工业现场总线

工业现场总线（精选11篇）

工业现场总线 篇1

世界工业经过了机械化、电气化、自动化等主要阶段以后, 基本完成了工业化的主要任务。在进入信息时代以后, 石油化工业, 开始向数字化、网络化、模型化, 或者称智能化方向发展。现场总线技术将给石油化工界, 带来巨大的影响。进入21世纪以来, 世界上的石油化工企业都面临着共同的挑战, 诸如最大限度地降低成本、提高利润、保障安全、生产清洁产品、面对全球性竞争和获得最佳运营业绩等等。因此发展工业现场总线技术势在必行。

1 几种主流的现场总线的简介

(1) 基金会现场总线 (Foundation Fieldbus简称FF) :FF分H1低速和H2高速两种通信速率。

(2) CAN (Controller Area Network控制器局域网) :由德国BOSCH公司最早推出, 广泛用于离散控制领域。

(3) Lonworks:被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、工业过程控制等行业, 被誉为通用控制网络。

(4) PROFIBUS∶PROFIBUS是德标和欧标的现场总线标准。由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-NET、PROFIBUS-PA系列组成。

(5) HART (Highway Addressable Remote Transducer) :HART最早由Rosemount公司开发。属于模拟向数字系统转变的过渡产品。

Profibus不依赖于个别供应商, 采用国际化开放式的现场总线标准, 即EN50170欧洲标准。在目前工业的各个领域里, 这种Profibus技术已得到非常广泛的使用, 几乎已渗透到各行各业。Profibus是一种具有一定代表性、影响大和应用广泛的工业现场总线。

2 Profibus现场总线的概述

Profibus现场总线是应用在生产现场的、实现测量和控制之间的双向串行多点通讯的数字系统。把专用的Profibus协议芯片嵌入传统的测量、控制等现场设备内, 使之具有数字计算、通讯能力, 形成可接入Profibus现场总线的现场设备站点。它采用一定的媒体作为连接这些站点的通讯总线, 常用的有双绞线和光纤。按照Profibus的公开和规范的通讯协议, 对已接入到现场总线的多个设备站点之间和设备站点与远程监控计算机之间, 可实现数据传送和信息交换, 形成适应实际需要的自动化控制系统。

Profibus现场总线本质上是一种控制网络, 与Internet, Intranet等类型的信息网络不同。控制网络直接面向生产过程, 要求有很高的实时性、可靠性、数据的完整性和可用性。但在完整的企业网的构架中, Profibus现场总线仍然起着非常重要的作用, 要通过由Profibus现场总线构成的控制网络, 实现从底层现场设备网络到上层信息网络的数据传输。一般讲, 企业网络系统的应用具有3个层次的结构。从底向上依次为过程控制层 (PCS) 、制造执行层 (MES) 和企业资源规划层 (ERP) 。

其中过程控制层, 即Profibus构成的现场设备层, 是整个企业网络系统模型的核心。所以, Profibus现场总线一方面要确保挂在总线上的现场设备之间的数据传输, 完成其控制任务;另一方面也要确保现场设备层与中间监控层、Internet和Intranet应用层之间的数据传输, 实现控制网络与信息网络的紧密结合。

3 Profibus现场总线的兼容版本及基本特征

Profibus是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准, 广泛用于制造业自动化、流程工业自动化等其他领域自动化。它由3个兼容部分组成, 即Profibus-DP、Profibus-PA和Proflbus-FMS。

3.1 Profibus-DP

Profibus-DP是一种高速低成本通信, 用于设备级控制系统与分散式IO的通信, 使用它可取代4~20m A直流信号传输。

Profibus-DP的基本功能和特征有: (1) 传输技术:RS485双绞线、双芯电缆或光缆。波特率从9.6Kbit/s到12Mbit/s。 (2) 总线存取:各主站间采用令牌传递方式占用总线, 主站与从站之间为主-从轮询方式。 (3) 通信:点对点 (用户数据传送) 或广播 (控制指令发送) , 周期性主-从用户数据传送和非周期性主-主数据传送。 (4) 运行模式:运行、清除、停止。 (5) 同步:控制指令允许输入和输出同步。 (6) 功能:DP主站和DP从站之间的周期性用户数据传送, 各DP从站的动态激活和禁止, DP从站组态检查, 诊断功能, 三级诊断信息, 输入/输出同步。 (7) 可靠性和保护机制:DP从站带看门狗定时器 (Watchdog Timer) , 对DP从站的输入/输出进行存取保护。 (8) 设备类型:第一类DP主站 (DPM1) 是中央可编程控制器, 如PLC、PC等;第二类DP主站 (DPM2) 是可以进行编程、组态、诊断的设备, 如编程器和PC等。 (9) 诊断功能:能对故障进行快速定位。

3.2 Profibus-FMS

Profibus-FMS主要应用在车间一级范围内, 具有非实时性、有关生产管理信息的通讯。在这一级, 利用令牌传递方式进行各主站之间的通讯。由于车间一级的通讯要涉及到车间生产信息控制, 高性能的通讯功能要比系统的快速反应时间显得更重要。这是Profibus-FMS应用的主要特点。

每一台设备里与其他设备发生通讯的内容, 要作为通讯对象都添入本地对象字典中。对象字典包括对通讯对象的描述, 结构和数据类型, 还包括通讯对象的内部地址和它们在总线上的标志 (索引/名称) 之间的关系。这样构成一个网络通讯数据服务器, 所有的通讯内容作为变量来管理。任何通讯伙伴 (客户端) , 只需凭标志 (索引/名称) 就可读写到数据服务器上相应的数据, 无需知道该数据在对方中的位置地址, 做到面向对象的通讯。

根据Profibus-FMS的特点, 其应用场合是工厂的车间级的通用性通讯任务, 以中等传输速度、循环和非循环通讯形式, 完成大量的通讯服务任务。特别在车间的生产管理、设备管理、质量控制、物流控制和故障监控中, 由于要求通讯数据量大而通讯速度不高, 故采用Profibus-FMS是比较适合的。

3.3 Profibus-PA

Profibus-PA的技术特点: (1) PA使用DP-V1通信协议进行通信。DP-V1是DP-V0的扩展, 它不仅有循环数据通信, 而且还有非循环数据通信。 (2) PA在从站设备的行规中定义了应具有的特性, 从而保证了不同设备制造商产品的互操作性和互换性。 (3) PA使用同步传送技术IEC61158-2。 (4) 通过总线供电模式, PA可以在有爆炸危险的场合使用;MBP技术允许数字信号和设备电源通过同一电缆传送, 符合了在危险场合设备使用的规定, 所以可以在Zone0~Zone2区域使用。 (5) PA使用FISCO模式, 使得本质安全网络得以延伸;FISCO是一种新研究的本质安全应用的更有效的方法, 它的根本特点就是充分利用了危险场合所允许的最大负载电流的规定, 所以扩大了本质安全的设备使用数量和范围。 (6) 由于使用了GSD、EDDL、FDT/DTM, PA方便了设备的管理, 并奠定了优化资源管理的基础。

过程控制使用PA的好处: (1) 减少了各种费用。项目设计、建设费用降低;大大节省安装和电缆费用;维修费用降低;本质安全部分的费用降低。 (2) 投资可以得到保护。统一的标准;认证的设备;不依赖于任何制造商的产品。 (3) 高品质的服务。在线的诊断手段;大量的产品选择;具有互换性的设备。 (4) 优化资源管理。高品质的工厂;减少库存;新旧产品的兼容性。

4 Profibus现场总线的发展趋势

Profibus现场总线的技术由于具有许多独特的优势引起人们的广泛注意, 得到了大范围的推广和应用, 引发了自动化领域的一场革命。同时也推动了Profibus现场总线技术的进步, 其发展趋势体现在以下两个方面:

4.1 向工业以太网转化

随着商用计算机领域的局域通讯逐步被以太网垄断, 控制领域的通讯受其影响也出现了逐步统一到以太网和高速以太网的大趋势。另外, Profibus现场总线可靠性的提高, 是以适当降低通讯速率为代价的, 而通讯速率过低又会影响Profibus现场总线的实时性。当系统规模不断扩大时, 总线的可靠性和实时性就会发生矛盾。正是由于以太网应用技术的不断发展, 现在已经解决了以太网的工业控制的实时性要求, 其网络器件也符合工业现场恶劣环境的要求。因此, 现在出现了工业以大网技术, TCP/IP也进入了控制领域。

4.2 系统组态通用化

现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块, 虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别, 但一个网络支路上有许多功能类同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块, 是系统组态要解决的问题。目前现场总线系统的组态是比较复杂的, 需要组态的参数多, 各参数之间的关系比较复杂, 如果不是对现场总线非常熟悉, 很难将系统设置到最佳状态。我们可以提高组态的功能, 使其更加通用化。

5 结束语

由于在各行各业的控制工程中都普遍使用Profibus现场总线技术, 故其已显示出强大的生命力。Profibus现场总线由于其系统结构简单, 从而实现了彻底的分散控制, 使设计、安装、调试和维护工作大大简便, 节省了大量的硬件和成本。同时, 利用其开放性, 可以选择不同厂商提供的设备来集成系统, 使其应用更加广泛。事实证明, Profibus现场总线是最佳和最经济的现场总线, 已被全世界所接受, 被广泛应用于自动化领域的各个方面, 发挥着越来越大的作用, 为社会带来了巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]张鹤.Profibus工业现场总线技术及其应用.西门子专家会议论文集, 2005.

