基金会现场总线FF技术在二级种子罐控制系统中的应用

二级种子罐控制系统涉及 4 个输入参数， 3 个输出参数。4 个输入参数分别为种子罐的罐内温度、罐内压力、压缩空气的流量及发酵反映中物料的 PH 值。 3 个输出参数用于控制 3 个阀门的开度，即种子罐的排气阀、压缩空气的进气阀、冷却水的进水阀。

三．系统方案

1 ．系统网络结构
　　东北制药总厂二级种子罐控制系统采用 FF现场总线结构，主要检测及控制仪表选择中国科学院沈阳自动化研究所研发的NCS系列智能仪表， 整个 控制系统主要由 1 台操作员站（兼工程师站）、 1 块 FF HSE/H1 接口模块、1块 FF现场总线温度变送器、 1 块 FF现场总线压力变送器、 1 块 FF 现场总线 IF 仪表（ 4 通道）、 1 块 FF 现场总线 FI 仪表（ 4 通道）构成， 其 硬件结构如下图所示。

　　操作站是系统操作监控的主要渠道，操作人员通过操作站所显示的各种人机界面，可监控到所有的现场工艺参数及设备运行状态，实现整个生产过程的监视、控制、启停和调节，以自动和手动两种方式确保生产过程的安全、经济、高效。并对各种信息形成各种运行参数报表、运行趋势曲线、操作记录及指导、历史数据信息、报警保护管理、人机操作等画面，供运行人员监视。所有操作都具有权限控制，保证系统安全可靠运行。

　　FF 现场总线控制 系统主要设备性能如下：

　　FF HSE/H1 接口模块 是通过以太网连接 FF H1 网段的关键设备。一个 H1 接口设备最多可以连接四个 H1 网段， 可以做 H1 网桥设备。本设备在现场总线基金会 （FF） 在 H1 协议的基础上，将以太网技术作为底层协议加入到现场总线协议中，构建了基于工业以太网的H1 接口设备。用户可以通过现场总线的组态软件。完成对多个 FF H1 网段的组态、控制回路组态、控制逻辑组态、功能块连接、报警趋势组态、控制应用下载等功能。

　　FF现场总线温度变送器 NCS-1-TT 主要通过热电阻或热电偶传感器测量温度，并按现场总线协议连接到 FF 现场总线系统中。

　　FF 现场总线压力及液位变送器 NCS-1-LD ，是在普通型 1151 变送器的基础上，采用 FF 现场总线技术， 自主研制的新一代智能变送器，是 1151 变送器的更新换代产品，用于测量流量、液位、表压、绝压、真空度和比重等，是过程控制必不可少的传感设备，配有丰富的控制功能模块，在完成检测任务的同时，还能实现复杂的控制功能。

　　FF 现场总线 FI 仪表 NCS-1 -FI ，用于将 FF 现场总线中的数字信号转换成 4-20mA 的模拟信号并连接到其它的设备，是现场总线与执行机构及控制装置之间的转换设备。

　　FF 现场总线 IF 仪表 NCS-1 - IF ，用于将 4-20mA 的模拟信号转换成 FF 现场总线中的数字信号， 是传统模拟仪表与现场总线之间的转换设备。

　　2 ．操作站功能
　　系统 监控界面软件 采用中国科学院沈阳自动化研究所研发的国家九五攻关科研成果“ SIAVIEW工业控制监控系统” 开发， 包括显示、过程控制、测量值记录和报表等多种功能。

　　操作员站的基本功能如下：

　　• 显示系统工艺流程画面，实时显示监控数据

　　• 运行（手动 /自动）方式的切换，进行手动操作，各调节阀、开关阀操作等

　　• 建立并显示趋势曲线

　　• 调整过程设定值及相应的参数

　　• 历史数据查询功能， 为提高员工的工作责任心，明确操作人员的责任，将对整个生产过程的主要数据（罐内空气腔温度、罐内空气腔压力、罐内冷却槽水温）进行全程的跟踪记录，可避免各种因员工责任心不强造成生产的不稳定，同时为工艺改进提供依据

　　• 设置操作人员，系统维护人员，工艺技术人员，系统工程师等不同级别的授权密码，不同的人员享有不同的操作权限。 所有人员需使用密码登陆后才能进入控制系统完成相应的操作功能

　　• 显示并确认报警

　　• 报表显示 /打印

　　监控界面软件 可以显示系统内所有过程点，包括罐内温度、压缩空气流量、罐内压力及 PH值等，对显示的每一个过程点，均显示其标号、说明、数值、性质、工程单位等等。

　　监控界面软件 提供棒状图显示功能，操作员可通过动态棒状图的变化了解各种过程变量的变化， 棒状图的显示比例可以根据工艺要求进行调节。

　　监控界面软件 提供的趋势图提供实时趋势和历史趋势两种曲线。可以在趋势图上显示 生产过程的主要数据（罐内温度、罐内压力、压缩空气流量及 PH 值等） ，能够查询趋势图上任意一点在任意时刻的实际值。

　　监控界面软件 所提供的报警功能能够对预先设定任何一个模拟量报警点实施实时监控， 当某一点超过报警限时将在屏幕上有　　高亮度的报警显示，并发出报警声音，提示操作人员进行相应的紧急操作，对整个生产过程进行分析。

　　3 ．系统控制点分布
二级种子罐控制系统涉及 4 个输入参数， 3 个输出参数。 4 个输入参数分别为种子罐的罐内温度、罐内压力、 压缩空气的流量及发酵反映中物料的 PH 值。 3 个输出参数用于控制 3 个阀门的开度，即种子罐的排气阀、压缩空气的进气阀、冷却水的进水阀。