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输煤系统除尘设备群的通讯组网
作者:管理员    发布于:2017-09-15 14:01:43    文字:【】【】【

  (福建卫东实业股份有限公司福建龙岩市364000)AreaNetwork)属于现场总线范畴,它是德国BOSCH公司锅炉煤仓之间煤的输送系统,一般应用于码头或火力发电厂等煤的转送场合。输煤系统运送过程中引起的煤尘不仅影响工作人觅的身体健康,而且严重污染大气环境,静电除尘具有除尘效率高、风阻低、能耗小和运行维护成本低等特点被广泛应用。输煤系统从卸煤机到煤仓间及各个转运站之间的距离一般比较远,有的达几公里,给通讯组网带来很大的难度,因此,选定合适的通讯组网方案,对执行输煤线除尘设备群的远程控制是很重要的。

  前言输煤系统在煤的转运过程中产生大量的煤尘,为了减少煤尘对人体健康的危害和对环境的污染,必须在各重要扬尘点设置除尘设备,如煤仓间、碎煤机室、转运站等,以达到收尘减排的作用。

  由于输煤系统各除尘点分布很散,而当前国内绝大部分输煤除尘系统都没有联网,这给设备巡检带来很大难度。为此,对该系统除尘设备群进行通讯组网,可集中监视、控制全系统设备的运行,有效地提高工作效率。

  1几种通讯组网方案比较由于IT技术的发展,通讯技术在工业控制中得到广泛应用,通过通讯组网,可对厂内设备进行集中控制,适时采集设备的运行参数,掌握运行状态,实现远程控制,目前,在工业应用中,通讯组网主要采用工业以太网、RS485现场总线和CAN总线等形式对设备进行通讯组网。

  智能仪表是随着80年代初单片机技术的成熟而发展起来的,为满足企业管理信息化的需要,仪表选型要求具有可供联网的通信接口。早期的数据以模拟信号输出简单过程量,而后,仪表设置了RS232接口,这种接口可以实现点对点的通信方式,但不支持联网。随后出现的RS485接口,解决了这个问题。

  RS―485总线采用平衡发送和差分接收,具有以下几个特性:RS―485总线接口采用平衡驱动器和差分接收器组合,增强了抗共模干扰的能力,即抗噪声干扰性好。

  RS―485接口的最大传输距离标准值为4英尺,实际上可达3000米,总线上允许连接128个收发器。具有多站功能,这样用户可利用单一的RS―485接口,方便地建立起设备通讯网络。

  目前,工业上应用比较广泛的总线协议有Profibus―DP、Modbus等,RS4:85总线的联网拓扑结构拓示意图如下:为汽车众多检测、监控仪器之间的数据交换而设计的总线式串行通信网络。其通信协议是根据国际标准化组织ISO制定的开放式系统互联(ISO―OSI)模型制定的,是一种简化结构,主要包括目标层、物理层和数据链路层。

  目前,CAN总线规范已被国际化组织制定为国际标准IS011898,并被公认为最有前途的现场总线之一,其数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。主要特点包括:CAN为多主方式工作,网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息,而不分主从,CAN总线可以组成冗余网络。

  CAN的直接通信距离可达10km(速率5kbps以下)、通信速率最高可达lMbps(此时通信距离最长为40m)。

  CAN上的节点数主要取决于总线驱这种特性非常适合于解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作等问题。

  工业以太网目前应用在对信息量需求大,但实时性要求不高的最上层的企业信息管理网络和中间的过程监控网络。企业信息管理网络和过程监控网络的各个终端之间的信息交换的数据报文通常较长,数据的吞吐量比较大,而数据通信的发起是随机的,无规则的,因此网络必须有较大的带宽,但对实时性要求相对不严格,这部份可以由传输速率比较高的以太网组成。

  工业以太网在通讯组网时,用双绞线联网最大直线距离不能超过1米,所以,在远距离通讯时一般考虑光纤通讯,但光纤联网的工作难度和成本都要比普通现场总线高。下面是两种组网方式的拓扑结构示意图:(1)用R45接头的短距离双绞线联网拓扑示意图:双绞线(2)长距离光纤联网拓扑示意图:动电路,理论不受节点限制,实际上目前可达报文采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,保证了数据出错率极低,CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以是总线上其它节点的操作不受影响。CAN总线的联网拓扑结构示意图如下:!光电转罐块以大网设备1.3工业以太网工业以太网是一种基于IEEE 802.3(Ethernet)的强大的区域和单兀网络,是基于TCPP的一种标准的开放式通信网络,由于其组成的系统兼容性和互操作性好,资源共享能力强,可以实现将控制现场的数据与通讯系统的资源共享,数据的传输的距离远(采用光纤传输时),传输速率高;易于Internet连接,易组网,与计算机,服务器的接口十分方便,不同厂商的设备比较容易互联。

  从以上对几种组网方式的比较可以看出,RS485和CAN总线适合用于设备级间的通讯组网,组网成本低,组网简单,适用于通讯数据量较小,通讯距离在几十米到几公里的应用场合,而以太网则适合在用于数据吞吐量大,适时性较低的上层的企业信息管理网络和中间的过程监控网络。

  2输煤静电除尘组网由于输煤系统中各除尘点间的距离较远,通讯数据量不大,一般只需采集一次电压,一次电流、二次电压、二次电流,温度信号,运行信号,风机运行状态和故障状态等信号,仅几十个字节,考虑到CAN总线的最长通讯距离最远可达10公里,且可主动发送数据等特性,所以,我们在输煤静电除尘系统组网时,选用CAN总线作为系统的通讯联网总线。

  福建卫东公司的MZ系列煤粉专用电除尘器是由本体、恒功率高压脉冲电源和篼低压控制系统共同组成的机电一体化产品,是针对火力发电厂、煤码头和煤矿等行业皮带输煤系统工况,而研制的新型专用电除尘器。

  它成功的解决了在常温、高湿、高比电阻粉尘环境中,电除尘器的运行稳定问题。根据需要,可对系统除尘器群进行通讯组网,实现集中管理。

  2.1组网软硬件配置工控主机:研华工控机,硬盘320G,内存显示器:三星22寸液晶显示器。

  监控软件:亚控组态王+OPC2.2硬件组网示意拓扑结构。3软件实现:软件结构采用北京亚控组态通过PCI―5110采集卡,把底层各除尘器的运行参数和信息采集到公司自行开发的OPC服务器上,然后利用组态王自带的QPC标准接口,把数据从服务器传送到中控室的操作界面上。以下为软件结构示意图:2.4以下是输煤静电除尘系统群的远控操输煤静电除尘系统3结论通讯组网实现了对设备群的集中控制和管理,可实时了解各设备的运行状态,提篼了设备运行的可靠性和稳定度,是工厂设备层的必然选择。根据不同的工况,选择合适的通讯组网方案是非常重要的。输煤系统除尘器群根据设备分布散、数据采集量小等特点,选用CAN总线为通讯总线,软件结构采用了北京亚控组态王+OPC形式。该系统造价低,施工简单,能充分满足输煤线除尘器群运行工况的通讯要求。

脚注信息
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