采用Profibus PA總線系統(tǒng)的生產(chǎn)線
巴斯夫公司在路德維希港市新建的香精、香料生產(chǎn)線是世界上最大的采用Profibus PA總線系統(tǒng)的生產(chǎn)線。該系統(tǒng)帶有1000個(gè)Profibus PA室外檢測點(diǎn),可以在易燃易爆的危險(xiǎn)領(lǐng)域?qū)ち鞒淘O(shè)備進(jìn)行自動化檢測;整套系統(tǒng)建立在工作可靠的Profibus DP和PA通信技術(shù)協(xié)議基礎(chǔ)之上。該系統(tǒng)還可以進(jìn)行功能擴(kuò)展:巴斯夫公司在決定采用Profibus PA總線系統(tǒng)時(shí)就同時(shí)定購了資產(chǎn)管理系統(tǒng)?,F(xiàn)在,室內(nèi)的安裝布線工作已經(jīng)完成,最晚到2006年1月就可以開始整體流程設(shè)備的啟動試車,進(jìn)行總體性能的最后驗(yàn)收。

不久,在路德維希港市將會出現(xiàn)利用檸檬、鈴蘭花、玫瑰和薰衣草混合而成的獨(dú)特香質(zhì)。巴斯夫公司新建的香精、香料生產(chǎn)線有四條支線構(gòu)成(圖中所示的是去年建成的檸檬香生產(chǎn)支線),共設(shè)置了1000個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。這些監(jiān)控點(diǎn)均設(shè)置在流程設(shè)備易燃易爆危險(xiǎn)的區(qū)域中,采用的是符合數(shù)字通信協(xié)議的Profibus PA和DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)。Lang & Peitler公司的工程師對整個(gè)生產(chǎn)線的Fieldbus現(xiàn)場總線外設(shè)以及與整個(gè)流程設(shè)備總控制系統(tǒng)的兼容性進(jìn)行測試。
Lang & Peitler自動化技術(shù)公司的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Joachim Baumeister先生自豪地說:“對我們來講,巴斯夫公司的O 810生產(chǎn)線只是非常普通的項(xiàng)目?!?這并非夸大其詞,路德維希港市巴斯夫公司的設(shè)計(jì)師Gerd Niedermayer先生證實(shí)了Baumeister先生的說法:“通過與巴斯夫公司共同設(shè)計(jì)的方案,我們得到了目前最可靠的自動化控制方案。利用Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)可以保證流程設(shè)備的所有流程都得到有效的控制?!?
愿望變成現(xiàn)實(shí)
事實(shí)證明確實(shí)如此:利用Profibus PA總線系統(tǒng), Aventis德國公司成功生產(chǎn)出新一代酮類酯類抗生素Ketek(替利霉素);科萊恩公司(Clariant)生產(chǎn)出Rubin紅寶石。新型的自動化控制技術(shù)通過了嚴(yán)格的測試檢驗(yàn)。
從80年代起,路德維希港的巴斯夫公司就開始采用先進(jìn)的現(xiàn)場總線控制技術(shù)了。當(dāng)時(shí)使用的是Fieldbus。Niedermayer先生在回憶當(dāng)時(shí)的情況時(shí)說道:“開始的小型Profibus PA試驗(yàn)項(xiàng)目雖然獲得了成功,但是費(fèi)用太高。幸運(yùn)的是:這一試驗(yàn)項(xiàng)目一直繼續(xù)下去,最終形成了現(xiàn)在的大功率現(xiàn)場總線元器件、以Fieldbus現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的傳感器-反應(yīng)器構(gòu)成的、經(jīng)濟(jì)高效的Profibus PA現(xiàn)場總線系統(tǒng)?!?
巴斯夫公司在這套新型香精、香料生產(chǎn)線中采用Profibus PA現(xiàn)場總線系統(tǒng)的目的是:以最少的投資獲得最好的自動化控制系統(tǒng),并且可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行擴(kuò)充?!霸S多現(xiàn)代化的流程設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非對稱的,它們當(dāng)中至少有三分之一需要采用Fieldbus現(xiàn)場總線控制方式、遠(yuǎn)程輸入/輸出控制方式和傳統(tǒng)的自動化控制技術(shù)進(jìn)行自動化流程的生產(chǎn)控制。而這種自動化控制方案并不節(jié)省投資費(fèi)用;另外,從長遠(yuǎn)來看:在維護(hù)保養(yǎng)、電器維修和自動化控制資料的匯編方面也存在大量的困難?!盢iedermayer先生說道。而標(biāo)準(zhǔn)化的Profibus現(xiàn)場總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的:Profibus現(xiàn)場總線系統(tǒng)從物流入口開始,在流程工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),直到成品出廠都可以使用;在維護(hù)保養(yǎng)中節(jié)省資金和費(fèi)用;有著很好的資料自動匯總能力?!拔覀儗rofibus現(xiàn)場總線系統(tǒng)有著很高的期望,尤其是在故障診斷和資源管理方面。這一項(xiàng)目也是我們采用先進(jìn)技術(shù)的一個(gè)樣板項(xiàng)目?!