过程自动化现场总线在输送机控制系统中应用
现场总线技术在带式输送机电控系统中的应用
现场总线技术在带式输送机电控系统中的应用
带式输送机电控系统是一种用于工业生产的重要设备，它是一种采用直接驱动方式来控制输送物体的机械设备。
传统的带式输送机电控系统仅可满足低速、低精度的要求，难以满足新兴工业自动化高速、高精度的要求。
因此，需要采用新型技术，构建一套更加完善的带式输送机电控系统。
现场总线技术在带式输送机电控系统中的应用具有突出的优势，它的使用可以大大提高工业自动化的效率。
现场总线是一种用于设备之间进行沟通的通信技术，它具有高速、可靠性强、容易部署等优点。
采用现场总线技术，可以把多台设备连接在一起，实现自动化控制，对整个带式输送机电控系统性能提升有很大帮助。
现场总线技术在带式输送机电控系统中的应用不仅能提高工业自动化的效率，还可以降低系统的成本。
由于现场总线采用一条通信线路连接各个设备，因此可以减少硬件的成本，避免相互间多余的端口连接，并减少对运行系统的参数更改，从而减少系统维护成本。
此外，现场总线技术还提供了高级软件功能，可以实现灵活的系统组态和集中统一的系统控制，可以更好的满足带式输送机的高性能要求。
通过使用现场总线技术，带式输送机电控系统可以获得更高的自动化水平，更快的操作速度，更高的精度，和更低的系统成
本。
因此，现场总线是带式输送机电控系统自动化控制的理想解决方案，能有效提高带式输送机的性能和效率。
现场总线技术在自动化控制系统中的应用
现场总线技术在自动化控制系统中的应用现场总线应该根据国民经济发展和市场需求,结合现场总线特点和我国国情,从长远出发确定现场总线的发展战略。
随着基于现场总线技术的全开放控制系统的诞生,将对传统的控制系统结构带来革命。
采用现场总线方式可以节省硬件数量与投资，可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等;节省安装和维护费用等。
现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间实现双向串行多节点数字通信、完成测量控制任务的数据总线。
现场总线控制系统正逐渐把电气控制和过程控制合并起来,实现真正意义的集中控制。
1.场总线技术介绍1.1PROFIBUS(Process Field bus)现场总线以西门子公司为首的PROFIBUS现场总线协议满足开放性总线系统的要求,构成从传感器/执行器、现场级、单元级直至管理级的透明的通讯系统。
PROFIBUS是一个家族。
它有三个成员或三种类型,即-FMS,-DP和-PA，基本特点如下：1)PROFIBUS-FMS(Fieldbus MessageSpecification现场总线报文规范)。
此部分是完成控制器和现场器件之间的通信以及控制器之间的信息交换，适应于完成中等传输速度进行较大数据交换的循环和非循环通讯任务。
使用RS485时，通信速率为9.6k-500k波特，距离为1.6km-4.8km，最多可接122个节点，介质可为双绞线或光缆。
2)PROFIBUS-DP(Decentralized Pe—riphery分散型外围设备)是一种优化的通讯模块，适用于自动控制系统和外围设备之间的通信，对时间要求苛刻的场合。
RS-485双绞线或光缆，为9.6K-12M波特,最大站数126。
3)PROFIBUS-PA(Process Automa—tion过程自动化)，应用于过程自动化，用于对安全性要求高的场合及由总线供电的站点。
通信速率为31.25kbps，最大距离为≤1.9km。
浅谈现场总线控制系统
浅谈现场总线控制系统现场总线控制系统，是一种广泛应用于各种自动控制系统中的控制技术。
它以现场总线作为通信介质，实现了各种传感器、执行器和控制器之间的相互通信和协调，从而实现了自动化控制系统的高效运行。
