摘要：總線電動執(zhí)行機構在工業(yè)自動化控制過程中的應用越來越廣泛，本文介紹了現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機構在熱網(wǎng)預付費管理系統(tǒng)的應用，以便供熱企業(yè)能有更好的手段來提高熱網(wǎng)管理水平，提升整個熱網(wǎng)的經(jīng)濟效益。
 

　　關鍵詞：現(xiàn)場總線、電動執(zhí)行機構、熱網(wǎng)預付費管理系統(tǒng)
 

　　1 引言
 

　　電動執(zhí)行機構是過程控制中的重要執(zhí)行單元設備，具有行程控制、轉矩保護、手動操作等功能，可以將上位控制設備和系統(tǒng)給出的控制信號轉化為閥門所對應的位移，驅動閥門、擋板等設備至所要求的位置，調節(jié)和控制流量、溫度、壓力等過程參數(shù)，實現(xiàn)對生產過程的自動控制，保證生產的穩(wěn)定運行。
 

　　近年來，隨著信息技術和自動化技術的發(fā)展，控制系統(tǒng)發(fā)生了新的變革，現(xiàn)場總線是順應這一形勢迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備間的數(shù)字通信，以及這些現(xiàn)場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟實用等一系列突出的優(yōu)點，逐漸在執(zhí)行機構得到應用，讓現(xiàn)場總線執(zhí)行機構越來越多的應用到供自動化控制過程中。
 

　　與常規(guī)的熱網(wǎng)計量監(jiān)控系統(tǒng)相比，預付費熱網(wǎng)管理系統(tǒng)增加了控制軟、硬件。軟件主要是控制邏輯、硬件主要是熱網(wǎng)用戶端增加帶控制功能的流量積算儀、預付費控制器、電動閥門等。功能主要體現(xiàn)在當熱用戶向預付費管理系統(tǒng)中充值后，在預付費管理系統(tǒng)下才能正常開啟電動閥門。當余額高于設定的報警限值時，用戶正常用汽；當余額大于零但低于報警限值時，預付費管理系統(tǒng)自動向熱用戶管理人員發(fā)送短信報警，提示熱用戶及時充值，保證正常用汽；當熱用戶賬戶余額等于零時，預付費管理系統(tǒng)通過控制電動執(zhí)行機構切斷熱用戶用汽。當熱用戶在用汽過程中有違反用汽合同規(guī)定的事項或現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，熱網(wǎng)運行管理人員也可以遠程控制電動執(zhí)行機構關閉閥門切斷蒸汽。
 

　　目前在預付費管理系統(tǒng)中大多采用傳統(tǒng)的多線制執(zhí)行機構，因其存在硬接線節(jié)點、沒有智能通訊功能、無法限制欠費熱用戶私自開啟閥門等缺點，一些供熱企業(yè)正逐步淘汰多線制執(zhí)行機構，逐漸采用技術更為*、功能更為強大的總線型電動執(zhí)行機構。
 

　　2         科遠股份S系列現(xiàn)場總線執(zhí)行機構的特點
 

　　科遠股份S系列總線執(zhí)行機構提供多樣化強大的總線控制技術，在統(tǒng)一總線控制下將執(zhí)行機構采用雙絞線連接在網(wǎng)絡中，所有執(zhí)行機構的控制信號、反饋信號以及設置信息與控制系統(tǒng)(DCS/PLC)信息交換和數(shù)據(jù)傳輸，適應各種自動控制要求。
 

　　S系列總線執(zhí)行機構多樣化總線技術可實現(xiàn)雙向通信、在線參數(shù)設定、在線校正與在線診斷等多種控制技術要求的功能。用戶在集控室就可以對現(xiàn)場的執(zhí)行機構進行標定、參數(shù)設置、功能組態(tài)、在線監(jiān)測、故障分析和維護等操作。
 

　　采用現(xiàn)場總線執(zhí)行機構需要使用的輔助設備少，無需任何隔離、轉換和輸入輸出模塊，可以減少大量信號電纜、配件及相應的安裝和檢修工作。能與控制系統(tǒng)融合，有效提高自動化控制水平，實現(xiàn)數(shù)字化工廠。
 

　　S系列總線執(zhí)行機構提供多種總線通訊方式：
 

　　PROFIBUS：工業(yè)自動化控制領域中，PROFIBUS是國際上主要的高速數(shù)據(jù)通訊的網(wǎng)絡協(xié)議，PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術?？蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設備智能化提供可行的解決方案：(1)科遠股份PROFIBUS-DP接口模塊V0可提供有關閥門和執(zhí)行機構的各種控制信息和反饋數(shù)據(jù)的周期性循環(huán)數(shù)據(jù)；V1可提供執(zhí)行機構非循環(huán)數(shù)據(jù)交換與循環(huán)數(shù)據(jù)，對執(zhí)行機構進行全面的診斷、進行參數(shù)設置、診斷和報警處理。(2)科遠股份EDD和DTM使科遠股份執(zhí)行機構能夠與管理系統(tǒng)軟件相整合，科遠股份執(zhí)行機構GSD文件確保組態(tài)可集成在同一總線控制系統(tǒng)。(3)*支持Physical layer RS485、PROFIBUS-DPV0/V1；
 

