科技振討現(xiàn)代污水廠 PROFIBUS總線的應(yīng)用唐維1劉樹森2姜字21中國人民解放軍海軍航空工程學(xué)院264001;2煙臺市城市排水管理處264000)要:簡迷 profibus總線標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展史,組成結(jié)構(gòu)以及總線訪問控制方式,憑借開救性、集威化、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn),pro邱bu總線標(biāo)準(zhǔn)在處理行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。為了充分發(fā)揮其優(yōu)勢,與污水處理行業(yè)的自控系統(tǒng)的應(yīng)用好結(jié)合起來,應(yīng)有針對性在系統(tǒng)組態(tài)、通信配置、信息傳輸?shù)确矫婕訌?qiáng)應(yīng)用研究關(guān)鍵詞:污水處理 Profibus自控系統(tǒng)由于PR0 FIBUS現(xiàn)場總線是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)可用功能及系統(tǒng)與設(shè)備特性。之一,以其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)、嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)范、開放的標(biāo)準(zhǔn)、眾2、 PROFIBUS FM多廠商的支持和不斷發(fā)展的應(yīng)用行規(guī),已成為污水處理行業(yè)中FMS負(fù)責(zé)管理單元級(PLC和PC)數(shù)據(jù)通信。強(qiáng)大的FMSs服最重要的和應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。務(wù)適用于廣泛的應(yīng)用場合并在解決復(fù)雜的通信任務(wù)時(shí)擁有極大的在現(xiàn)代污水處理廠中很多現(xiàn)場通訊總線采用 PROFIBUS總線靈活性。隨著工業(yè)以態(tài)網(wǎng)技術(shù)的迅速進(jìn)展, PROFIBUS FMS這一層標(biāo)準(zhǔn),以西門子 SIMATIC系統(tǒng)系列品為基礎(chǔ)對現(xiàn)場通訊傳輸、控有被 Ethernet所取代的趨勢。制設(shè)置進(jìn)行研究,確保將現(xiàn)場各個(gè)控制站、各類設(shè)備儀表納入在 PROFIBUS FMS中,第1層、第2層和第7層得以實(shí)現(xiàn)。其到整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò),以確保整個(gè)處理工藝正常運(yùn)行。中應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線報(bào)文規(guī)范和低層接口。FMS包含應(yīng)用協(xié)議并提供通信服務(wù)PROFIBUS現(xiàn)場總線使用概況介紹3、 PROFIBUS PAPROFIBUS是于1987年由Smn公司等13家企業(yè)和5家研究PROFIBUS PA是為自動(dòng)化過程工程所需的高速、可靠數(shù)據(jù)通機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)研定的實(shí)現(xiàn)了Iso/OsI參考模型中的第1層和第2信而專門設(shè)計(jì)的。它將現(xiàn)場變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接起來,通過分層,必要時(shí)還實(shí)現(xiàn)了第7層。第1層和第2層的線路與傳輸協(xié)議段耦合器可方便地將PA總線連接到 PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)。 PROFTBUS符合美國標(biāo)準(zhǔn)EIA、國際標(biāo)準(zhǔn)IEC805-13]和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN60870PA使用擴(kuò)展的 PROFIBUS DP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另外,它采用了5-14 o PROFIBUS協(xié)議包括三個(gè)主要部分:DP、FMS、PA:描述現(xiàn)場設(shè)備特性的PA行規(guī)( Profile)這種傳輸技術(shù)遵循1、 PROFIBUS DPIEC1158-2(7棟標(biāo)準(zhǔn),能夠確保系統(tǒng)本征安全性并且可以通過總線為PROFIBUS DP是一種高速、低成本的通信總信,用于現(xiàn)場層現(xiàn)場設(shè)備供電。使用段耦合器可以將 PROFIBUS PA設(shè)備方便地集控制系統(tǒng)與分散I/0之間的數(shù)據(jù)通信。除能周期性地傳輸主、從成到 PROFTBUS DP網(wǎng)絡(luò)中。站之間的數(shù)據(jù)外,它還提供現(xiàn)場設(shè)備所需的非周期性功能,以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。二、污水廠以 PROFIBUS總線基礎(chǔ)的自控系統(tǒng)模型PROFIBUS DP使用了第1層、第2層和用戶接口,第3層至第現(xiàn)代化的污水處理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)管理與控制一體化,實(shí)現(xiàn)辦7層未實(shí)現(xiàn)。