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现场总线技能和工业以太网在生物制药职业中的使用

1、系统综述本项目自动化网络主张采用西门子SIMATICNET系列产品。整个网络以工业以太网(用于区域和单元联网的国际标准)和PROFIBUS

  1、体系总述

  本项目自动化网络建议选用西门子SIMATICNET系列产品。整个网络以工业以太网(用于区域和单元联网的国际规范)和PROFIBUS现场总线(用于现场区域和单元网络的国际规范)为重要组成部分,可完结工厂通讯,数据通讯和进程/现场自动化通讯等不同层次,不同功用的杂乱联网使命。

  网络体系共分为3层结构,分别为:现场操控层、进程监控层、出产办理和商场运营办理层。

  1)现场操控层

  PROFIBUS是一种用于进程自动化的现场总线技能,其灵敏的网络装备和对分布式I/O设备的总线衔接方法使得操控体系在布线方面的工程本钱大幅度下降,工程施行大大简化,体系可靠性和体系功用大大提高。

  PROFIBUS的通讯协议彻底满意规范化和规范化的要求,它的开放性答应来自不同制造商的规范化部件完结兼容和集成。

  我所的现场I/O操控选用PROFIBUS-DP总线进行I/O分布式装备,共分8个PLC单元。PLC-1~PLC-3为52号修建新风机组和空调机组的操控单元。PLC-4担负着52号修建空调冷站工艺冷站和动力站的监控使命。PLC-5为52号修建的照明和变配电体系的操控单元。PLC-6将对53号修建的空调机组和冷站进行监控。PLC-7为52号修建的工艺设备操控单元,首要操控设备有:转瓶机、灭菌柜,枯燥箱等。PLC-8为动力监控单元,首要完结对我所空压站、纯水处理站、工业蒸汽、水塔等动力设备的监督或操控。

  对悬浮培育、灭活、乳化、分装等工艺进程的监督或操控,将视我所装备的工艺处理操控设备通讯接口情况,或集成于PLC-7的PROFIBUS-DP总线上(此刻要求这些工艺处理操控设备接口满意PROFIBUS通讯协议),或集成于工业以太网上(此刻要求这些工艺处理操控设备接口满意TCP/IP通讯协议)。

  2)进程监控层

  上述8个操控单元悉数挂接于PROFIBUS总线上,以完结与上位操作站或彼此之间的通讯处理,然后构成整个网络体系的进程监控层。

  依据8个操控单元的不同功用,在PROFIBUS总线上设置了4个独立操作站和1个WINCC服务器。4个独立操作站分别为:HVAC体系操作站、照明/变配电体系操作站、工艺设备操控操作站和动力监控操作站。HVAC体系操作站针对PLC-1~PLC-4,PLC6这5个操控单元,照明/变配电体系操作站针对PLC-5操控单元,工艺设备操控操作站针对PLC-7操控单元,动力监督体系操作站针对PLC-8操控单元。这些操作站将装置SIMATICWINCC视窗操控中心以生成用户所需的多种SCADA功用—工艺进程图形、报警信息处理、数据收发、记载和曲线、图表显现、数据存储和报表生成、打印输出等。

  一切8个操控单元的数据信息将通过WINCC服务器传输至工业以太网的相关数据服务器中,以供体系的全集成运用。

  考虑到我所未来的规划项目的晋级,在PROFIBUS总线层上预留了以下体系的网络接口:

  新建变配电站网络接口

  生物安全四级(BL4)实验室网络接口

  锅炉房监控体系网络接口

  现有GMP车间改造网络接口

  3)出产与商场办理层

  我所的出产调度、方案、库存、人事、财政、出售以及商场决议计划等构成工厂信息的办理层,并在这些部分间完结工作自动化。

  SIMATICNET是一种IT网络。因为其数据通讯选用了TCP/IP协议,因而整个工业操控体系的各首要部分可通过工业以太网集成到工作自动化环境中,完结了工作自动化与工业环境下自动化体系的无缝集成。

  工业以太网(亦即Intranet)以TCP/IP通讯协议为根底,将该项目中的一切监控体系工作站、消防体系工作站、门禁体系工作站、设备现场监控工作站与上述的工艺进程监控体系服务器一同进行体系全集成。为此,在工业以太网大将设置数据库和网络办理服务器。