[2]http://www.industry.siemens.com.cn/.

工业现场总线 篇2

第一条为规范工业污染源现场检查行为，更好地做到依法行政，加大执法力度，特制定本办法。

第二条监察人员进入企业检查时，须有两人或两人以上参加，应主动向企业人员出示行政执法证件，表明身份，说明来意，如必要可按规定约见企业有关负责人。

第三条现场检查前期准备：

l、取证设备：摄影机、照相机、录音机、检查所需的相关记录、采样表等；

2、检查及采样用具：铁勺、勺子、桶、瓶、绳(约5M)、手电筒、采样标签(红色及黑色)；

3、现场检查人员必备：笔、ph试纸。

第四条新污染源现场检查

1、监察人员应核实企业的实际生产情况与环保审批材料上是否一致，包括生产规模、生产量、产品种类、产生的污染物种类、数量；

2、检查防治污染设施是否已全部按审批要求完工并能投入运行，运行效果如何，操作人员的操作水平能否满足要求；

3、在厂方有关人员的陪同下，对企业污水治理设施，排污管网进行全面了解及实地查看；

4、督促企业按规定进行排污申报，交纳排污费；

5、发现异常情况要及时采样，贴好标签，做好检查记录及采样记录。

第五条老污染源的现场检查、1、监察人员应对企业现在的生产状况进行了解，重点是检查生产规模有否大的改变，产生的污染物种类有否变化；

2、监察人员应对企业防治污染设施运转情况进行全面检查，设施是否能全面、正常运转，运行效果如何，全部污染物是否都经过处理并在指定的总排污口排放。，第六条现场检查笔录的基本要求

1、基本情况：单位名称、负责人(一般填法人代表)、地址(企业详细地址)、电话、邮编、检查时生产情况，一般为四种：正常生产；部分生产(须注明哪个环节没有生产)、未生产或已停产；

2、审批要求有无得到执行；

3、污染治理设施运转是否正常；

4、有无及时进行排污申报；

5、有无及时缴纳排污费。

第七条重点污染行业现场检查要求针对污染行业污染物的产生、防治技术、排放条件的不同，监察人员有针对性地进行现场检查。

(一)废水

废水处理设施的检查重点包括：

1、生产情况：了解行业生产的季节性，生产设备的运行情况产生废水的主要环节和废水产生量，废水量与处理能力是否匹配；

2、废水收集系统是否完善，需分流收集或单独处理的，设施是否完善；

3、处理废水所需的各种药剂是否备齐；

4、各类物化处理设施是否正常运转，能否按操作规程投加药剂，处理效果如何；

5、生化处理工艺：重点检查活性污泥性能如何(SVI值是否正常)，生物接触氧化法或生物滤池重点检查生物膜情况是否良好；

6、废水处理产生的污泥是否经脱水妥善处理；

7、废水处理监控装置是否正常运行；

8、排污口出水情况如何，流量计是否正常计量。

在进行上述各行业废水处理设施检查时，要检查、督促各企业做好运行记录，检查其运行记录记载的加药种类、数量是否合理，是否符合操作规程要求，各种控制设备读数是否正常，活性污泥

法的SVI、MISS值是否正常。排放记录要注意排放水量记录情况和出水水质等各种参数的检测结果。

(二)废气

1、生产情况：了解企业的设备运行情况。窑炉、锅炉、电炉型号、性能(或生产能力)，燃煤、油的种类和数量及质量，工艺尾气的产生环节，消烟除尘；吸附(或焚烧)设施是否配套，以及废气的排放规律如何；

2、消烟除尘设施(或吸附设施)是否配套；

3、目测或检测的林格曼黑度是否达标；

4、需加药喷淋或吸附的，药剂是否备全；

5、经喷淋处理或吸附后需排放废水的，检查其出水是否达标；

6、废气经处理有渣、泥产生的，检查渣、泥是否妥善处理。

(三)噪声

1、生产情况：了解工业企业产生噪声的主要设备与审批时是否相符，设备的种类数量及运行情况，有无与设备相配套的消音降噪设施；

2、了解工业企业所在噪声功能区域及工业企业生产时段，用声级计初步了解正常生产时所产生的噪声是否达到噪声功能区排放标准；

3、检查产生建筑施工噪声的建设项目是否经环保部门审批及审批的具体内容；

4、了解建筑施工单位是否进行建筑施工噪声排污申报登记，施工单位产生噪声的主要设备的种类、数量及施工的时段；

5、检查施工单位夜间施工是否经环保部门同意，夜间施工是否公告周围居民。

(四)固体废弃物

1、了解企业生产情况，产生固体废弃物的环节、种类、数量。有关处理固体废弃物的设施或方法；

2、掌握固体废弃物的运输、贮存、转移或处理方式、途径及目的地；

3、固体废弃物的转移必须具备有关转移证明；

4、固体废弃物综合利用后有无最终废弃物；

5、固体废弃物贮存渗出水处理后是否达标。

第八条突击检查要求

(一)、突击检查时，应布置各监察人员检查的位置，分工要明确。

(二)、进入企业前，监察人员根据各企业周围情况，可对企业周围排水井进行检查，若发现井内排水有异常情况，应及时采样，录像，再进入企业与企业负责人或值班人员联系，核实废水来源。

(三)、进入企业后，监察人员要尽快进入各检查位置，并提醒企业值班人员未经许可不得改变当时各处理设施运行状况。

(四)、废水处理设施检查要点包括：

l、生产车间是否生产，车间废水产生量、水质与废水调节池进口水量、水质是否一致；

2、是否有在废水调节池用软管偷排废水及沉淀池、污泥浓缩池偷排稀污泥的情况；

3、要注意观察是否有将废水超越部分处理设施直排或部分设施不加药空转直排的情况；

4、各废水处理设施是否正常运转，是否正常按操作规程规定加药。总排口出水水质是否正常；

5、所需的药品和易损配件是否备齐。

(五)、检查过程中发现异常情况，要立即采样，录像，做好现场检查记录和采样记录，所采集的水样，应当现场贴好标签，封好瓶盖。

工业建筑施工现场技术管理和控制 篇3

【关键词】工业建筑；施工技术；控制和管理

对工业建筑的施工现场技术进行控制和管理，对于工业建筑的发展有着重要的意义，特别是在当今社会，很多工业建筑的用地都是与民用建筑相连接的，所以必须要处理好技术的问题，这样才能提高工业建筑的质量，更好地适应社会的发展需求。

1.对施工现场进度管理控制的内容

对工业建筑的施工现场进行管理与控制的内容主要是：要根据相关的文件要求要求，制定出施工的总体计划，在工程的监理工程师审核通过以后，再按照计划进行具体实施，而且必须要在规定的工期内完成施工的工作。在对设计施工规划时，要把具体的工作落实到季度、月、日等，这样可以按照具体的分工来进行施工，这样也方便了监督工作的有效进行，通过实际施工和计划施工的对比，就可以看出是否达到施工的标准，可以针对存在的问题采取相应的措施进行解决，以免在最后完工的时候留下安全隐患。

2.对施工现场管理与控制中存在的问题

（1）进度计划不完善。目前，在很多的工程建设中，项目监理只是将进度计划记忆在脑中，但是却没有具体的将其落实，而进度计划的表现形式仅为横道图或者网络图，无相应的资源配置计划，无法确保进度计划的实现。