现场总线控制系统已经成为工业控制领域中一种重要的控制技术，被广泛应用于工业生产、能源管理、楼宇自动化等领域。
本文将从现场总线控制系统的基本原理、特点和应用领域等方面进行浅谈。
一、现场总线控制系统的基本原理现场总线控制系统是一种基于数字通信技术的控制技术，它以现场总线作为通信介质，将各种传感器、执行器和控制器连接在一起，通过总线通信来实现各种设备之间的数据交换和控制指令传输。
现场总线控制系统主要包括以下几个组成部分：1. 传感器和执行器：传感器用于采集各种环境参数和工艺数据，执行器用于控制各种执行元件的运行状态。
传感器和执行器是现场总线控制系统的“眼睛”和“手”，通过它们可以实现对系统各种状态的监测和控制。
2. 控制器：控制器是现场总线控制系统的核心部件，它通过采集传感器的数据和执行器的状态信息，实现对系统的自动控制。
控制器通常包括微处理器、控制算法和通信接口等部分，用于实现对系统的实时监测和控制。
通过以上部件的相互配合和协调运作，现场总线控制系统可以实现对各种设备的实时监测和控制，从而实现了自动化控制系统的高效运行。
现场总线控制系统具有以下几个显著的特点：1. 技术先进：现场总线控制系统采用了数字通信技术和计算机控制技术，具有高速传输、高精度控制和高可靠性的特点，能够满足各种复杂控制系统的需求。
2. 灵活性强：现场总线控制系统采用了分布式控制架构，能够实现多个设备之间的并行通信和协调运行，具有较强的通用性和灵活性。
3. 维护方便：现场总线控制系统的各个部件之间通过总线连接，维护和检修方便快捷，能够大大降低系统的维护成本。
4. 数据丰富：现场总线控制系统能够实现对各种传感器和执行器的数据采集和控制，能够提供丰富的数据支持，为系统的监测和控制提供了有力的支持。
现场总线技术在电厂自动化控制中的应用
现场总线技术在电厂自动化控制中的应用摘要：近些年，随着社会科技的快速成长，使得电力企业有了长久的发展，因此人们对电力自动化的发展程度提出了较高要求，包括用电安全以及技术的应用等方面。
为了满意人们对电力资源的需求，国家电网积极地应用各种控制技术在改变传统控制技术的基础上，提出了一种新型的控制技术，即现场总线控制技术。
这种技术在电力自动化领域中应用范围较广，优势突出。
本文中，笔者主要对现场总线技术在电力自动化中的应用情况进行简单地介绍仅共参考。
关键词:总线技术；自动化；应用目前,在自动化范围当中,现场总线(FCS)技术是热点话题之,并且被称为计算机局域网。
由于科学技术的发展,信息技术也得到了非常快的进展。
信息技术的发展,给各个领域的发展带来了新的机遇和挑战,也引起了很多领域的变革。
其中,自动化系统也发生了一系列变化。
随着社会的发展,工业电网也越来越复杂,电网的安全性显得越来越重要。
FCS具有开放的系统,其系统的互用性非常强,现场设备具有较高的智能化水平和较强的功能自治能力。
FCS系统结构所具有的分散性非常强,有较强的适应现场环境的优势。
从近几年已投入运行的电厂来看,效果良好,优势明显,发展势头强劲,得到了广大用户青睐。
由此可见,FCS现场总线技术已经成为电厂电气设备中的主流。
1现场总线的概念国际电工委员会指出现场总线是须要安装在生产过程区域的现场设备之间、现场设备与自动控制装置之间的双向、串行、数字式、多点通信的数据总线，现场总线是一种传输介质，在现场设备之间连接时还起到电源线的作用，在现代化自动生产领域作为通信网络进行全分散、全数字化、多变量、多点、多站的信息传输。
以单个分散的、数字的、智能的设备作为网络节点，起测量、控制作用，使用现场总线连接设备，彼此相互通信，实现对现场的控制口。
所以说，总线包括所连接的设备和线路，控制整个系统。
2现场总线技术特点现场总线技术在电厂自动化控制中的应用可以打破传统技术对电厂企业发展的影响,甚至可以提高用户对电力产品的抉择性。