  无论是现在仍是将来,电子邮件和浏览器将作为广泛施行的通讯东西被运用在工作环境中。依照本规划的网络结构,我所的工作自动化水平不只局限于电子邮件和浏览器的运用,一起通过ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork)以及Internet上的电话衔接可完结与WAN(广域网)的衔接功用,使异地工作、异地办理成为可能,这将为我地点未来的商场竞争中供给快速精确的全球性信息服务。

  2、网络体系设置及设备选型

  1)主控室工作站

  主控室网络设备包含消防体系工作站,门禁体系工作站,设备现场监控操作站,及其进程监控层运用的HVAC体系操作站、照明/配电体系操作站及动力监督操作站。该工作站设置在52#修建的轴向(B-C)-横向(2,3)上技能夹层工作室内,进行会集安置。

  上述工作站的计算机装备为:飞跃Ⅲ-500MHZ以上CPU,64MB以上内存,4.3Gb以上硬盘,1.44MB软驱,17寸或21寸彩显,配鼠标器键盘等附件。

  在进程监控层PROFIBUS总线上和工业以太网上各设网络打印机一台。选用激光打印机。总线打印机完结进程报警记载、进程数据记载、图表生成等功用。网络打印机完结各网络设备所输出的工艺信息、监控信息、办理图表等。

  设置UPS电源1台,容量6KVA,停电应急时间不少于180分钟。

  2)大屏监督室

  网络工作站所监控的内容,如消防体系的工作情况,门禁体系的设置情况,现场工艺设备和HVAC体系设备的工作情况,照明设备的敞开与否以及重要的现场信息等。

  3)分控室

  分控室设于52#修建的J05房间。分控室设置工艺设备监控站和现场设备工作情况监督器。工艺设备监控站监控PLC-7的操控内容,现场设备工作情况监督器将通过多种画面组合显现现场设备的实时工作情况。

  4)出产与商场办理——所长工作室监督器的设置

  为使我所的领导们可以及时调查工艺流程的视频画面或调看相关出产数据和办理信息,将通过网络在所长工作室设置监督器一台,并配有相应的主机和激光打印机,将重要的出产工艺参数,出产进展组织等其它相关的办理信息及时打印输出和进行历史记载。一起所长可依据商场运营和需求情况及时对网络上各工作站宣布相应的办理指令。

  5)体系的保护与办理——体系办理工程师监督器的设置

  体系办理工程师有必要时间把握各网络设备的工作情况并依据网络设备的保护办理办法进行定时查看和保养。因而,将通过网络在工作室设置监督器一台,以供体系办理工程师随时查询各网络设备的工作情况,一起通过监督器计算机可及时对各网络工作站发布体系保护的相关告诉或办理信息。

  3、网络结构与通讯

  网络体系选用开放式总线拓扑结构。三层总线构成了兽医所的FMCS体系。

  现场操控层和进程监控层选用PROFIBUS通讯协议,它是作为德国国家规范DIN19245和欧洲规范EN50170的现场总线规范。

  工厂办理层选用工业以太网组成,通讯协议为TCP/IP,这样便于体系集成和扩展。

  网络通讯设备的订货和线路敷设由自控承包商和我所共同完结。所选设备与线路资料应满意体系操控数据交换所有必要的速率及可靠性,契合国家规范规则,并为将来体系的扩展留有余量。

  三、结束语

  在生物制药职业选用了现场总线后可完结真实的分层、分布式结构,这种结构极大的提高了整个体系的可靠性,灵敏性和可扩展性,契合生物制药自动化的发展趋势。

  现场总线技能在生物制药职业中有十分宽广的运用远景,特别是在当今新建项目中能在可靠性、高精度、经济性等诸多方面取得最大的效益。在国内外现场总线厂家和规划研讨部分的共同努力下,根据现场总线的操控体系必将分体系、分阶段地逐渐替代现有的涣散式操控体系,在未来定将成为我国生物制药职业自动化的主导设备。上述体系规划的站点多,PROFIBUS总线长,用于生物制药企业(完结模拟量的监控,比其他职业都要杂乱些),完结实时监控在国内并不多见。本文的首要奉献在于建造根据PROFIBUS总线的操控网络,并与IT网络完结资源共享,无缝链接。通过近两年的运用,作用杰出,达到了规划要求,大大提高了该企业的信息化水平缓办理水平。

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