（2）对建筑施工中可能存在的影响进度的因素考虑不充分。在工程施工中，往往会存在各种影响进度的因素，如果没有提前对其进行考虑并提出相应的预防措施，这可能会严重影响到施工进度。

（3）管理制度不够完善以及管理水平有限。完善的管理制定是实现施工进度的重要制定保证，同时管理人员的水平也是影响施工进度的一个重要因素。管理制度和管理水平存在不足的话，也会严重影响到施工的进度。

3.解决施工现场管理与控制的措施

对于工业建筑施工现场进度管理与控制存在的问题，如何采取措施完善这些不足，更好的实现施工现场进度的控制，主要从以下几点出发：

3.1编制施工进度计划

在工程项目开始施工之前，制定切实有效的施工计划对于整个工程的项目有着重要的影响，所以必须要做好施工进度的计划编制工作，在确保工程质量的前提下，更好地提高施工的进度，在编制施工计划的过程中需要注意以下几点原则：

（1）首先要对工程施工现场进行了解，特别是一些施工的要点，在规划设计的过程中必须要予以足够的重视和把握。

（2）要对一些关于工程工期的条款进行仔细的研究，要根据总的进度要求，来把工程进行细化。

（3）把握好对项目的分解，通过对工程项目的分解，可以更好地对施工的进度进行合理划分，进而保证工期的正常完工，而且还可以为工程价款的结算提供依据。

（4）根据工程整体的施工情况，对施工的时间进行合理安排。

（5）对每一个施工程序在时间和空间上的分配进行分析，通过协调好各方之间的关系，来保证工程的高效运转。

（6）对建筑的设计进行进行检查，一方面是防止出现差错，另一方面是可以在施工的过程中更好地进行控制分析。

3.2加强对施工进度的计划管理

为了更好地实现施工的规划进度，必须要做好对施工进度的规划管理，把握好整个工程的施工信息，这是做好工程施工编制计划的基础内容。所以要给施工计划编制人员提供准确的工程信息，而且为了更好地确保工程按照规定的计划完工，还要对施工过程进行科学的管理，进而可以加强对总工期的有效控制。

3.3把握好影响施工进度的因素

（1）在施工的过程中，要保证安全管理的制度有效的落实，把施工过程中的各种风险降到最低，在对机械设备的管理时，要严格按照施工的规定标准进行管理，保证每一个环节施工的安全，对一些可能存在的安全问题进行预测，采取有效的预防措施，减少安全事故发生的可能性。

（2）影响施工进度的因素有很多，比如施工时的环境因素、管理人员的水平等，都会对施工的进度造成影响，所以必须要把握好影响施工进度的各种因素，根据这些影响的因素来采取应急的预案。

3.4创建良好的施工环境

施工的环境也是影响工程进度的重要因素，所以必须要创建良好的施工环境。把握好整个施工过程中内部和外部的环境，这样才能针对的采取相应的措施进行控制。

施工环境离不仅与施工人员有着密切的关系，还与当地的政府以及周围生活的居民有着密切的关系，政府在这一过程中主要是负责协调工作，解决一些居民与施工方的矛盾问题，从人们利益的角度出发，为他们讲解工程施工带来的益处。作为居民也要以大局为重，支持工程建设项目的实施。因为一些工程在施工的过程中会占用到居民用地，这就要求施工方做出相应的补助，而居民也要予以一定的支持理解，保证施工进度的正常进行。

3.5提高管理人员和技术人员的水平

工程项目的管理人员主要负责对施工现场的监督管理工作，因为他们对一些规章制度更为了解，所以在实际工作中必须要切实履行好自身的工作职责，把安全施工的要求有效的落实，加强对各个施工环节的控制。

而且除此之外施工方还要定期对技术人员进行培训，为其提供一些学习的机会，提高技术人员的技术水平，这样可以按照实际的要求在施工过程中通过调整技术，来更好地保证工程施工的质量，进而保证工程施工可以在规定的工期内完工。

4.结语

对于施工现场管理来说，做好对施工进度的控制和工程质量的提高，是施工管理的重要工作内容，虽然近年来我国的建筑行业发展十分迅速，但是一些烂尾工程的现象也不断的出现，所以必须要在施工的过程中加强对施工技术的管理与控制，更好地提高工程的质量。

参考文献

[1]覃海燕.建筑工程现场施工技术管理及质量控制的浅析[J].建材与装饰，2014（13）：75-76.

工业现场总线 篇4

1 课程的特点

《工业现场总线》这门课程是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成,几乎涵盖了所有连续、离散工业领域,如过程自动化、制造加工自动化、楼宇自动化、家庭自动化等等。它的出现和快速发展体现了控制领域对降低成本、提高可靠性、增强可维护性和提高数据采集的智能化的要求。正因为《工业现场总线》课程的这一特点,在开设《工业现场总线》这门课程时,我们以就业为出发点,采用让学生进入企业、从企业引进实际课题和任课老师对学生进行培训的形式大大改善人才培养目标和人才知识结构,顺应时代的需求,拓宽就业面,提高就业率。这些措施将使得我们新升的地方本科院校培养的工科类人才能更好的适应市场的需求,提高市场的竞争力,对学生的前途和成长也具有非常重要和深远的意义。

2 以就业为导向,改革课程教学模式

课程的改革离不开教学模式的改革,教学模式是根据教学单位的具体情况制定出的旨在提高教学质量和学生学习效率的一种综合教学管理方式。在高等教育中,传统的教学模式强调理论教学,理论教学的课时占课程总课时的三分之二以上。在具体的教学中,我们发现,学生刚开始学习《工业现场总线》课程的兴趣是相当浓厚的,课堂的氛围也相当好。但是,这门课程是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成,涉及的内容非常多,对于新建的地方本科院校,大部分学生的理论基础不是很好,进行理论教学一段时间之后,学生刚开始学习的兴趣慢慢的被枯燥的理论知识淹没了。因此,我们增加了实验课时的时间,同时将实验和理论交叉进行。在学生掌握了一些基本的现场总线知识以后,就可以对其采用项目驱动的教学模式,激发学生的学习兴趣,引导学生积极思考、乐于实践、提高教、学的效果。为了满足不同层次学生的教学,教学用的PPT制作尽量直观、简洁、条理清晰,内容囊括动画、视频、实物照片展示、复杂过程的分解演示等多种形式,这样学生能够更好地理解所学知识。

另外,为了不打击学生的学习积极性,在教材的选用上也必须本着“适度、够用与实用”的原则,我院首先选择的教材是北航版的《现场总线CAN原理与应用技术》,这本教材作者讲的非常详细,设计的内容也非常多,对有些高校来说是一本不错的参考教材。但是在教学过程中,有很多学生学到一半就学不下去了,主要是内容多,学生一下不能理解这么多内容,学到后面的时候学生都跟不上了,甚至产生破罐子破摔的想法。后来教材换成《CAN总线技术》,内容上精简了许多,教材的内容也更加接近实际,学生对学习这门课程的信心大大增加,在兴趣的驱动以及信心的鼓舞下,很多学生能够跟上老师讲课的内容,同时自己能够在课后花很多精力将整个教材的内容学完。

3 加强师资队伍建设,提高教师综合能力

课程的改革离不开教师,师资的水平直接影响教学质量。我校工科教师很大一部分来自师范类专业,他们虽然具有相对比较扎实的专业知识,但是,大部分教学方式陈旧单调,教学过程过于理论和抽象,脱离社会实践;教师科研工作重量轻质,成果难转化成生产力。这样培养出来的学生往往也是缺乏创新意识和能力的。针对这一情况,我院以提高教师实践能力为重点,支持老师通过多种渠道提高自身能力。每年的寒假暑假派教师到北京、深圳参加各种形式的培训,使教师具备完整的知识体系。积极开展产学研合作,将专业老师有计划、有针对性地安排到基地和相关企业进行挂职锻炼、新技术培训、现场考察或技术服务等。在实践工作中不断积累经验,丰富知识,给学生更高质量的实践指导。同时,教师积极参与项目开发,以项目开发为驱动,把项目运用到教学和实验中。对开发的项目进行反复运用之后,最后将此项目形成一个优良的实训项目在教学中综合运用。教师与学生之间形成导师制,加强师生之间的沟通。在项目中,学生与老师一起完成,学生在老师的指导下完成自己的任务。如今,《工业现场总线》这门课程的教师大都在企业工作或者锻炼过,在学校也有自己所接的横向项目,足以给学生提供动手锻炼和提高的机会。