现场总线在输煤系统中的运用
现场总线在输煤系统中的运用发布时间：2021-09-02T09:19:18.247Z 来源：《当代电力文化》2021年第13期作者：张鹏[导读] 若想保持电力的稳定供应，就需要电力企业定期进行发电设备的更新维护张鹏湖北华电江陵发电有限公司, 湖北荆州434100摘要：若想保持电力的稳定供应，就需要电力企业定期进行发电设备的更新维护，只有保持设备稳定、高效的运行才能够保证足够的电力供应。
本文分析了应用现场总线控制技术控制输煤系统的可行性。
在控制方面设计了一套基于PROFIBUS标准的现场总线控制技术的输煤程控系统，论文内容描述了每一个具体的控制对象和控制要求，提供了控制设备的选型、功能特点的描述、系统的安装和调试、人机界面软件的使用，对最终设计好的人机交互画面加以描述。
整套输煤程控系统最终投入运行并能够产生良好的效果。
关键词：输煤系统；输煤程控；现场总线在现今火力发电机组容量的不断增大，以往的输煤系统设计采用的继电器控制方式已经不能够满足生产发展需要。
很多老厂尤其是经济欠发达地区的电厂为了在建设初期降低设备造价，把输煤系统的标准降低到能够满足基本发电需求即可，忽略了输煤系统的不稳定影响到整个电厂的发电量和主机稳定运行的因素。
在此需要设计出一套更为先进的新型控制方式能够更有利于提高火力发电厂输煤系统的经济性运行。
现场总线控制技术的出现对于很多老厂输煤系统的改造是很适用的，也为未来更先进的数字化电厂提供参考理念。
其在输煤系统中可以为电厂管理层提供实时可靠的运行参数，了解机组运行的燃料消耗量。
1、输煤程控设计方案火力发电厂的输煤系统主要由卸煤、堆取煤、运煤、配煤四个工艺流程组成。
电煤的来源一般都是汽车运输至卸煤沟，通过给煤机将煤送到输煤皮带上，再经过输煤皮带、碎煤机、电动三通挡板将电煤运送到煤仓间，配煤系统通过犁煤器将输煤皮带上的煤均匀的配供到每一个原煤仓中。
本输煤程控系统采用和利时公司MACS-SM系列DCS系统中的PROFIBUS-DP/PA现场总线解决方案以替代老厂的继电器控制。
Dupline现场总线在选煤厂胶带输送机保护中的应用
Dupline现场总线在选煤厂胶带输送机保护中的应用王月强【摘要】介绍了Dupline现场总线在胶带输送机保护装置中应用的优势、信号传输原理及应用特点,论述了Dupline现场总线控制系统组成及Dupline现场总线的应用注意事项.【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】3页(P78-80)【关键词】选煤厂;煤胶带输送机;保护装置;Dupline现场总线;应用【作者】王月强【作者单位】神华准格尔能源有限责任公司选煤厂, 内蒙古鄂尔多斯 010300【正文语种】中文【中图分类】TD948.9随着科学技术的发展，选煤厂自动化水平越来越高。
原煤胶带输送机是选煤厂物料输送的重要设备，其运输距离远、设备分散、数量大，每台胶带输送机均配置多种保护装置(打滑保护、跑偏保护、溜槽堵料保护、拉绳紧急停止保护、防撕裂保护等)，相应保护装置的准确性、灵活性、经济性及自动化水平直接影响着选煤厂的日常生产效率。
Dupline现场总线有利于提高设备维护效率、节约人工和生产成本，同时又能与集中控制系统有效结合，有利于调试维护[1-3]。
1 Dupline现场总线Dupline是用于现场仪表与控制主机系统之间的一种开放的、全数字化的、双向、多站的通信系统。
Dupline是一种现场及安装总线，能通过普通的双绞线传输数字和模拟信号达数公里之远。
1.1 Dupline现场总线在胶带保护装置中的应用优势(1)所有保护装置通过同一根双芯电缆传输信号和电源，大量减少现场电缆用量。
(2)传输距离长达10 km(超过1.2 km需加线尾器)。