這種精簡的結(jié)構(gòu)能夠保證高速的數(shù)據(jù)傳輸。通過直公自動(dòng)化。控制系統(tǒng)不僅與下層控制設(shè)備有良好的接口,而且具接數(shù)據(jù)鏈路映像程序( Direct Data Link Mapper,DDLM)可以對第2有與上層管理系統(tǒng)集成的接口,同時(shí)具有可擴(kuò)展性。所以現(xiàn)代化層進(jìn)行訪問。在用戶接口中詳細(xì)規(guī)定了各種 PROFIBUS DP設(shè)備的污水處理系統(tǒng)要求在底層采用通用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線,上層則選用優(yōu)溜槽在支架后尾梁的前、后距離及上下高度,就可對采空區(qū)的各充填采煤后形成的采空區(qū),矸石就不需要通過井筒運(yùn)輸?shù)降孛嫖恢眠M(jìn)行充填(見充填支架圖)。地面也不需要鋪設(shè)軌道或皮帶運(yùn)輸機(jī)、提升絞車等設(shè)備來把矸石運(yùn)輸?shù)巾肥缴?在地面就形不成矸石山。矸石運(yùn)輸過程就節(jié)省了很多環(huán)節(jié),節(jié)省了大量的人力、物力、設(shè)備。同時(shí)消除了因運(yùn)輸環(huán)節(jié)過多而造成的不安全因素。根據(jù)新礦集團(tuán)翟鎮(zhèn)煤礦統(tǒng)計(jì)(200萬噸/年)每年可節(jié)省電費(fèi)80萬元,人工費(fèi)120萬元,材料設(shè)備投入及維修費(fèi)等140萬元。井上消除了矸石山,節(jié)省了大量的土地并消除了矸石山形成的環(huán)境污染,此經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是無法衡量的。而采煤形成的采空區(qū),造成地表面塌陷及地面建筑與公路的損壞危害更大,經(jīng)濟(jì)損失更加嚴(yán)重。隨著國家對節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)的加大管理,礦井矸石充填的應(yīng)用更加重要,因此矸石充填支架是未來煤礦三下采煤最具發(fā)展前景的推廣應(yīng)用設(shè)充填支架如圖4.礦井矸石充填支架的經(jīng)濟(jì)效益矸石充填解決了礦井開采中研石不升井,井下矸石直接用來010年·06月·下期學(xué)術(shù)·理論現(xiàn)代貴仰斜長壁采煤法在煤柱回收中的應(yīng)用新汶礦業(yè)集團(tuán)山東新泰271233)摘要:新汶礦業(yè)集團(tuán)孫村煤礦針對原系統(tǒng)保護(hù)煤柱走向短、傾斜較寬的特征,改變以往走向長壁式開采的模式,在-400水平原皮翬機(jī)井保護(hù)煤柱研究、應(yīng)用仰斜長壁朱煤法,大大減少了巷道掘進(jìn)工程量,實(shí)現(xiàn)了工作面提前授產(chǎn)、安全生產(chǎn),緩解了生產(chǎn)接續(xù),取得了較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞:煤柱特征仰斜長壁技術(shù)措施開采效果1.前言平的主要生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了重建,在簡化系統(tǒng)、減少環(huán)節(jié)的同時(shí)新汶礦業(yè)集團(tuán)孫村煤礦開采深度已達(dá)到1300余米,是我國最解放原系統(tǒng)保護(hù)煤柱約1000萬噸,因此研究適合煤柱特點(diǎn)的開采深的礦井之一。歷經(jīng)多年的開拓延深,現(xiàn)有-75、-210、-400、方法,實(shí)現(xiàn)安全、快速、經(jīng)濟(jì)開采,緩解礦井深部開采壓力,是600、-800、-1100六個(gè)水平,其間600至-1100水平,井田邊界礦井面臨的重要課題三次變更,主要生產(chǎn)系統(tǒng)隨之遷移,形成了系統(tǒng)復(fù)雜,戰(zhàn)線長中間環(huán)節(jié)多,效率低下的局面,遺留了大量的保護(hù)煤柱;同時(shí)深2.-400水平原皮帶井十一層保護(hù)煤柱概況部開采地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷層多,地壓大,巷道變形嚴(yán)重,支護(hù)-400水平原皮帶井十一層保護(hù)煤柱南鄰-210水平貫穿石門,維修困難,單進(jìn)難以提高,生產(chǎn)接續(xù)緊張,成為制約礦井發(fā)展的北臨-400水平風(fēng)井保護(hù)煤柱,煤柱兩側(cè)已開采,煤柱平均走向長兩大主要矛盾。通過科學(xué)分析,充分論證,對礦井-210至-800水340m,平均傾斜寬5653m,傾角17-19°,傾斜面積192202m,秀的監(jiān)控組態(tài)軟件。同時(shí)為了加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,使整個(gè)系統(tǒng)能設(shè)備的狀態(tài)、傳感器參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,并把監(jiān)測到的數(shù)據(jù)上傳;接夠長時(shí)間無故障地運(yùn)行,需要采用容錯(cuò)技術(shù)。受控制級的指令對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制據(jù)全集成自動(dòng)化( Totally Integrated Automation)的思想,將現(xiàn)控制涉及 PROFTBUS協(xié)議 PROFIBUS-DP和 PROFIBUS-PA兩污水廠控制系統(tǒng)分為管理級、控制級、現(xiàn)場級。個(gè)部分。 