4 将课程实际课题与企业相结合

将《工业现场总线》课程的教学与学生的毕业设计联系起来,学生以《工业现场总线》为题材进行毕业设计,进入企业完成毕业设计,改善人才培养环境,缩短就业适应期。学生进入企业完成毕业设计并不是不管学生了,而是学校老师与企业共同管理学生。用人单位提供给学生的设计课题涉及面广,大多数使用的是新技术、新方法,具有很强的实用价值和明显的经济效益,这样的课题能够用到一些先进的实验手段、仪器、设备以及一些基础设施。学生到用人单位完成毕业设计还获得了直接参加工程实践、科研项目或新产品的设计和开发的机会,开阔了学生的视野,拓宽了学生知识面,培养了学生的创新能力、工程实践能力和团结协作精神。除了正常教学时间外,鼓励学生利用每个寒暑假,深入企业进行切合实际的社会实践,为将来到企业完成毕业设计打下基础。我院结合自身的实际情况,与学校周边的工矿企业建立了产学研合作协议,我们既可以将学生放在他们工厂实习,做毕业论文,同时也可以借助老师的资源将一部分的课题带回学校进行设计。这种与企业合作共带毕业设计的方式可以让学生在“真刀真枪”的实战中得到锻炼,教师也能够提高知识应用的能力,师生均有获利。一旦成果在实际中得到应用,将大大激发学生的学习兴趣,教师的教学也会更充满活力。

5 将课程与电子设计大赛、制作和培训紧密结合

大学生电子设计竞赛活动,是促进教育教学改革行之有效的途径。通过大学生电子设计竞赛活动,各校可不断总结经验,调整和改进教育教学工作中的不足,力求培养出高质量、高水平的人才。在电子设计大赛培训中,我们培养学生参加有关现场总线方面的电子设计竞赛,通过这样的竞赛,学生能够在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到全面提高,自信心也能增强。在学生以后的就业岗位上,独立工作的能力也较强,肯吃苦,能独立思考,这样会更加受到用人单位的欢迎。在两年一次的全国大学生电子设计竞赛中,在专业老师的指导下,我院的学生已分别在省里和国家获得一等奖和二等奖的好成绩,在没有电子竞赛的年度,可以让学生参加电子设计与制作培训,这些培训主要以实现一个或多个功能的系统为目标,全过程均由学生完成、教师指导,每个学生都有各自的特点,学生每完成一个设计项目后,有关的理论知识和专业技能水平能得到较大的提高。在这一过程中,要求老师要掌握学生的工作进度,对教学内容也需要及时更新。在我院的《工业现场总线》课程教学中,我们提倡学生作自己的设计,学校提供一定的场地,学生自己动手做一些小的电子制作,成本一般不高,可以接受,同时能够让学生熟悉器件,掌握焊接和调试方法。初期可以购买万用表,万用板等常用工具,购买一些简单的元器件,比如独立CAN控制器、SJA1000,TAJ1050,构成简单的收发电路。在硬件完成的情况下,学生可以在此基础上进行程序的编写。通过这样的方式,学生能够在实践中学习,在实践中摸索,学生从中得到的经验是任何书上都学不到的。

6 结束语

目前,大学生的就业形势不容乐观,而且这种不利的环境在短期内难以改变。为了增加学生的就业,为了学校以后的发展,必须尽力给学生营造良好的创业环境。对于老师来说最需要改革的就是课堂教学,必须将教学与学生的实际动手能力联系起来,将课程的建设与学生的就业联系起来,帮助学生在校内或者企业内进行创业实习,增加课程与实践结合的机会,增强学生的创业自信心,为学生的就业铺平道路。

摘要：以就业为导向,从教师队伍建设,学校与企业单位结合,以及依托竞赛和培训几个方面促进《工业现场总线》课程进行教学改革。实践表明,课程改革能大大增强学生实际动手能力,树立学习工科课程的信心,为就业提前做好充分的准备。

关键词：就业,改革,企业,竞赛

参考文献

[1]袁近.以就业为导向:染整专业教改探索[J].浙江纺织服装职业技术学院学报,2008(3).

[2]温琳.浅谈以就业为指导的《建筑工程测量》课程改革[J].科技创新与应用[J],2012(12).

[3]王越,韩力,沈伯弘,赵显利,俞信,胡克旺.大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养[J].中国大学教学,2005(10).

[4]王高潮,周淇,孙卫,李建萍.与就业相结合的校外毕业设计教改实践[J].南昌航空工业学院学报,2002.

张家口工业用地现场勘查初步报告 篇5

——东山高新技术产业开发区情况简介

一、位置

张家口市东山产业集聚区坐落在宣化县境内，位于张家口市区以南，大唐张家口发电总厂以北，西电东输高压走廊沙岭子段以东，北草帽山以西，距离张家口市中心约10公里。西、北接晋、蒙，南连京、津，是张家口市南北通衢、东出西联的重要交通枢纽和物流集聚中心。

二、规模

东山产业集聚区始建于2007年，是张家口市委、市政府精心打造的5个产业集聚区之一。产业定位为高新技术、新能源、信息产业，是环京津高新技术产业带的重要节点。

集聚区总体规划面积为20平方公里，其中绿化面积占总体面积的2/3，主要以山地种植为主。“起步区”3平方公里，主要主要规划有行政服务中心、科技研发中心、商务会展中心、生活服务中心、休闲娱乐区、农业观光采摘园、仓储物流区和工业产业区等八大功能区组成。

三、权属

起步区按照“十通一平”（通上水、通下水、通电、通路、通网络、通有线、通电话、通气、通暖和土地平整）进行基础设施建设设计施工，一纵一横两条主干道已经完工。

目前，园区内已有入住企业11家，另有2家企业处于在建当中。11家入住企业分别为：

 河北新天科创新能源技术有限公司  河北亚东制药

 张家口国储液化天然气有限公司  河北凯威制药有限责任公司  河北瑞泰电器科技有限公司  张家口天宇彩钢钢构有限公司  张家口市荣胜新能源开发有限公司  张家口恒瑞机电自动化设备制造有限公司  张家口报业传媒集团印务公司  圣大（张家口）药业有限公司  张家口大为高新材料有限公司

四、交通

东山产业集聚区坐落在张家口市东南郊、宣化县境内，距离张家口市中心约10公里。集聚区紧邻丹拉高速（G6），距高速“张家口出口”不足1公里；紧邻京包铁路，距沙岭子铁路货运站不足1.5公里；紧邻110国道，张承高速公路；距张家口机场不到5公里。

五、周边现状

集聚区西侧张宣公路，是连接张家口和宣化县城的交通要道。道路两侧遍布汽车4S店，二手汽车交易市场，农用机械销售、租赁公司。向南约1公里为沙岭子镇政府所在地，向南3公里建有大唐张家口发电总厂，再向南约15公里到达宣化县城。

六、周边成交地块

根据宣化县近一年内土地出让成交信息显示,东山产业集聚区工业用地的价格在10-20万/亩。

七、周边住宅市场

延张宣公路向张家口方向3公里处有一住宅项目——奥林第一城。项目总建筑面积100万平米，产品主要为多层、高层板楼，目前销售户型为40-60平米的O居、一居小户型，均价4300元/平米。

八、所在开发区情况

起步区规划约3平方公里，目前已经开始建设部分占起步区的1/3左右。

起步区已建部分图片示意：

起步区未建部分，分别位于已建园区的北侧（紧邻）及南侧（张承高速以南）。地上建筑物密集，主要以出租院落和小厂房为主，距主要公路约有3公里，仅有土路相连，交通不便。起步区未建部分图片示意：

九、目标地块情况

目标地块为工业用地，证载面积为70亩，另有紧邻的40亩未办理土地证。整个地块占地面积约1/3已进行项目施工至正负零，施工规划为2013年设计建设的孵化器园区，规划建筑面积11.5万平米。目前整个项目处于停工状态，建筑工程机械未拆卸。

