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FF在洛阳的一次盛会--2006年FF应用大盘点

   日期:2007-04-29     作者:管理员    

  2006年11月2日现场总线基金会在洛阳华阳广场国际大饭店举办了"基金会现场总线设计应用专场研讨会",为期一天,会议由基金会现场总线中国市场委员会(FFCMC)和中国仪器仪表行业协会现场总线专业委员会(CFFC)举办,会议赞助单位有ABB、MTL、艾默生、P+F、横河电机、霍尼韦尔、罗克韦尔、摩尔、萨姆森、NI国际仪器公司、E+H、图尔克共12家公司。与会者计120人,主要参加单位有洛阳石化工程公司、洛阳石化总厂(及设计院)、洛阳有色金属加工设计研究院、洛阳铜加工集团及其他相关企业等,大连、山西等外地技术人员也赶来参加此次盛会。洛阳是九朝古都,有着深厚的文化底蕴,又经多年建设,是我国内地重要的石化、冶金、机械、电子、建材工业基地,极具发展潜力,此次与会者对现场总线技术的重视程度,就足以证明这是一个占尽天时、地利、人和的盛会。

  会议由FFCMC轮值主席李邵主持,讲演者有Emerson的林永春、Turck的张春华、Yokogawa的边策、P+F的王希婷、E+H的窦连旺、Emerson的姚永斌,演讲的6个主题分别为:现场总线的最新发展;现场总线的10个最易误解的问题;出众的现场总

线及其经济性分析;现场总线的物理层、现场总线的目标模件--功能块及其组态;高速以太网、互可操作性、EDDL。

  林永春是PlantWeb市场部高级经理,长期从事工业自动化系统的技术工作,他对现场总线的历史和最新进展的内容分述于后。

  作为全球的非盈利性组织,FF主要目的是提供一个开放的和中立的环境,制定单一、国际性、可互操作的现场总线标准。它的里程碑是:1995年完成FF H1规范的初稿;1996年完成FF H1技术演示;1998年完成第一个FF H1总线产品的注册;1999年完成FF HSE规范初稿;2001年完成第一个FF HSE连接设备的注册;2005年完成FF HSE和柔性功能块(FFBS)的演示。目前全球已有FF会员355家;通过注册、认证的现场设备378种和主机系统17种;全球已安装和订购FF现场总线控制系统超过9500套;已安装投运的FF设备有700000台。而且设备注册和已安装设备注册趋势逐年上升,形势喜人。设备种类分布情况(见图1)也证明品种正走向全面,可满足各行业需要,FF在全球市场分布详见图2。

FF在洛阳的一次盛会--2006年FF应用大盘点如图

图1

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  图2

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  图3

FF在洛阳的一次盛会--2006年FF应用大盘点如图

  图4

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  图5

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  图6

  为什么FF能取得如此巨大的进展呢?也就是为什么要采用基金会现场总线技术呢?因为它是一种采用现场智能技术、提高工厂性能的自动化结构,业务智能分散控制,标准开放,规模可变,将互操作性贯彻到从现场设备至企业应用软件的各个层面(自下而上为:设备集成、子系统集成、服务器集成、应用软件(ERP、设备管理)),它的系统结构是为过程控制而设计的,在同步、自动寻址、即插即用、对等通信、报警和事件处理(时间戳记)、软件下载、严格的互操作测试等方面,都远胜于以往的其他系统。

  电子设备描述语言(EDDL)在第一阶段中已推出的新增功能(见图3):(1)图形功能--可用曲线图的形式来表现静态y-t和x-y数据;(2)图表功能--可用图表形式来表现设备连续的实时数据;(3)数据存储功能--DD的开发者可将数据安全地储存在主机中;(4)增强的用户界面--DD的开发者可以对屏幕版面进行描述;(5)新的内置工具--可直接支持图形、图表、存储及用户界面的增强功能;(6)支持多字节语言。现在已进入第二阶段,OPC基金会加入了此合作项目,合作的优势有:(1)增强了设备整合:OPC用户端可获得复杂设备的数据,可自动集成;(2)独立于系统的联合诊断:单个应用程序可应用于多个系统,无需开发特定应用软件;(3)成本优化,降低开发成本;(4)开放,且互可操作。

  目前,FF EDDL的相关规范有3种:FF-900设备描述语言规范(相当于IEC61804-3,包括所有的EDDL Phase I的增补);FF-901设备互操作性规范(含基金会现场总线细节指南,包括在IEC61804-4中);FF-103普通文件格式规范(离线工程)。

