污水处理FCS控制系统

污水处理FCS控制系统 系统简介 　　FCS(Fieldbus Control System)现场总线控制系统，是继气动信号控制系统、电动模拟信号控制系统、数字计算机集中式控制系统、集散式分布控制系统之后，而发展起来的具有更新控制理念的第五代控制系统。它是利用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络，将现场各个控制器、仪器及仪表设备互联，构成现场总线控制系统，同时将控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维修费用。FCS 现场总线控制系统实质上是一种开放的、具有互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，它将成为21世纪控制系统的主流产品。 现场总线的技术特点 　　◆　系统的开放性。系统的开放是指对相关标准的一致性和公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放的系统，它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连接，用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。 　　◆　互可操作性与互用性。互可操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，点对多点的数字通信。互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换和互用。 　　◆　现场设备的智能化与功能自治性。它可将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。 　　◆　系统结构的高度分散性。由于现场设备本身可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。 　　◆　对现场环境的适应性。作为工厂网络底层的现场总线，工作在现场设备前端，是专为在现场环境工作而设计。它可支持双绞线、同轴电缆 、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全型防爆要求等。 FCS主要技术指标 　　◆ 系统规模 　　　　 1个总线服务器：48个主控站； 　　　　 1个主控站：12个扩展站+8个远程主控站； 　　　 1扩展站：10个模块； 　　　1个远程站：8个模块； 　　　1个模块：最少接16个点位； 　　　现场点位总数=48×(8+12×10+8×8)*16=147456。 　　◆ 功能模块类型： 　　　 控制类：操作站主控模块、远程主控模块。 　　　 模数类：AI模块、AO模块。 　　　 I/O类 ：DI模块、DO模块、PI模块、PO模块。 　　　 调节类：PID模块 　　　 总线转换类：RS485模块、CAN总线模块、Profibus总 线模块、总线切换器模块。 　　◆ 现场总线 　1、总线服务器与控制站主干网络采用100Mbps光纤双环网。 　 2、控制站与远程控制站（或功能）控制网络采用冗余12Mbps Profibus现场总线或1MbpsCAN总线。 ◆ 传输距离：远程模块最大接线距离10Km。 ◆ 接地电阻：小于100欧。 FCS系统特点 　　多总线兼容。控制网络兼容多种总线(CAN总线、RS485总线、rofibus 总线)。 　　冗余技术。除供电电源、服务器、操作站可冗余外，远程控制单元、各种功能模块、通讯总线等都采用可冗余技术和无隙切换技术，保 证任意环节出现故障时系统仍能正常运行。 　　带电热拔插技术。系统服务器、控制单元以及功能模块，均采用可带电热拔插技术，每个功能单元功能独立，相互之间耦合度小；对于系统升级和系统扩展，只需要在总线基础上增加功能单元，原有布线结构和系统结构不受影响。 　　故障自诊断。FCS系统从服务器、控制终端以及仪器仪表，均有智能处理器，都能够实时反馈自身的工作状态，并且该状态信息在整个网络上共享，可以通过任意终端进行监视，也可以与仪表交互，对仪表进行健康性预防处理。 　　远程控制模块。远程控制模块分担了绝大部分的控制功能，减轻服 务器负担，分散了控制过于集中所存在的风险，同时也减少了电缆。 FCS在城市污水处理上的优势 　　城市污水厂建设规摸的大小，是根据城市总体规划和排水规划，分期实施，逐步到位的。这要求城市污水处理厂的控制系统要具备升级容易，改造成本低等特点。 　　传统的控制系统DCS或PLC系统，在进行系统升级时，庞大的缆线规模和大量的现场点位需要花费很大精力来重新调试整个系统，这导致DCS或PLC系统升级难度大。 　　FCS现场总线控制系统，很好的解决了这些矛盾。我们FCS控制系统拥有远程控制单元这一特色，远程控制单元可以和功能模块工作在现场最前线，和采集仪器和控制设备最近距离连接，它有效的将DCS原有集中控制模式改变为总线控制，不但分担了集中控制存在的风险，也最大程度的减少电缆，同时，我们采用了总线冗余技术，通过硬件设备达到远程模块和总线服务器可靠通讯。 　　总线控制系统结构灵活，功能单元独立，总线服务器和远程控制单元间连线简单，使得在后期系统升级和系统改造变的容易的多，非常适合城市污水处理这样的分期实施、逐步到位的系统。 FCS与DCS控制系统比较 　　◆　DCS系统大，控制器功能强，在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以必须整体投资一步到位，并且扩容难度较大。FCS系统功能下放较彻底，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛使用，使得控制器功能与重要性相对减弱，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。 　　◆　DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容。FCS系统是开放式系统，用户可以选择不同厂商、不同品牌的各种设备连入现场总线，达到最佳的系统集成。 　　◆　DCS系统可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。但由于自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，因此无法在DCS系统工程师站上对现场仪表(含变送器、执行器等)进行远程 诊断、维护和组态。FCS系统采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，并且还具备检测信息差错的功能；FCS系统采用的是双向数字通信现场总线信号制，它可以对现场装置(含变送器、执行机构等)进行远程诊断、维护和组态。 　　◆　FCS系统信息处理现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。FCS可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计、安装和维护费用。 　　◆　FCS系统相对于DCS系统，组态简单，便于安装、运行、维护。