根据当地了解的情况，该地块在公共基础设施建设上，目前除暖气外其他均未铺设到位，施工用的临电、临水均是从地块外引入。

工业现场总线 篇6

关键词:生产现场管理科学方法管理理念先进技术经济效益

中图分类号:F273文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0061-01

1 人员管理在生产现场管理中是第一位

在我国工业企业中,对于人员的管理方面是非常欠缺的,出现员工工作积极性低,工作态度消极,凝聚力差等方面问题,造成工作拖拉、效率低,生产秩序混乱,直接影响生产线的正常运行,为了解决这一个问题,应抓的工作:(1)统一思想,形成合力。管理者通过会议把自己想法和要求贯彻到员工的思想中,统一员工的思想后,明确了员工工作的方向。另外,会议要求的事情会后要认真抓落实,出现问题马上处理,要说到做到,这样管理者才有威信,说话才“给力”。(2)抓骨干、带整体。在生产现场管理时,充分调动骨干力量的积极性。非常重要,骨干是企业发展的中流砥柱,通过骨干力量,可以带动落后人员,从而带动生产管理的整体素质的提高,使整体工作向前推进。(3)使用关心爱护与约束和严管的办法。你要关心爱护所管区域员工工作、生活。对于工作认真、积极,任劳任怨的员工,从精神上给予鼓励、物质给予奖励、让员工体现自我价值;生活有困难时帮助解决。但是,同时要对员工进行必要的行为约束,运用管理制度进行严格管理,规范员工的行为,从而达到企业凝聚力、向心力。(4)運用约束机制与激励机制。制定工作目标,运用国家法律法规、厂规厂法、规章制度,约束员工的行为。激励机制:制定完善的绩效考检办法,设立考核领导小组,定期对每个员工进行考核,公布考核结果,此结果与工资挂钩。在工作中能够认真操作,现场操控能力强,设备运行良好,产出的产品产量高、质量好时,收入就高,否则,收入就低。从而激励了每个员工工作的主动性、自觉性。(5)把品行好,业务能力强的员工放在重要岗位上。把人员素质高、品德好、,业务能力较强,任劳任怨;有钻研创新精神;平时考核评比成绩好的员工,推荐到重要岗位上工作,通过他们可以提高整体管理水平,提高工作质量。

2 设备管理是生产现场管理的核心

设备管理的好坏是制约生产线是否正常运行的关键。企业重视人的管理而忽视设备管理。有人认为设备是机械好管,殊不知;设备一旦出现故障生产线就会处于瘫痪状态;这样会给企业造成很大的经济损失。为保证生产线正常运行主要抓以下几个方面的工作。(1)设备管理有计划、有措施、有制度。设备管理:包括维护保养、巡查、巡检等都要制定可行计划,并有严格设备管理制度,做好维护保养、巡检、巡查,统称“一维二巡”制。(2)设备管理要推广“点检法”杜绝浪费现象的发生。在企业设备管理中,不断引进先进设备管理理念和先进的技术管理方法,如“点检法”杜绝跑、冒、滴、漏、堵现象的发生,减少停车、减少了故障、减少消耗,使产品质量稳定,使生产效率提高。(3)总结完善设备使用性能。对设备运行情况要及时总结,对经常出现故障的设备,以及操作不方便,安全无法保障的设备进行技术改造,根据设备存在问题,制定一个可行技改方案。通过方案的实施完善设备的使用性能。(4)抓落实,保证维护保养,技术改造质量。根据维护保养检修技改方案。认真抓好两个环节,一是要落实责任人、责任明晰,杜绝维护保养检修技改质量粗放,对设备现场的维护、保养、巡查、巡检非常重要。管理者应该把此项工作当作大事抓。现场有管理者、技术人员跟踪检查、记录,发现问题,解决问题,确保各环节达到技术标准,质量标准,为生产线正常平稳运转打下良好基础。

3 严格抓好原材料进厂质量关,降低生产成本

多年来,由于受市场管理不规范的冲击,各种假冒伪劣原材料混入工厂,进厂原材料的验收制度不健全,造成进厂原材料质量差,使生产成本降不下来。

根据当年生产量,而制定实际的原材料包括各种物资和配件购入计划、明确质量标准,制定并履行原材料各种物资和配件,进货验收制度、可追溯制度。不合格的产品杜绝进厂,减少各种消耗,从而降低生产成本,提高企业的经济效益。尤其是原材料的采购要提前作准备,确保生产期生加工量的供应。

4 建立具有活力的现代企业管理制度和新措施

每个企业都有很全的规章制度,技术管理标准,质量标准,安全操作规程,可是在实践中,由于落实的不好,责任不明确,相互推委,很多管理者怕得罪人,造成制度运行不好,标准,规范,规程成了摆设,奖罚不分明。最后造成企业员工士气不高,工作积极性低,生产程序混乱,生产线运行不顺畅。为了解决这一难题,可以从以下几个方面抓:(1)运用新制度和规程、标准、采取新措施来保证生产运行顺畅。除了制定实施可行各项规章制度,各种规程,技术标准和必须的应急措施外,落实是关键,层层抓落实,还要跟奖罚相结合。认真执行各种制度、规程、标准的要奖,否则就处罚。管理者要以身作则,不怕得罪人,严格执行规章、标准、规程,对所管区域人员、设备、安全、质量、环境,全面负起责任。(2)定期考核,让员工有危机感。制定定期考核员工办法,根据每个员工工作中表现,划出优良差,实行末尾淘汰制,后3名人员进入学习班,学习期间无工资待遇,这样使员工工作中有危机感,如果工作不努力就会被淘汰,后三名不仅进学习班甚至责令辞职,此办法极大地调动员工的工作积极性、主动性。(3)制定培训计划,不断提高员工的业务水平。选用请进来,走出去的办法,加强对员工业务技能操作水平、安全管理知识的培训。使全员即懂工艺流程,工作原理,设备构造,又懂安全,又会操作,并在生产中发现问题,解决问题。

5 创造良好的工作环境,为生产出安全的产品打基础

工业现场总线 篇7

工业现场总线具有系统的开放性、可操作性、智能化和自治性、高度的分散性、对环境的适应性。邯钢邯宝炼铁厂3200m3高炉槽下、炉顶、热风炉三个区域生产工艺复杂, 分散点多, 环境条件特殊, 对电气设备的要求非常高, 采用了Profibus-DP现场总线, 避免了大量的点到点的电缆敷设, 降低了线路敷设设计的难度和施工的复杂性, 节省了投资、安装、调试及维护的费用, 减少了高炉休风次数。

1 Profibus DP工业现场总线在邯钢邯宝炼铁厂3200m3高炉中应用情况

1.1 现状

邯钢邯宝炼铁厂3200m3高炉槽下、炉顶、热风炉三个区域包括十条现场总线, 其中槽下和炉顶各三条, 热风炉四条, 其系统构架方式为DCS (OVATION) +PKV50 (Hilscher) +PROFIBUS-DP (Phoenix) 总线, 具体通讯配置如图1所示。

PKV50为Hilscher公司出品的Profibus-DP←→TCP/IP协议转换的网关器件。PKV50作为DP总线的主站, 其内自带寄存器, 以字节或字的方式将从总线上读取的信号转发至DCS控制器或将DCS控制器的指令转发至总线中。西屋的DCS柜内安装了一个小型交换机, 用于DCS控制器与PKV50之间的通讯。

Hilscher公司出品的PKV50它能够把原先已经建立现场总线技术的工业环境连接上Internet/Ethernet。它由一个主站切换系统组成, 通过一种标准现场总线系统进行I/O设备和内部处理数据内存之间的数据交换, 通过TCP/IP该数据能够被访问用于读写报文。PKV 50的亮点在于它是集成的Web服务器。HTML网页可以在相应的编辑器上创建, 然后加载到网关上。通过Java程序, 过程数据也能加载到网关上。为了通过Internet获得PKV 50的可访问数据, 所有这些都还需要一个Web浏览器, 例如微软的Internet Explorer或Netscape。PKV 50的另一个特性是具有保留的内存, 用于保存Soft SPS的记录数据。通过本地RS232诊断接口或远程TCP/IP进行连接, 可以使用配置工具Sy Con对网关配置。

Profibus-DP协议总线由菲尼克斯Phoenix公司提供设备。采用总线型结构, 并根据线路长度和子站数量选择波特率和中继器, 总线设备的连接接口采用2种类型的连接器:9针SUB-D连接器和具有IP65防护等级的M12连接器, 电缆采用屏蔽2-线双绞线电缆, 设备经一个带两个电缆插口的总线连接器, 使用一个T-型头或一个标准的SUB-D连接器将一个总线终端连接到总线上。如图2所示。

Profibus系统要求多点接地。一根Profibus总线的两端都需要良好的接地。该系统中, Profibus总线的屏蔽层通过SUB-D接头或T型接头的金属外壳, 与FIELDLINE模块的地连在一起, 模块再通过金属导轨和螺栓与柜体可靠连接, 柜体再通过金属支架连到厂房的大地。接头金属外壳到金属支架的电阻小于0.5欧姆。