  相应设备测试和注册工作也有配合EDD特定测试要求,特别是主机互操作性测试方面,它的最新进程表如图4所示。

  安全仪表系统(SIS)方面,在2005年11月通过TüV认证的基础上,举行了最终用户演示,演示框图及参加仪表厂家、用户厂家如图5所示,主要由壳牌全球技术中心负责,在阿姆斯特丹举行。该次演示活动达到了推动SIS某些关键产品研发的目的,即制定最佳实践方案和指南,与ISA SP84 WGI组织合作,量化所有节约的成本(CAPEX--减少硬件、节约能耗、减少占用空间、调试更快,OPEX--先进的诊断

功能、缩短测试间隔、实现资产优化)。

  关于无线通信,FF正在编制章程及编制实施计划,预定在2007年5月编制完成和发布报告。要求编制具有互操作性并采用功能块和EDDL技术的现场设备使用无线通信在检测、控制和安全应用过程中的适用范围和技术要求,要求编制实施计划中包括:有关采用依据ISA SP100组织开发的无线通信栈的适用范围和技术要求的方案,要求编制设备互操作性测试和注册工作流程。

  关于其他各个讲演也都很精彩,如张春华对10个问题作了更详实的解释;边策对经济性分析很受用户欢迎;王希婷深入浅出地解释了总线的物理层,用信筒、邮车、信封及信解释物理层、数据链路层和应用层(见图6),很受初次接触基金会现场总线的自动化仪表技术人员的好评;窦连旺、姚永斌在更高层次上解释了基金会现场总线的技术精髓,引起了与会者的重视。大家希望以后多组织这样的活动,更应结合具体工程实例,讲解设计、选用、安装、调试知识。

  在2006年里,现场总线基金会的活动频繁,从年初2月28日~3月1日在上海举行2006年度的年会暨用户大会开始,相继在北京、天津、洛阳举行各具特色的大型技术研讨会,而且将上海赛科工

程、广东惠州石化工程、海南建滔工程、上海拜耳漕泾工程的经验都介绍给广大用户,使用户、设计单位很受鼓舞。前两项大型工程顺利交工并正常运行,证明大型过程控制项目采用现场总线技术的可行性及优良的经济效果。同样,后两项工程的陆续投入运行,证明中型过程控制项目采用现场总线技术也是经济实用的。作为世界极具影响力的石化联合企业,上海赛科(SECCO)和惠州中海壳牌石化(CSPC)项目,已经不断介绍给读者,这里只简要给出采用FF现场总线设备数量为14375台和16000台,已运行1~2年了。对于后两个中型项目介绍如下:

  中海石油建滔化工有限公司在海南建成的60万吨/年甲醇项目,采用64个FF现场总线网段,共计330台FF现场总线仪表,因为海南岛为亚热带多雷击区(平均雷暴日为180天/年)设备必须采用本质安全防爆和防雷击等安全措施,设备安装在0区和1区。主系统为CS3000,网段情况为:H1卡为冗余的ALFIII、FF配电器为冗余配置的Power Hub配电系统(28VDC/500mA),网段防爆等级为增安型防爆主干线EExe,本安型防爆分支EExia,现场仪表防爆等级为EExia,Entity或FISCO系统,每段最多使用12台现场仪表,网段设计中要求设置浪涌保护(浪涌保护器LBF-1),需有短路保护,并要求可带电接线箱,支持对分支和现场仪表的带电维护操作。采用了现场总线隔离栅,它用于安全区和0、1、2区之间的能量和信号的隔离,并完成主干电缆过渡到另一支电缆与现场仪表的接线。该工程做到了尽量提高主干电缆的带负载能力,减少网段数量、简化分支电缆,无须铠装电缆或穿管、简化电缆格栏,无须昂贵的铠装电缆格栏,遵守直流单点接地规则,无须刻意避免接线盒和现场仪表的机壳接地,无须刻意避免分支的屏蔽层触碰就地接地的仪表机壳,不必要求严格的工厂等电位等。总之,它的经验值得我们研究。

  上海拜耳漕泾园区(Bayer Material Science)下属的涂料厂、公用工程厂和聚脂厂采用了FF现场总线(分别为600台、300台、2200台),主系统为DeltaV,网段设计中聚脂厂的网段最多FF设备数量为8台,每个网段最多阀门安装数为2台(阀门定位器为2个),每个网段的备用分支数为2个,每个分支上的FF设备为1台,这就是8∶2∶2∶1模式。此外,3个厂均采用单根双绞线电缆作为每个网段的主干电缆。3个厂的接线箱各不相同,涂料厂为刀式开关终端,公用工程厂为Mega-block接线箱,聚脂厂为带有P+F公司网段保护和现场隔离的接线箱。

  从长远来看,现场总线技术与DCS等成熟工业控制系统的技术逐步融合,是自动化技术走向数字化、智能化、网络化、集成化的明智选择,任何墨守陈规或大破大立的做法都是不明智的。

  我国已经在大、中、小约80个项目上选用了FF现场总线设备或系统,有成功的经验,也有不少教训,应该进一步进行总结,把FF技术工程应用推向新阶段。


 


 
  
  
  
  
 
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