卑退狗蚬镜膶<艺f道。在O 810香精、香料生產(chǎn)線及四條子線中共有1000個(gè)室外Profibus PA現(xiàn)場檢測點(diǎn),其中很多是在有易燃易爆危險(xiǎn)的場合中工作的。不久,還將有一個(gè)用于混和檸檬、鈴蘭花、玫瑰花和薰衣草的混和器安裝到位,屆時(shí)路德維希港市將有自己獨(dú)特的香味特質(zhì)。早在兩年之前,巴斯夫就決定建造采用Profibus現(xiàn)場總線系統(tǒng)的香精、香料生產(chǎn)線了。2003年10月, Lang & Peitler自動化技術(shù)公司就作為巴斯夫香精、香料生產(chǎn)線自動化技術(shù)控制的主要設(shè)計(jì)單位加入了設(shè)計(jì)課題組,負(fù)責(zé)整個(gè)生產(chǎn)線的自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并進(jìn)行所有系統(tǒng)部件和Fieldbus儀器的集成性能測試。同時(shí),巴斯夫公司還期望Lang & Peitler能提供系統(tǒng)性能保障和可再生利用的方案。以保障巴斯夫公司的系統(tǒng)部件有很好的兼容性,F(xiàn)ieldbus現(xiàn)場總線元器件的使用壽命為十五年?!笆褂迷撓到y(tǒng)還可節(jié)約大量資金,包括軟件升級,硬件更新,維護(hù)保養(yǎng)和設(shè)備停機(jī)時(shí)間的費(fèi)用,這也給用戶帶來了很大的驚喜?!盉aumeister先生說道。
成功的解決方案
開始時(shí),巴斯夫公司的專家們對DTM設(shè)備類型管理器直接集成到總控制系統(tǒng)中是否存在軟件升級的問題還抱有疑問。Niedermayer先生說:“就我的觀點(diǎn)來看,DTM設(shè)備類型管理器集成到總系統(tǒng)后軟件升級是必不可少的。”其理由是:在總控制系統(tǒng)中對各個(gè)現(xiàn)場總線外設(shè)進(jìn)行參數(shù)賦值時(shí),必須對各個(gè)DTM設(shè)備類型管理器進(jìn)行單獨(dú)的、費(fèi)用很高的測試,必須有系統(tǒng)專用的測試工具軟件。而在采用了與設(shè)備類型無關(guān)的設(shè)備管理系統(tǒng)之后,就不會有任何問題了。
巴斯夫公司決定采用Endress+Hauser公司研發(fā)生產(chǎn)的Fieldcare設(shè)置工具軟件和W@m設(shè)備管理系統(tǒng),這是一個(gè)非常明智的選擇。不僅能夠很快地收回這一標(biāo)準(zhǔn)的解決方案的全部投資,而且還可以將流程設(shè)備的故障風(fēng)險(xiǎn)限制在最小的范圍內(nèi)。Baumeister先生說:“利用我們的知識和經(jīng)驗(yàn),在Endress+Hauser公司技術(shù)的支持下,我們可以保證巴斯夫公司香精、香料生產(chǎn)線所有功能的可靠性,尤其是那些DTM設(shè)備類型管理器。”在對生產(chǎn)線的現(xiàn)場總線外部檢測設(shè)備進(jìn)行參數(shù)賦值時(shí),允許不中斷流程生產(chǎn)的過程,并且不必事先開啟PLS控制器。在完成外設(shè)參數(shù)賦值后,檢測設(shè)備即自動連接到現(xiàn)場總線系統(tǒng)中,流程設(shè)備的操作者可以控制該檢測儀器的所有功能;在生產(chǎn)現(xiàn)場,這些總線外設(shè)以及Fieldbus現(xiàn)場總線可以在沒有PLS控制器的情況下啟動。這在系統(tǒng)安裝和擴(kuò)展的工作中可以節(jié)省大量資金和時(shí)間。
在決定采用可以單獨(dú)賦值的現(xiàn)場總線外設(shè)后,整個(gè)工程進(jìn)展順利。在系統(tǒng)安裝調(diào)試過程中,Profibus PA技術(shù)充分展示了它強(qiáng)大的性能,告訴人們它能完成什么任務(wù)。同時(shí)也說明:Profibus PA現(xiàn)場總線系統(tǒng)可以滿足用戶的各種需求?!坝捎谶@是巴斯夫公司最大的一個(gè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)工程,所以在驗(yàn)收報(bào)告中對所有Fieldbus現(xiàn)場總線外設(shè)兼容性測試情況作了詳細(xì)、清楚的記錄?!盢iedermayer先生說道。
對“心臟和神經(jīng)”的檢測
在應(yīng)用測試時(shí),Lang & Peitler公司與他的合作伙伴一起對各個(gè)總線外設(shè)與總系統(tǒng)的兼容性、參數(shù)設(shè)置軟件工具進(jìn)行了檢測,并對DTM設(shè)備類型管理器等每一個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行了徹底的檢驗(yàn),結(jié)果相當(dāng)令人滿意。整個(gè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)有90家生產(chǎn)廠、20多種不同的外設(shè)類型。測試時(shí)使用的導(dǎo)線長度非常準(zhǔn)確,跟這些外設(shè)在流程設(shè)備安裝時(shí)使用的一樣?!坝捎谶M(jìn)行了這樣的應(yīng)用性能測試,外設(shè)、總線系統(tǒng)的動態(tài)性能和工作性能有了絕對的保障,可以保證在流程設(shè)備使用現(xiàn)場得到與應(yīng)用測試完全相同的結(jié)果?!盉aumeister先生說道。這種應(yīng)用測試過程,也贏得了巴斯夫公司對自動化控制技術(shù)的信任,使他們的遠(yuǎn)程輸入/輸出備用方案從辦公桌的抽屜中消失。