1.2 存在的问题

1.2.1 现场总线加装的中继器的数量和位置以及设置的波特率存在偏差, 造成系统不稳定。

1.2.2 上述配置方式的组态不方便。西屋DCS系统并不提供针对总线的直接组态工具, 因此必须使用第三方的组态软件 (Syscon) 对DP总线进行组态。

1.2.3 西屋DCS也不能直接对总线进行诊断, 必须使用Syscon软件与PKV50相连后进行故障分析, 这就导致了判断和维护上的困难。

目前所用的诊断软件为北京鼎实创新科技有限公司的Profibus诊断产品:ProfibusTtrace, 它是一种用于在Profibus系统中检测从站的软件, 诊断每个从站的IP、站号是否冲突, 是否上电, 传输字节, 传输周期, 有效发送等信息。

2 现场总线系统的优化

2.1 用专用的仪器或者通过测量电阻的方式, 对邯钢邯宝炼铁厂3200m3高炉十条总线的实际距离进行核实, 同时根据现场总线的实际距离合理调整了传输速率和中继器数量之间的匹配。

附表1。

2.2 对SYCON组态的Bus parameter相关参数作修改, 以便整个系统运行更可靠。在Optimize中选择User define, 修改以下参数:

Max.Retry Limit=3或更高 (缺省设置为1)

Quiet Time=9

Min.Station Delay of Responders=22

2.3 采用正式版Syscon软件对槽下、热风炉和炉顶总线进行重新组态, 且在组态过程中遵照以下原则:

2.3.1 含有多个模块 (主模块+从模块方式) 的从站应尽量组态在总线的前端;

2.3.2 尽量对所有模块采用字节 (Byte) 方式分配I/O地址, 而尽量避免使用字节和字 (Word) 混合分配的方式。

摘要：介绍了Profibus DP工业现场总线在高炉生产过程控制中的应用, 同时对DCS (OVATION) +PKV50 (Hilscher) +PROFIBUS-DP (Phoenix) 的构架系统大规模应用于3200m3级高炉上进行了总结。重点对Profibus-DP协议总线和做为DP总线的主站PKV50的性能特点以及在高炉控制中需要注意和优化的问题进行了有针对性的阐述。通过实际运行, 系统比较稳定、可靠, 用少的投资取得了预期的效果。

关键词：Profibus-DP协议,工业现场总线,PKV50,组态软件

参考文献

[1]天津电气传动设计研究所.电气传动自动化技术手册[M].北京:机械工业出版社.

工业现场总线 篇8

影响称重精度的因素有很多, 其中最重要的有三类: (1) 称重传感器一致性不理想, 加之现场环境及安装手段限制, 给多个传感器并联组秤带来了不平衡问题。 (2) 称重传感器离称重仪表距离过远, 信号传输中参杂了干扰信号。 (3) 机械结构存在一定缺陷, 称重仓同其他机械结构存在机械耦合。

本文研究了基于现场工业总线的称重信号同步采样系统, 对每个传感器都设计了一个精密的采样与滤波模块, 就近安装在传感器最近的地方, 每个模块均具有独立完成称重数据采集的功能和现场工业总线接口, 将所有的传感器信息通过总线的方式发送给远程仪表。

本文研究的称重数据采集模块具有先进的滤波机理和20位的采样精度, 将模拟量信号转换为数字信号传输, 有效避免了信号传输过程中的干扰, 大大提高了称重精度。

称重传感器为应变片构成的电阻桥, 传感器获得的信号为差模小信号, 并含有较大共模部分, 其数值有时远大于差模信号。应变电阻表现为电阻特性, 为了保证放大器对不同幅值信号具有稳定的放大倍数, 要求放大器构成的电路具有高输入阻抗, 其阻抗应远大于电桥的等效电阻, 才能保证采样的精度。

仪表用放大器电路通常为双运放桥式差分放大电路, 其电路图如图1所示。根据运算电路的基本分析方法可得出:

当V+IN=V-IN时, OV=0;可见电路可放大差模信号, 抑制共模信号。

1 模拟信号硬件采样电路

本文中设计的模拟信号采样芯片为ADS1210, 该芯片具有高精度、宽动态特性的Δ-Σ型模拟/数字转换器。它的差动输入端可以直接与传感器或微小的电压信号相连。其内部的Δ-Σ结构可确保它的宽动态特性和24位的分辨率。

由于采用了低噪声的输入放大器, 可以在转换速度为10 Hz时获得23位的有效分辨率;借助于其内部独特的调制器加速操作模式, 在转换速度为1 kHz时仍可达到20位的有效分辨率。本文中将模拟量转换速度设定在1 kHz, 此时信号具有20位的有效分辨率。本文MCU为STM32F103RBT6, 通过SPI总线对ADS1210进行实时数据采集。采集数据进行在MCU中做软件滤波后, 将最终数据通过CAN总线发送给模块网关。

2 基于CAN总线同步采样策略

STM32F103系列CPU支持CAN协议2.0A和2.0B主动模式, 波特率最高可达到1兆位/秒, 大大简化系统的硬件设计难度。本文采样模块中AD芯片模拟量的转换速度为1kHz, 考虑到每个采样模块要对采集数据进行低通滤波, 网关CAN总线模块每隔3 ms以广播的形式向所有的采样模块发送数据请求帧, 采样模块对CAN总线接收中断具有最高的优先级, 进入中断后, 立即发送当前的采集数据, 以保证所有数据的采集时间同步。网关模块将所有的采集模块发送的数据相加得到装车站称重仓里煤炭的总重量。

3 实验结果

为了验证系统的效果, 本文对系统进行了模拟实验, 实验方法为用4个模拟器分布接入采样模块, 上位机空载标定后面对话框内输入0, 将所有的模拟器刻度旋转至0, 点击空载标定按钮。上位机定点标定对话框内输入8000, 将所有的模拟器刻度旋转至刻度6, 点击定点标定按钮。

图2实验结果为模拟器1、2、4均在刻度3位置, 模拟器3在刻度4位置时的采样结果。

通过实验可在, 这种方法可反应每一个传感器的采样结果, 通过采样结果可以观察应变电桥的应力大小变化, 可根据结果调节现场的安装工艺。

4 结论

本文研究了基于现场工业总线的称重信号同步采样系统, 实验结果表明, 这种系统有助于反应每一个传感器的应力变化, 克服了目前称重仪表只显示求和称结果的弊端。通过每个传感器的采样结果, 可以便于我们分析现场传感器的安装工艺是否达到要求, 有利于我们提高称重精度。

摘要：称重精度是煤炭快速定量装车系统中的重要参数, 目前称重系统称重仪表显示结果多为求和称结果, 不能直观反应每个传感器的应力变化, 当误差较大时很难分析装车站结构或调试问题。本文研究了基于现场工业总线的称重信号同步采样系统, 对每个传感器的采样, 通过软硬件滤波将结果记录下来。这有助于分析称重系统误差原因, 改善安装工艺, 提高称重精度。

关键词：快速定量装车,称重,工艺,干扰,称重精度

参考文献

[1]饶运涛.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2003.

[2]庄效桓, 李燕民.模拟电子技术[M].北京:机械工业出版社, 1998.

[3]杨世成.信号放大电路[M].北京:电子工业出版社, 1995.

[4]赵宇, 金玉涛, 张玉英.基于ADS1210的分布式高精度数据采集系统[J].微计算机信息, 2007.