(3)无特殊电缆要求，有较强的抗干扰能力。
(4)与PLC的接口简单、方便、灵活。
(5)构建的网络可以是线型、环型、星型或其中几种的组合(见图1)，这种拓扑结构便于扩展，为以后所构建网络的改变、拓展提供了方便和灵活度[4-6]。
图1 网络构建型式1.2 Dupline现场总线的信号传输原理Dupline信号传输基于时分复用原理，Dupline运行载波频率低至1 kHz，传输距离远，抗干扰性强及稳定性高。
机床现场总线控制系统的发展与应用
机床现场总线控制系统的发展与应用近年来，随着工业自动化的不断发展，机床现场总线控制系统在机床制造行业中得到了广泛应用。
机床现场总线控制系统通过将控制器和执行器连接起来，实现了自动化控制的高效性、灵活性和可靠性。
本文将对机床现场总线控制系统的发展历程进行探讨，以及其在机床制造行业中的应用情况进行分析。
首先，我们来看机床现场总线控制系统的发展历程。
早期的机床控制系统主要采用传统的点对点连接方式，每个执行器都需要独立的控制电缆，不仅布线复杂，而且容易出现故障。
为了解决这个问题，机床制造商开始研发机床现场总线控制系统。
最早出现的总线控制系统是基于串行通信的，如RS-485总线等。
这种系统的主要优点是线缆布线简单，成本低，但传输速率有限，不适用于高速机床控制。
随着通信技术的不断发展，CAN总线、EtherCAT总线等高性能总线系统相继问世，为机床现场总线控制系统的发展提供了新的可能性。
机床现场总线控制系统的应用主要体现在以下几个方面。
首先，机床现场总线控制系统提高了机床的自动化水平。
在传统的机床控制系统中，往往需要人工操作进行机床的调整和控制，效率低下且容易出现误操作。
而使用机床现场总线控制系统后，可以实现机床的自动化生产，减少了人工操作的需求，提高了生产效率和产品质量。
其次，机床现场总线控制系统提供了更灵活的机床配置方案。
传统的机床控制系统中，控制器和执行器之间的连线较为复杂，增加了机床的布局限制。
而采用机床现场总线控制系统后，可以通过总线连接多个执行器，使其与控制器之间的连线简化，提高了机床布线的灵活性，方便了机床的配置和改造。
另外，机床现场总线控制系统提升了机床的可靠性和维护性。
传统的机床控制系统中，一旦控制器或执行器出现故障，需要停机维修，导致生产中断和生产成本加大。
而采用机床现场总线控制系统后，可以实现控制器和执行器的分布式控制，当某个节点出现故障时，只需要替换该节点，而不需要停机维修整个系统，提高了机床的可靠性和维护性。
现场总线控制在过程控制中的应用
现场总线控制在过程控制中的应用摘要：现阶段，我国最为常见的自动化控制技术就是过程控制技术，这种技术在很多的行业中都呈现出了良好的应用效果。
现场总线控制凭借其开放性、双向传输性、数字化等优势特，在过程控制中获得了很好的应用成效，为过程控制的智能化、网络化以及分散化的发展提供了最基础的技术支持。
为此，文章主要对现场总线控制在过程控制中的应用进行了研究，希望为相关技术人员提供帮助，仅供参考。
关键词：现场总线控制；过程控制；应用分析引言目前，在市场中，现场总线技术趋于成熟。
现场总线技术属于现场总线控制系统，主要是将控制、计算机与通信等技术有机整合，形成相应的现场总线控制模式。
为有效提升相关的过程控制效果，应合理使用现场总线的相关控制技术，有效提升整体工作质量和水平，达到预期的技术应用目的。
1.过程控制与总线控制特点1.1过程控制特点1）控制主体复杂、控制要求高。
连续生产过程具有多样化的特点，生产规模的大小各异，对生产工艺的要求也不尽相同，再加上生产产品的多元化和复杂化，造成了过程控制主体的复杂性。
每一个连续生产过程需要控制的参数都存在一定的差异，对生产产品的质量和型号提出了不同的要求，这些参数之间的异同和关联性都为过程控制的实施带来了巨大的挑战，也在无形中提高了对过程控制的要求。
