摘要：總線(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工業(yè)自動(dòng)化控制過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，本文介紹了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)的應(yīng)用，以便供熱企業(yè)能有更好的手段來(lái)提高熱網(wǎng)管理水平，提升整個(gè)熱網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。
 

　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)
 

　　1 引言
 

　　電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是過(guò)程控制中的重要執(zhí)行單元設(shè)備，具有行程控制、轉(zhuǎn)矩保護(hù)、手動(dòng)操作等功能，可以將上位控制設(shè)備和系統(tǒng)給出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為閥門(mén)所對(duì)應(yīng)的位移，驅(qū)動(dòng)閥門(mén)、擋板等設(shè)備至所要求的位置，調(diào)節(jié)和控制流量、溫度、壓力等過(guò)程參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。
 

　　近年來(lái)，隨著信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)發(fā)生了新的變革，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是順應(yīng)這一形勢(shì)迅速發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信，以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。由于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，逐漸在執(zhí)行機(jī)構(gòu)得到應(yīng)用，讓現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)越來(lái)越多的應(yīng)用到供自動(dòng)化控制過(guò)程中。
 

　　與常規(guī)的熱網(wǎng)計(jì)量監(jiān)控系統(tǒng)相比，預(yù)付費(fèi)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(hù)端增加帶控制功能的流量積算儀、預(yù)付費(fèi)控制器、電動(dòng)閥門(mén)等。功能主要體現(xiàn)在當(dāng)熱用戶(hù)向預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)中充值后，在預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)下才能正常開(kāi)啟電動(dòng)閥門(mén)。當(dāng)余額高于設(shè)定的報(bào)警限值時(shí)，用戶(hù)正常用汽；當(dāng)余額大于零但低于報(bào)警限值時(shí)，預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)自動(dòng)向熱用戶(hù)管理人員發(fā)送短信報(bào)警，提示熱用戶(hù)及時(shí)充值，保證正常用汽；當(dāng)熱用戶(hù)賬戶(hù)余額等于零時(shí)，預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)通過(guò)控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)切斷熱用戶(hù)用汽。當(dāng)熱用戶(hù)在用汽過(guò)程中有違反用汽合同規(guī)定的事項(xiàng)或現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，熱網(wǎng)運(yùn)行管理人員也可以遠(yuǎn)程控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉閥門(mén)切斷蒸汽。
 

　　目前在預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)中大多采用傳統(tǒng)的多線(xiàn)制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因其存在硬接線(xiàn)節(jié)點(diǎn)、沒(méi)有智能通訊功能、無(wú)法限制欠費(fèi)熱用戶(hù)私自開(kāi)啟閥門(mén)等缺點(diǎn)，一些供熱企業(yè)正逐步淘汰多線(xiàn)制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，逐漸采用技術(shù)更為*、功能更為強(qiáng)大的總線(xiàn)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
 

　　2         科遠(yuǎn)股份S系列現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)
 

　　科遠(yuǎn)股份S系列總線(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供多樣化強(qiáng)大的總線(xiàn)控制技術(shù)，在統(tǒng)一總線(xiàn)控制下將執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用雙絞線(xiàn)連接在網(wǎng)絡(luò)中，所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)、反饋信號(hào)以及設(shè)置信息與控制系統(tǒng)(DCS/PLC)信息交換和數(shù)據(jù)傳輸，適應(yīng)各種自動(dòng)控制要求。
 

　　S系列總線(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)多樣化總線(xiàn)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)雙向通信、在線(xiàn)參數(shù)設(shè)定、在線(xiàn)校正與在線(xiàn)診斷等多種控制技術(shù)要求的功能。用戶(hù)在集控室就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定、參數(shù)設(shè)置、功能組態(tài)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、故障分析和維護(hù)等操作。
 

　　采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要使用的輔助設(shè)備少，無(wú)需任何隔離、轉(zhuǎn)換和輸入輸出模塊，可以減少大量信號(hào)電纜、配件及相應(yīng)的安裝和檢修工作。能與控制系統(tǒng)融合，有效提高自動(dòng)化控制水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工廠。
 

　　S系列總線(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供多種總線(xiàn)通訊方式：
 

　　PROFIBUS：工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，PROFIBUS是國(guó)際上主要的高速數(shù)據(jù)通訊的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，PROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車(chē)間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車(chē)間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供可行的解決方案：(1)科遠(yuǎn)股份PROFIBUS-DP接口模塊V0可提供有關(guān)閥門(mén)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)非循環(huán)數(shù)據(jù)交換與循環(huán)數(shù)據(jù)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面的診斷、進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、診斷和報(bào)警處理。(2)科遠(yuǎn)股份EDD和DTM使科遠(yuǎn)股份執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠與管理系統(tǒng)軟件相整合，科遠(yuǎn)股份執(zhí)行機(jī)構(gòu)GSD文件確保組態(tài)可集成在同一總線(xiàn)控制系統(tǒng)。(3)*支持Physical layer RS485、PROFIBUS-DPV0/V1；
 