工业现场控制装置的防雷设计 篇9

关键词：工业,现场,控制,装置,防雷

随着工业技术的不断发展, 新产品、新技术、新工艺的大量运用, 工业控制也飞速发展, 大量先进的工业控制装置已经广泛应用于石油、煤炭、电力、钢铁等行业, 在工业控制装置的运行过程中, 雷电对其造成的干扰和影响一直是影响工业控制系统能否正常运行的关键, 雷电产生的过电流、过电压会给控制装置造成不同程度的损坏, 从而对工业的正常生产产生巨大的影响。

1 工业控制装置的防雷保护

目前大部分的工业控制装置的防雷防护措施都是简单片面的, 基本上是针对直击雷采取了一些简单的外部防护, 只采用了接闪器、引下线、接地体的防护措施, 防雷存在很大的漏洞, 都没有考虑雷电的电磁脉冲对工业控制装置的干扰, 没有考虑相应的屏蔽措施, 从而导致工业控制装置极易遭受电磁脉冲干扰, 影响其正常的工作。因此, 必须采取一定的防雷保护措施, 想办法抑制雷电的电磁脉冲对工业控制装置电源和其它设备造成干扰, 要采取完善的防雷措施。 因此对工业控制装置的防雷采用三级保护方案, 如图1 所示。

2 工厂防雷装置的设计

工厂要采取完整的防雷保护措施, 应设置完善的内部防雷和外部防雷装置, 并统筹考虑, 进行防雷的综合设计。防雷设计时应充分考虑利用建筑物的金属材料做自然防雷装置。工厂内部防雷主要是为了减小和防止雷电流在建筑物内的雷电波侵入波, 抑制雷电波产生的电磁效应, 防止跨步电压、接触电压和反击等二次雷害的产生。工厂外部防雷, 就是采用的常规避雷装置, 由引下线、接闪器和接地装置三部分组成, 主要用以防直击雷的防护措施。

现在的工厂现场控制, 使用大量的电子计算机设备, 在重视防直击雷的同时, 必须对雷电侵入波的内部防雷同样重视起来。 工厂设备众多, 建筑相对密集, 其中的金属管线和构件密密麻麻, 通过采取简单的安全隔离措施, 增加彼此的距离, 以防止雷电侵入波和雷电感应等二次雷害的发生, 已很难达到防雷要求。工厂内部防雷, 还必须采用将建筑物内所有不带电的金属构件等导电体连在一起, 使它们强制等电位连接, 这样建筑物内就是一个等电位体, 彼此之间不会产生电压差, 也就不会产生危及人身安全的跨步电压或接触电压, 也不会产生设备彼此之间的反击, 这样的工厂厂房综合防雷措施非常有效。 如图2 所示。

工厂需设置防雷的建筑物, 一般为车间多层厂房或圆库, 这些建筑屋顶板大部分都采用钢筋混凝土浇注, 建筑物屋顶都设有金属防护栏杆, 顶层常有风管等高出屋面的金属构件, 因此可以利用这些高出屋面的自然金属物作接闪器使用, 工厂建筑物不需要另外的人工接闪器, 只要将建筑屋顶的栏杆、钢筋网、风管等相互间进行可靠焊接, 就成为很好的防雷接闪器。

3 结束语

自然界中的雷电造成现代社会高速发展的电气电子装置风险不断, 面对随时可能出现的雷电灾害, 人类一直致力于防雷的研究, 一刻也不停止, 随着不断增加的雷电风险, 要求我们要更加完善对工业控制装置的防雷保护, 既要考虑外部防雷, 更加要重视内部防雷。

首先工厂的各类建筑物应具备完善的外部防雷设施, 厂房内设备安置时彼此之间要有足够的安全距离, 工业控制系统的电源和各类信号通道都要有浪涌保护措施, 控制线缆的选择和架设也要符合国标要求, 另外厂房内部还要做好等电位连接、屏蔽和接地等。在这些完善的防雷装置的保护下, 工业控制系统才能有效的工作, 避免遭受雷电的各类影响, 提高工业现场控制装置的可靠性和稳定性。

工业控制系统是一个不断发展、不断更新的系统, 由于其关系到工业生产的每个环节, 所以对其的防雷保护应做到更加可靠和完善。防雷作为工业生产重要的安全环节, 必将引起更多的重视和关注。

参考文献

[1]李荣添.建筑物内电子电气设备的防雷设计[J].机电工程技术, 2009.

[2]夏光.浅议工业控制系统防雷击技术[J].中国西部科技, 2011.

[3]李佳, 等.工业控制系统的雷电灾害防护技术研究[J].灾害学, 2007.

[4]王万理.水泥厂防雷检测[C]//第30届中国气象学会年会, 2013.

[5]洪云.水泥工厂的防雷设计[J].水泥工程, 2006.

工业现场总线 篇10

飞兆半导体公司为工业系统设计人员提供一款具有出色抗噪性能的光耦合器解决方案FOD8001, 能够满足系统工程师设计稳健的 (稳定的) 工业现场总线网络的需求, 可在更长的时间段确保低传输错误率、低系统故障率和高可靠性。飞兆半导体的高性能光耦合器使用专有的共面封装 (coplanar packaging) 技术Optoplanar R, 提供 (业界) 同级最佳的抗 (干扰) 噪性能。在共面工艺上集成电路和发光二极管 (LED) , 有助于减少输入和输出之间的封装电容, 并提升抗噪性能。FOD8001在高速光耦合器开关状况下具有25kV/μs@1, 500Vcm的动态共模瞬变免疫能力 (抑制比) (Common Mode Transient Immunity, CMTI) ;而静态CMTI达到40kV/μs@1, 000Vcm, 具有更强的抗噪能力。

FOD8001具有出色的高带宽 (25Mb p s) 和严格的脉宽失真 (6ns) (性能) , 能满足汽车技术现场总线通信的工业标准要求, 适用于Profibus、Device Net、CAN、Modbus、Interbus和许多其它标准。它具有3～5.5V的宽电源电压范围, 能够轻易与低压设备接口, 降低总体系统功耗。FOD8001亦支持-40℃～+105℃的宽温度范围, 而这对于工业环境是非常重要的。

工业现场总线 篇11

近年来随着智能手机、智能平板的兴起, 移动通信工具的操作系统平台趋于统一, 其计算能力不断提升, 通信功能不断增强, 这使得利用手机与工业设备进行便捷的无线通信成为可能。如果能将工业现场施工人员的智能手机与所操作的工业设备相结合, 则可以在不增加现场设备投资的情况下, 在工业现场实现对设备进行监控, 并在设备发生故障时及时报警且通过移动通信网络将监控数据传回远程数据中心。在隧道掘进过程中, 需要一套稳定可靠的姿态测量系统来指导隧道的掘进方向, 本文主要讨论隧道掘进的作业现场中, 移动通信工具在辅助隧道掘进系统进行有效的调试、监控、远程诊断过程中发挥的作用。

1 测量系统的总体结构

该测量系统中, 上位机为运行Windows操作系统的工控机, 安置在操作室中;下位机为安装固定在掘进机器盾体上的严格密封的精密测量激光标靶, 其中运算控制单元为运行嵌入式Linux系统的ARM板, 上位机与下位机通过线缆连接进行通信。

由于上位机与下位机之间距离较远, 它们之间的通信主要是传达测量命令与回送测量结果, 因此为了实现与测量系统的核心———激光标靶进行便捷的监控调试以及更多的数据交互, 需要一种可以近距离地与激光标靶进行数据无线通信的设备。

Android[1]是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统, 主要用于移动设备, 如智能手机和平板电脑。由于Android丰富的硬件占有率以及系统平台的开放性和统一性, APP开发速度快成本低, 因此Android智能手机非常适合作为本测量系统中手持设备的载体。在掘进机器运行时测量控制人员可以通过手上的智能手机实时地查看到掘进机器的姿态;当发生故障时可以及时对故障进行有效定位, 并将记录数据保存下来及时通过手机网络传给远程数据中心。调试人员也可以通过智能手机获得更大的权限, 对标靶的各种数据进行查看、修改、采集等。测量系统中各终端之间的通信如图1所示。

2 无线协议和方式的选择

随着移动信息科技的高速发展和互联网大潮的来临, 相继诞生了众多的短距离无线通信协议和标准, 有广泛使用的无线局域网802.11x (Wifi) 、蓝牙通信 (Bluetooth) 、红外数据通信 (IrDa) 以及一些在特定领域具有很强发展潜力的新技术, 如zigBee、UWB、NFC等。常用无线通信协议在传输速度、通信距离、安全性和功耗方面的比较见表1。

目前安卓智能手机和平板一般都支持蓝牙和无线局域网两种无线通信方式, 最新出的部分设备支持NFC, 基于该解决方案的实用性, 本无线通信协议应该在蓝牙与无线局域网二者中选择其一。

2.1 蓝牙与无线局域网 (IEEE 802.11x) 的比较

蓝牙与无线局域网是两种完全不同的无线通信方式。蓝牙技术实现的是点对点网络, 不需要固定的基础设施和接入点就能临时快速自动组成移动网络。网路中任何节点都具有报文转发能力, 节点间的通信允许经过多个中间节点的转发到达目的节点, 节点可以随时进出网络, 具有很强的移动性。而无线局域网协议应用于组件相对固定的无线局域网络, 其对网路基础设施的要求较高, 终端出入无线网路都有一定的网路开销, 但是其网络覆盖距离长、速度快。此外这两种无线通信技术在通信的安全性、可靠性和功耗成本等方面也有不同。