　　Modbus：Modbus是工業(yè)自動化應用系統(tǒng)中一個*公開，且被廣泛應用的串行通信協(xié)議：(1)科遠股份Modbus接口模塊采用雙線RS485數(shù)據(jù)總線連接，使用Modbus的RTU通訊協(xié)議，能夠方便的在主流的組態(tài)軟件中進行組態(tài)，實現(xiàn)電動執(zhí)行機構全部控制功能及設備實時數(shù)據(jù)的反饋。(2)設置科遠股份Modbus通訊時，*不需要使用復雜的設備及專用的編程工具。(3)具備RS485雙線RTU通訊；國際開放式標準通訊，*免費；兼容單一、雙重冗余同時支持；
 

　　FOUNDATION：Foudation Fieldbus是目前過程自動化領域得到廣泛支持和具有良好發(fā)展前景的技術。特別是現(xiàn)場總線系統(tǒng)結構的簡化，使控制系統(tǒng)的設計、安裝、投運到正常生產運行及其檢修維護，都體現(xiàn)出*性：(1)科遠股份Foudation Fieldbus總線接口模塊與Foudation H1總線系統(tǒng)直接連接，能夠實現(xiàn)電動執(zhí)行機構全部控制功能及設備實時數(shù)據(jù)的監(jiān)控。(2)完善的Foudation H1性能，擁有Link Master Device和LAS功能。
 

　　總線控制功能需求定制：科遠股份可定制不同標準的現(xiàn)場總線控制模塊，可根據(jù)用戶的要求提供HART、CAN、DN等標準的現(xiàn)場總線接口模塊。
 

　　3         科遠股份現(xiàn)場總線的電動執(zhí)行機構在預付費熱網(wǎng)中的應用
 

　　科遠股份針對目前供熱管理的要求，開發(fā)了用于熱網(wǎng)預付費遠程監(jiān)控系統(tǒng)的專用總線型電動執(zhí)行機構，目前逐步在供熱管網(wǎng)監(jiān)控予以應用：
 

　　(1)           穩(wěn)定可靠：科遠股份開發(fā)的熱網(wǎng)專用總線型執(zhí)行機構，其輸入輸出為數(shù)字信號。這與傳統(tǒng)的輸出為模擬、開關量信號的執(zhí)行器比起來就大不一樣了，不僅減少了信號轉換過程中的損失，增加了抗力，而且所傳遞信號的質量也是非常穩(wěn)定可靠，使熱網(wǎng)預付費遠程監(jiān)控系統(tǒng)能對供熱管線上閥門進行有效監(jiān)控，保證了整個供熱管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
 

　　(2)           有效避免熱用戶誤動、強開閥門：科遠股份開發(fā)的熱網(wǎng)專用總線型執(zhí)行機構，對電控及機械部分做了特別處理，取消了手輪，禁用了就地手操按鈕，只有使用定制的總線通訊協(xié)議通過遠程或使用有專用的遙控器才能開關閥門，避免熱用戶誤動或欠費私自開啟閥門。
 

　　(3)           全面監(jiān)控閥門的工作狀態(tài)：利用科遠總線型電動執(zhí)行機構雙向通訊的優(yōu)勢，熱網(wǎng)預付費監(jiān)控系統(tǒng)可以對各熱用戶的進汽閥門、分汽站閥門的工作狀態(tài)，如開關狀態(tài)、故障狀態(tài)、過力矩狀態(tài)、開關次數(shù)、力矩關斷次數(shù)、電動機運行時間、控制單元工作時間等重要的運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)控、儲存和累計處理。同時可以在監(jiān)控中心通過無線GPRS遠程對閥門進行參數(shù)設置、功能組態(tài)、調節(jié)控制閥門，可不必像過去那樣一定要到現(xiàn)場去處理，大大降低熱網(wǎng)運行管理人員的維護工作量。
 

　　(4)           簡化安裝接線工作：傳統(tǒng)電動執(zhí)行機構現(xiàn)場接線極為費時、費力，每臺執(zhí)行機構都必須要有至少7-14根控制線才能將執(zhí)行機構的參數(shù)傳遞到控制系統(tǒng)的控制模板上或控制設備上，而采用科遠總線型電動執(zhí)行機構，即使是在冗余的情況下也僅需要兩根電纜4根線，且無須任何隔離轉換及輸入輸出模塊。減少了大量的信號電纜、節(jié)省了相應的電纜槽、配電柜等硬件，降低了項目投資成本、方便了現(xiàn)場接線、提高了安裝施工效率。
 

　　4 結束語
 

　　隨著供熱管理系統(tǒng)的發(fā)展，預付費管理功能將被逐步被應用，對預付費管理功能中的重要控制設備電動執(zhí)行機構的要求也將不斷提高?？偩€式電動執(zhí)行機構以它可靠性高、現(xiàn)場使用的輔助設備少，操作維護方便，可有效避免熱用戶欠費開啟閥門等等優(yōu)點，一定會在熱網(wǎng)預付費管理系統(tǒng)中得到更為廣泛的應用。