销售人员为您提供服务。

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摘 要:现场总线控制系统较封闭的DCS系统具有明显的优势,已成为过程控制的主流系统。在中科院沈阳自动化研究所设计的基于FF现场总线的实验平台上,提出了将先进控制算法应用到FF现场总线控制系统单回路液位控制系统中的可行性方案,更好的发挥了FF现场总线与先进控制算法的技术优势。关键词:FF现场总线;OPC;PID控制;先进控制算法现场总线技术的发展使得控制系统在由封闭走向开放的进程中迈进了一大步,以现场总线为基础的控制系统将会取代封闭的DCS系统成为过程控制的主流系统。FF现场总线[1]是一种全数字、串行、双向通信网络,同时也是一种专门针对过程自动化领域的应用而设计的现场总线,所以其在设计之初就充分考虑了过程自动化领域的一些特点,比如总线、供电、本质安全,以及较高的实时性要求等。我国在FF总线技术研究以及符合FF协议的现场设备产品开发方面己经取得了长足的进步,如中科院沈阳自动化研究所研制出了各种基金会现场总线产品,例如压力变送器、温度变送器,以及主机接口卡和通信栈软件等。在DCS时代,先进控制己被证明可以为企业获得巨大的经济效益。先进控制与现场总线的结合[2]无疑是工业界所期望的,也是该文讨论的主题。在FF现场总线过程控制实验系统中,被控对象往往存在时变性和时滞性问题,对控制系统构成了极大的难题,认为采用了现场总线就可以解决这些问题是一个误区。现场总线的采用只是提供了控制策略的更好的实现手段。动态矩阵控制作为一种先进控制算法,可以直接用于时滞对象而无需附加其它的控制结构。该文将以在中科院沈阳自动化研究所设计的基于FF现场总线的网络化测控实验平台[3,4]上,设计了双容水箱的液位反馈控制回路,并结合具体被控对象提出了将先进控制算法应用到FF现场总线系统的可行性方案,既在OPC服务器MicroCyber .FFServer.1的基础上实现了常规的PID控制,进而在PID控制的基础上实现了基于OPC技术的先进控制算法。实验表明,该方案控制效果更好的发挥了现场总线与先进控制的技术优势,取得了预期的控制效果。1 基于FF现场总线的网络化实验平台本系统包括两个部分[5]:FF现场总线部分和现场控制模型部分,如图1。FF现场总线[6]包括低速现场总线H1和高速现场总线HSE。低速现场总线H1的速率为31.25Kbps,可用于温度、液位及流量等控制场合,信号类型为电压信号;高速现场总线HSE的速率为100Mbps,一般用于高级控制、远程输入/输出和高速工厂自动化等场合。现场控制模型可以利用实验室的原有设备,从而节约了投资。原有的模拟仪表可以通过电流信号到现场总线信号变送器转接到现场总线。

图1 系统软件运行关系

以单回路液位控制为例,上位机中软件的运行情况:①HSE Init接口软件, 选择H1网段,HSE 接口程序可以与以太网段内的 HSE 设备,以及 LD 设备下的 H1 网段设备进行交互,向组态等上层软件提供数据访问接口;②运行组态程序FF-Configurator组态软件, 刷新网段获取系统的现场设备列表和功能块列表, 刷新网段后,建立应用完成功能块组态,功能块间的连线表示通过现场总线通信的信号连接,如图2所示;③FF H1和FF HSE OPC服务器, 每秒钟刷新一次,实现设备的实时数据和历史数据共享以及报警等功能; ④设计SiaView监控软件, 新建一个工程,在对象中选择PID拖到视图中,与OPC连接后经过编辑可得到一个PID功能块操作面板。

图 2 应用窗口中配置的PID组态策略

从组态软件的工程窗口的设备中选择IF-AI1功能块、IF-PID功能块和FI-AO1功能块拖拽到应用视图中连接配置成一个PID控制回路,见图2。将功能块连接,建立功能块之间的联系,使功能块之间能够进行参数值的传递并需下载组态信息到现场设备。要使液位控制回路正确运行需要修改功能块的参数值,双击IF-PID功能块,打开块的参数窗口,将IF-PID中MODE_BLK项下的TARGET参数修改成〝AUTO〞模式,读取功能块参数,从而实现单回路的液位控制自动正常的运行。如果想要实现将先进控制算法应用到FF现场总线系统的方案,只需将IF-PID中MODE_BLK项下的TARGET参数修改成〝MAN〞模式,具体设置如图3所示,然后通过OPC技术实现过程变量和控制变量的通讯。

图3 实现先进控制算法时的IF-PID功能块参数表

2 基于OPC的PID控制方案要实现基于FF现场总线的先进控制算法,主要要先以实现常规PID控制为基础,包含先进控制算法的软件通过OPC接口来读写硬件设备的信息,通过OPC服务器访问过程数据,可以克服异构网络结构和网络协议之间的差异。2.1 OPC服务器选用中科院沈阳自动化研究所提供了OPC服务器MicroCyber .FFServer.1,服务器的地址空间由服务器可读写的所有数据项组成,可以根据需要得到数据项的全称对其进行相关操作。图4为OPC服务器的地址空间图。使用OPC技术实现用VB6.0编写的客户端程序与OPC服务器的通讯,服务器中液位的实时值IF-PID-PV.VALUE,以及自定义变量如液位设定值IF-PID-SP.VALUE,然后进行算法控制,得到控制量,将控制量写入OPC服务器的项FI-PID-OUT.VALUE,从而控制受控系统。

图 4 OPC服务器的地址空间图

2.2 OPC自动化接口标准2.2.1自动化接口OPC基金会为方便用户在各种环境下软件开发,为数据访问规范提供两类接口:自动化接口和定制接口。基于定制接口的开发,需要用到较深的COM/DCOM知识,比较晦涩难懂,而运用自动化接口则有以下优点:客户程序可以很容易地应用接口,而无需了解接口的详细内部机理;可以运用事件触发机制;可以生成一个通用的动态链接库或控件供所有客户端应用程序使用。2.2.2自动化接口的通信机制OPC客户程序通过封装的OPC自动化接口动态链接库访问OPC服务器[7],如图5所示。该动态连接库将OPC服务器的定制接口翻译成OPC客户程序希望的自动化接口,以供客户程序调用。OPC客户程序和动态链接库是进程内的通信,而动态链接库和OPC服务器的通信则基于COM/DCOM,既可以是进程内或本地的连接,又可以是远程连接。封装的动态链接库解决了定制接口的解释和二者的通信,从而大大简化了OPC客户程序的开发。

图 5 OPC客户程序与服务器的通迅