(1) 可靠性:蓝牙通信数据包小, 调频快, 通信持续时间短, 增强了信号传输的稳定性和抗干扰能力。另外, 蓝牙技术还可以对信号进行错误校正, 进一步增强了信号的可靠性。而无线局域网调频慢, 数据包大, 传输时间长, 容易受到外来信号的干扰, 因此蓝牙比无线局域网稳定性更好。

(2) 安全性:蓝牙技术的认证与加密服务由连接层提供, 认证采用口令—应答方式, 其基带部分从物理层为用户提供保护盒信息保密机制;而无线局域网采用WEP加密, WEP存在诸多漏洞, 其安全效能不足, 极易遭到破解或者拦截, 因此蓝牙相对更为安全。

(3) 功耗与成本:无线局域网的射频和基带协议较为复杂, 实现成本高, 而蓝牙芯片价格则更加低廉。无线局域网的硬件功耗相对较高, 散热和硬件体积决定需要较大的容纳空间, 而蓝牙模块则可以内置到电子设备, 甚至集成到电子主板上。另外, 蓝牙无数据传输时能以极低的功耗待机, 远远低于无线局域网功耗。

本测量系统中与无线终端的通信需要具有较高的安全性和稳定性, 传输时间短, 功耗低, 数据分组透明, 但对数据的传输速率和无线网覆盖范围要求不高。所以蓝牙技术更加适合本测量系统中的通信。

2.2 通信方式的选择

在选定蓝牙无线通信技术后, 需要进一步考虑怎么在激光标靶和Android手机之间建立可靠的蓝牙连接。激光标靶中的处理器硬件平台是定制的工业级Arm开发板, 操作系统平台是裁剪过的微型Linux, 该硬件平台有RJ45网口、RS232/TTL串口、USB主从口与外界通信。由于该开发板无板载无线通信接口, 也没有相应的无线模块供直接选用, 而重新定制一块开发板无论对于开发难度还是经济成本都较大, 所以需要在现有接口基础上进行模块转接以实现蓝牙通信[2]。选配适当的蓝牙模块, 利用板载的串口实现蓝牙通信, 而手机端则使用Android (2.0以上) BluetoothSocket创建一个SPP (UUID:00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB) 服务, 以实现虚拟的蓝牙串口, 从而可以与板载蓝牙模块实现基于蓝牙传输的串口通信。

蓝牙模块选择嵌入式蓝牙串口模块HC-06, 工作在自动连接模式下, 作为从机等待主机的搜索连接, 自动根据事先设定的参数进行响应。本系统采用CSR主流蓝牙芯片, 蓝牙V2.0协议标准, 具有良好的兼容性, 内置蓝牙天线, 发射功率为Class2, 灵敏度可达-80dBm, 兼容RS232和TTL的三线串口电平, 其有效通信距离达到10m, 建立连接后可以无障碍全双工使用, 支持丰富的AT指令对其参数进行设置, 易于实现权限控制, 且体积小巧, 贴片工艺良好, 可以轻易植入到测量系统的标靶中。

通信模型如图2所示, HC-06模块与测量设备开发板通过RS232连接, 从板载电源取电, 通过其蓝牙芯片, 将RS232信号电平转换成蓝牙无线信号。Andriod手机的蓝牙硬件与HC-06配对, 通过Andriod提供的SPP服务, 客户端软件能很好地利用蓝牙硬件与测量设备进行应用层的通信[3,4]。

3 客户端的开发

客户端软件为使用JAVA编写的基于Android系统的APK程序, 它能与蓝牙模块建立可靠的连接, 能提供良好的命令发送与信息显示窗口、自定义的命令按钮以及数据保存备份功能。

3.1 通信建立

在通信建立过程中, Android手机客户端程序主动搜索并连接SPP (Serial Port Protocol) 协议设备———HC-06蓝牙模块。通信连接建立流程如下:

(1) 使用RegisterReceiver方法注册一个BroadcastReceiver来接收系统和应用中的广播, 获取蓝牙状态, 搜索SPP设备。

(2) 使用BlueAdatper进行SPP设备搜索。

(3) BroadcastReceiver的OnReceiveSPPData () 方法获取已经存入到搜索列表中蓝牙设备的信息 (MAC, 名称RSSI等) 。

(4) 将设备的MAC地址作为唯一主键, 建立BluetoothDevice对象。

(5) 由BluetoothDevice对象衍生出BluetoothSocket接口, 通过SOCKET来读写创建的虚拟设备。

(6) 安卓操作系统非常完善地支持SPP服务 (UUID:00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB) , 使用createRfcommSocketToServiceRecord () 方法将BluetoothSocket连接到SPP服务, 并在BluetoothSocket启用SPP服务。

(7) 启动SPP服务成功后进行连接, 并捕获和处理异常。

3.2 通信保持

蓝牙通信过程中的状态主要有未连接状态、连接中状态、活跃状态和低耗能状态。在蓝牙通信建立连接后, 会在活跃状态和低耗能状态之间互相转换, 当有数据传输时, 手机蓝牙设备马上建立数据通道传输数据;若长时间没有数据流传输时, 则会自动进入通信保持状态。如手机蓝牙设备离开通信覆盖区域或者蓝牙通信关闭时, 则蓝牙模块会自动断开连接并进入待机状态等待下次重新连接。状态转换如图3所示。

3.3 发送与接收

在Connect Success之后, 就可以使用BluetoothSocket的getInputStream () 方法读取蓝牙设备数据, 使用getOutputStream () 方法向蓝牙设备发送数据, 以实现与蓝牙串口模块的发送与接收。为了在一个独立线程中实现良好的读写操作, 对蓝牙设备循环读取串口缓冲区, 接收数据, 并显示在接收控件中。在发送命令时, 通过getInputStream () 写串口发送命令。

4 驻留程序

驻留程序是在嵌入式Linux中的一段C语言编写代码, 为保证其独立性与响应的实时性, 采用独立进程或者线程实现。驻留程序需要和测量程序进行大量的数据共享, 所以驻留程序作为测量程序中独立调度的线程, 同时又能与其共享数据, 是一种很好的解决办法。

驻留程序的基本功能包括权限控制、指令检查、指令响应、报告结果和报告异常等。手机客户端通过指令对测量设备端进行查询设置等操作, 测量设备端循环监测设备状态, 一旦发现有异常便主动向手机端报告。这种主从的通信结构可以很好地实现所需的功能, 且结构简单、实现容易。驻留程序运行流程如图4所示。驻留程序随主程序启动后自行完成初始化, 然后循环对蓝牙设备所对应的串口进行读取, 一旦读取到数据则检测数据是否为合法的可执行命令, 同时核对当前登录的用户是否具有执行该命令的权限, 如果都通过, 则进入命令执行阶段。相应的命令主要有以下几类:权限申请 (用户登录) 、状态读取、参数设置、回传数据和执行系统命令。根据命令不同, 对执行结果的处理也不同, 执行完成之后进入一段0.2s的休眠和系统状态自动检测过程, 如果发现有异常, 则主动报告给手机端, 接着又开始循环读取串口数据。

5 结语

本文所讨论的利用现已普及到Andriod手机和工业设备, 可进行稳定可靠的蓝牙无线通信进而对其进行调试监控, 非常适用于隧道掘进等这种空间狭小、线缆繁多且无法连接互联网络的地下作业现场。该方法已经在实验和实践中得到了很好的检验, 可以在不增加设备成本的前提下, 使设备的监控调试变得更加轻松便捷, 且具备丰富的拓展性, 具有一定的实践意义。

摘要：利用蓝牙无线通信技术, 建立移动通信工具和姿态测量系统下位机之间的联系, 并且在移动通信工具上开发适用的客户端程序, 在下位机中建立驻留程序, 以主从的方式进行通信, 从而实现对姿态测量系统进行便捷有效地监控、调试的目的, 并且可以用GSM网把采集到的数据传输到远程服务器, 进行数据分析, 实现远程诊断。

关键词：Android,手机,蓝牙,工业现场设备,通信

参考文献

[1]张元亮.Andriod开发应用实战详解[M].北京:中国铁道出版社, 2011.

[2]李鑫.基于ARM、蓝牙通信的心电采集系统的设计[D].西安:西北工业大学, 2007:48-50.

[3]彭述清, 王恩永, 苗爱敏.基于蓝牙技术和GSM网的远程数据采集[J].信息技术, 200 (5) :7-9.