2）过程控制方案十分丰富。
过程控制方案的制定需要根据生产过程的复杂情况和工艺使用情况进行适当的调整，生产工艺的多样化和生产过程的复杂化决定了过程控制方案的丰富性。
过程控制方案的制定目的就是满足不同生产过程的实施，以及生产工艺的有效应用，过程控制方案的内容十分丰富，既包括了单变量的控制系统，又涵盖了多变量的控制系统；既有常规的仪表控制，又有先进的计算机集成控制。
3）慢过程参数控制性。
在工业生产过程中，过程控制的评定标准常以各种物理量表示，例如温度、压力、流量等。
工业生产过程中表现的各种物理参数指标都具有一定的惯性和滞后性，从而导致过程控制出现了慢过程参数控制性。
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过程自动化现场总线在输送机控制系统中的应用
摘要：本文详细介绍了基于modbus tcp/ip的冗余过程自动化现场总线在印度某电厂项目中的应用。
阐述了输送机的发展及过程自动化的原理、系统的网络结构及特点、控制功能等。
关键字：冗余控制系统controlnet总线modbus总线冗余过程自动化总线
中图分类号： tm921.5 文献标识码： a 文章编号：
引言
带式输送机是现代散装物料连续运输的主要设备，被广泛应用在煤炭、冶金、电力、化工、矿山、港口、建材、粮食等领域，在国民经济中发挥着重要作用，而矿用带式输送机由于其具有运距长、运量大、连续运输性能好、效率高等优点,被普遍应用于水平、斜坡等现代矿井、巷道的主要运输通道中；而且随着工业规模的不断扩大和技术的发展进步，对输送机的先进性、可靠性和经济性的要求也是不断的提高,越来越多的场合需要多条带式输送机组成系统连锁运行来满足现场需要,以减少劳动量、提高自动化程度。
为保障系统的安全可靠运行,需要应用大量的拉绳、跑偏、防堵塞等多种保护开关，传统的做法是将大量的拉绳开关串接成一点，多个跑偏开关并接成一点，然后送到控制系统中。
这样不仅要浪费大量的电缆，而且当其中一个保护开关动作时，系统无法识别其位置，只能靠人工进行寻址，在皮带机数量大、距离长的情况下，无法实现系统的正常安全运行。
在本项目中，采用了冗余的控制网络、冗余
供电、冗余控制器的冗余控制系统，这样单一的故障就不会产生整个控制系统故障以及任何故障不会导致输送保护系统误操作或丧失保护功能；系统内部处理器与子站之间的通讯采用了冗余controlnet总线，通过冗余controlnet总线，控制器模块控制所有i/o子站。
每个子站通过冗余的通讯接口单元与处理器交换控制数据和采集的现场信号。
在modbus总线的基础上，采用了带编码器的拉绳开关和防跑偏开关等保护仪表，这样，当有其中一个保护仪表动作时系统就能能自动寻址，这样大大减少了劳动强度，更进一步提高了系统的自动化程度。
基于过程自动化现场总线的系统结构及特点
2.1系统结构
由1台工程师站及2台互为冗余的操作员站和冗余的主站及多套子站、冗余电源模件、热备cpu、冗余controlnet网络、冗余以太网（modbus tcp/ip）、冗余通讯模块、冗余交换机等组成。
系统的网络结构如图1所示：
图1 现场总线控制系统结构
为了保证通讯的可靠性，工程师站及冗余的操作站与plc控制器之间，通过冗余的modbus tcp/ip以太网进行通讯。
每个系统机架上都配置两块独立的以太网模块，分别设置不同网段的ip地址，同时连接到两组交换机。
上层的工程师站及操作员站也配备了冗余的网卡，可以分别采集每个机架上的数据。
这种完全冗余的网络配
置，大大降低了因为通讯中断而导致的生产事故。
2.2系统的组成及特点
系统主要由以下几部分组成
1）hmi（人机接口）：冗余操作员及工程师站，采用三台控制工作站，其中两台互为冗余的操作员站，任一台控制工作站均有程控系统所有的设备能力，两台操作员站同时工作；另一台为工程师站。