　　Modbus：Modbus是工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)中一個(gè)*公開(kāi)，且被廣泛應(yīng)用的串行通信協(xié)議：(1)科遠(yuǎn)股份Modbus接口模塊采用雙線(xiàn)RS485數(shù)據(jù)總線(xiàn)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(jìn)行組態(tài)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全部控制功能及設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的反饋。(2)設(shè)置科遠(yuǎn)股份Modbus通訊時(shí)，*不需要使用復(fù)雜的設(shè)備及專(zhuān)用的編程工具。(3)具備RS485雙線(xiàn)RTU通訊；國(guó)際開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)通訊，*免費(fèi)；兼容單一、雙重冗余同時(shí)支持；
 

　　FOUNDATION：Foudation Fieldbus是目前過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域得到廣泛支持和具有良好發(fā)展前景的技術(shù)。特別是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及其檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出*性：(1)科遠(yuǎn)股份Foudation Fieldbus總線(xiàn)接口模塊與Foudation H1總線(xiàn)系統(tǒng)直接連接，能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)全部控制功能及設(shè)備實(shí)時(shí)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(xiàn)控制功能需求定制：科遠(yuǎn)股份可定制不同標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制模塊，可根據(jù)用戶(hù)的要求提供HART、CAN、DN等標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口模塊。
 

　　3         科遠(yuǎn)股份現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在預(yù)付費(fèi)熱網(wǎng)中的應(yīng)用
 

　　科遠(yuǎn)股份針對(duì)目前供熱管理的要求，開(kāi)發(fā)了用于熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的專(zhuān)用總線(xiàn)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，目前逐步在供熱管網(wǎng)監(jiān)控予以應(yīng)用：
 

　　(1)           穩(wěn)定可靠：科遠(yuǎn)股份開(kāi)發(fā)的熱網(wǎng)專(zhuān)用總線(xiàn)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其輸入輸出為數(shù)字信號(hào)。這與傳統(tǒng)的輸出為模擬、開(kāi)關(guān)量信號(hào)的執(zhí)行器比起來(lái)就大不一樣了，不僅減少了信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失，增加了抗力，而且所傳遞信號(hào)的質(zhì)量也是非常穩(wěn)定可靠，使熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)供熱管線(xiàn)上閥門(mén)進(jìn)行有效監(jiān)控，保證了整個(gè)供熱管網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
 

　　(2)           有效避免熱用戶(hù)誤動(dòng)、強(qiáng)開(kāi)閥門(mén)：科遠(yuǎn)股份開(kāi)發(fā)的熱網(wǎng)專(zhuān)用總線(xiàn)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)電控及機(jī)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(xiàn)通訊協(xié)議通過(guò)遠(yuǎn)程或使用有專(zhuān)用的遙控器才能開(kāi)關(guān)閥門(mén)，避免熱用戶(hù)誤動(dòng)或欠費(fèi)私自開(kāi)啟閥門(mén)。
 

　　(3)           全面監(jiān)控閥門(mén)的工作狀態(tài)：利用科遠(yuǎn)總線(xiàn)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)雙向通訊的優(yōu)勢(shì)，熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)各熱用戶(hù)的進(jìn)汽閥門(mén)、分汽站閥門(mén)的工作狀態(tài)，如開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)、過(guò)力矩狀態(tài)、開(kāi)關(guān)次數(shù)、力矩關(guān)斷次數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間、控制單元工作時(shí)間等重要的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、儲(chǔ)存和累計(jì)處理。同時(shí)可以在監(jiān)控中心通過(guò)無(wú)線(xiàn)GPRS遠(yuǎn)程對(duì)閥門(mén)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、功能組態(tài)、調(diào)節(jié)控制閥門(mén)，可不必像過(guò)去那樣一定要到現(xiàn)場(chǎng)去處理，大大降低熱網(wǎng)運(yùn)行管理人員的維護(hù)工作量。
 

　　(4)           簡(jiǎn)化安裝接線(xiàn)工作：傳統(tǒng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)極為費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，每臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都必須要有至少7-14根控制線(xiàn)才能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的參數(shù)傳遞到控制系統(tǒng)的控制模板上或控制設(shè)備上，而采用科遠(yuǎn)總線(xiàn)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即使是在冗余的情況下也僅需要兩根電纜4根線(xiàn)，且無(wú)須任何隔離轉(zhuǎn)換及輸入輸出模塊。減少了大量的信號(hào)電纜、節(jié)省了相應(yīng)的電纜槽、配電柜等硬件，降低了項(xiàng)目投資成本、方便了現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)、提高了安裝施工效率。
 

　　4 結(jié)束語(yǔ)
 

　　隨著供熱管理系統(tǒng)的發(fā)展，預(yù)付費(fèi)管理功能將被逐步被應(yīng)用，對(duì)預(yù)付費(fèi)管理功能中的重要控制設(shè)備電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求也將不斷提高?？偩€(xiàn)式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以它可靠性高、現(xiàn)場(chǎng)使用的輔助設(shè)備少，操作維護(hù)方便，可有效避免熱用戶(hù)欠費(fèi)開(kāi)啟閥門(mén)等等優(yōu)點(diǎn)，一定會(huì)在熱網(wǎng)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)中得到更為廣泛的應(yīng)用。