PROFIBUS-DP是高速網(wǎng)絡(luò),通訊速率達(dá)到12M。1、管理媛PROFIBUS-DP可以連接遠(yuǎn)程I/O、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、智能馬達(dá)控制器、人管理級是系統(tǒng)的核心部分,主要是完成對污水處理過程各部機(jī)界面HMI、閥門定位器、變頻器等智能設(shè)備,一條 PROFIBUS分的管理和控制,并實(shí)現(xiàn)廠級的辦公自動(dòng)化。管理級提供人機(jī)接DP總線可以最多連接123個(gè)從站設(shè)備。 PROFIBUS-DP的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)口,是整個(gè)控制系統(tǒng)與外部信息交換的界面。管理級的各臺計(jì)可以是總線型、星型和樹型,通訊介質(zhì)可以是屏蔽雙絞線、光纖,算機(jī)具有相互通訊的功能,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換或共享?？紤]到管理層也支持紅外傳輸,采用雙絞線時(shí),不加中繼器最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)功能結(jié)構(gòu)的層次性和可分割性,采用客戶/服務(wù)器( Client/1.2公里,最多可以采用9個(gè)中繼器,最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)9公里。Server)的體系結(jié)構(gòu)采用光纖時(shí),最遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)100公里以上,其中采用多膜光服務(wù)器選用大型的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫,滿足開放、分布式數(shù)據(jù)纖,兩點(diǎn)間最遠(yuǎn)距離可達(dá)3公里,采用單膜光纖時(shí),兩點(diǎn)間最遠(yuǎn)庫管理方式的要求。服務(wù)器具有遠(yuǎn)程控制操作功能、狀態(tài)顯示功距離可達(dá)3公里。能、數(shù)據(jù)處理功能、報(bào)警功能、報(bào)表功能、通訊功能和冗余功能PROFTBUS-PA是低速現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò),通訊速率為3125kbs,支等?？蛻?服務(wù)器均安裝監(jiān)控組態(tài)軟件,其中上位機(jī)、服務(wù)器均持點(diǎn)對點(diǎn)連接、總線型、混合型、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 PROFIBUS-PA根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置兩臺以上,實(shí)現(xiàn)冗余,互為備用主要用于連接現(xiàn)場智能儀表,如壓力、溫度、液位、流量等變送2、控制級器及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。可以采用屏蔽雙絞線電纜,也可采用非屏蔽控制級是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵,也是管理級與現(xiàn)場級之間的雙絞線電纜,可通過總線供電。樞紐層。其主要功能是接受管理層設(shè)置的參數(shù)或命令,對污水處總的來說,在污水處理控制系統(tǒng)中采用現(xiàn)場總線改變了傳統(tǒng)理生產(chǎn)過程進(jìn)行控制,同時(shí)將現(xiàn)場狀態(tài)輸送到管理層。控制級的全模擬量傳輸?shù)姆绞?在現(xiàn)場總線級實(shí)現(xiàn)了數(shù)字量傳輸,達(dá)到要求具有高可靠性,所以在系統(tǒng)的關(guān)鍵部分中要采用冗余技術(shù),了提高信號傳送精度,增強(qiáng)現(xiàn)場控制靈活性,降低現(xiàn)場儀表初裝采用一主一備的形式,兩個(gè)PLC之間通過并行總線通訊,進(jìn)行信費(fèi)和設(shè)計(jì)施工費(fèi)用,減少電纜敷設(shè),易于維護(hù)和擴(kuò)展的目的。在息交換,相互監(jiān)視,實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備冗余。提高了污水處理工藝的同時(shí),降低了能耗,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效控制級具體是由高速工業(yè)以太網(wǎng)以及連接在總線上的擔(dān)任監(jiān)益與社會(huì)效益。控作務(wù)的工作站或顯示操作站、工程師站、PLC/DCS控制器組成。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,工業(yè)以太網(wǎng)的通訊速率也在不斷參考文獻(xiàn):提高,目前工業(yè)級的千兆以太網(wǎng)已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域大量應(yīng)1]閏志強(qiáng)等譯,西門子 PROFIBUS工業(yè)通信指南,北京:人3、現(xiàn)場級2]陽憲息主編,現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用,北京:清華大學(xué)出現(xiàn)場級是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場級主要由一次儀表(如版社,1990液位計(jì)、DO傳感器等)控制設(shè)備等組成。其功能主要是對系統(tǒng)