主要完成过程参数的监视、报警、趋势分析以及操作等功能。
网络电缆：用于现场设备与hmi的信息交换介质。
采用双绞线，有4种类型的电缆可供选择。
分别是：a、b、c、d型。
不同的电缆类型对应不同的传输距离。
a型电缆的传输距离最长达1900m。
d型电缆最短200m，b型、c型电缆介于a型、d型之间，分别为1200m 和400m。
冗余工业以太网交换机：用于连接过程自动化现场总线modbus、i/o远程站（总线为contronet）与hmi，进行信息交换。
终端器：用在网络的每个末端的阻抗匹配器。
每条总线段需要2个终端器。
终端器用于防止信号失真和衰减。
中继器：用于扩展现场总线网络，该网络上的任意2台设备间最多可使用4台中继器。
它是一台有源的总线或非总线供电设备，工作在物理层。
冗余电源：为主站cpu及现场i/o站供电。
现场总线设备：现场总线设备主要指现场总线仪表，它们全部并联到过程自动化现场总线上，作为该网的智能节点，每台开关量现
场总线仪表均带有编码器。
用户可以通过组态软件对这些功能模块进行灵活地访问来实现自己的控制策略。
由此可见，和传统的dcs和plc控制系统不同，本项目中采用过程自动化总线的方式对带式输送机系统运行的过程进行检测、显示、控制、保护、报警和管理，所有现场仪表都是网络上的一个节点，每一个节点都是一个智能设备。
在现场总线控制系统中，以微处理器为基础的现场仪表已不再是传统意义上的变送或执行单元，而是同时起着数据采集、控制、计算、报警、诊断、执行和通信的作用。
每台仪表均有自己的地址与网络上的其它仪表进行区分。
所有现场仪表均可采用总线供电方式。
打破了常规的一次仪表配常规显示仪表、一次仪表与dcs或plc配套传统应用，大量节省了人力物力。
与传统的dcs或plc系统相比，过程自动化现场总线技术更具有开放性、互连性、互操作性、扩展性以及丰富的软、硬件资源。
控制功能
冗余控制系统对整个工艺系统进行集中监视和自动顺序控制。
操作员站是系统的监视控制中心，具有数据采集、画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等功能。
运行人员可在任一台操作站上进行监控工艺流程、测量参数、控制对象的状态、成组参数等。
当参数越限报警、控制对象故障或状态变化时操作员站能以不同颜色表示。
工程师站除了具备plc 编程功能外，还具备了操作员站的所有功能，即可以对操作员站的工艺流程画面进行监控、编程和组态。
系统正常运行时由操作人员通过显示器显示装置和键盘/鼠标进行
自动监视。
整个监控系统具有计算机监控功能，能进行所有设备的控制、流程选择等操作，随时采集运行工况及有关数据，进行记录、实时报警、状态显示、故障诊断和远程通讯。
并能
按规定时间打印各种报表。
结束语
过程自动化现场总线是一种用于智能现场设备和自动化系统的
开放式、数字化、多节点的通信技术。
它用数字信号完全取代了传统的4~20ma信号，实现了现场的管理与控制的统一，使一些基本过程控制，报警和计算功能分布在现场完成，可使设备增加非控制信息，如：诊断信息等.实现了开放性与互操作性，它不仅仅是一种通信技术，实际是智能化仪表，计算机网络和开放系统结构等技术的集成。
连接在现场总线网络上的智能现场设备都具有数字通信能力，各种智能现场设备共享信道，可以进行数据和信息交换，协调工作，组成一个现场控制系统。
该控制系统以成功用于印度某电厂，根据现场运行情况说明，在长距离大运量带式输送机中采用的过程自动化控制系统完成输送机高效平稳的运行时完全必要的，也是切实可行的。
它将提高输送机的可靠性、完全性，而且维护量小，性能优越，非常值得推广应用。
参考文献
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