工业智能以太网I／O服务器主要用于分布式监控管理。合理使用该系统不仅可以适应工业生产中的严苛环境，方便扩展，而且可以有效控制成本。另外，该系统可使大量与生产系统无关的、相对分散的监控信息(DI、AI、热电偶、RTD等)独立上传至选煤厂集控室，同时根据需要可从集控室直接将操作指令(DO、AO等)下发至参控设备，避免通过生产用PLC来上传信号，从而减少生产系统的故障，降低维护成本。
1 在安家岭选煤厂的应用
在中煤能源平朔煤业有限公司5个选煤厂的原煤储煤场地道改造中，要求新增CH4和CO气体传感器。传感器选用美国MSA公司DF一7500探测器，该传感器的输出值为模拟量信号4-20mA。以安家岭原煤储煤场为例，该厂储煤场有两条暗道，一条长度为330 m，另一条长度为230 m，另外还有两条长50 m的逃生通道。以每隔60 m安装1对CH;和CO传感器，逃生通道只安装1台CO传感器来计算，共需安装12台CO传感器及10台CH4传感器。传感器信号上传至选煤厂集控室可供选择的方案如下:
(1)使用MSA公司自带主机。传感器本身的主机可将接收到的各探测器的信号通过以太网上传选煤厂集控室。优点是整套设备均为同一厂家产品，但缺点是由于该主机回路较少，在传感器数量较多时需多台主机，且每台主机成本较高，因此此方案在经济上不允许。
(2)在原煤储煤场配电室内新增PLC控制柜，柜中单独放置本系统所需电源模块、CPU,以太网模块、模拟量输人AI模块等。经计算，该方案总成本也远超出投资计划。
(3)在原煤储煤场附近的配电室内挂墙放置控制箱，箱内安装以太网I/O服务器、24V电源模块、工业以太网光纤交换机及中间继电器等。基于以太网I/O服务器适应范围广、传输速度快、安装成本低等优点，选煤厂决定采用该方案。
本工程选用的以太网I/O服务器为科洛理斯公司的JetI/O 6510。该模块的输人端为8通道高分辨率AI，输出端为100 M以太网口;交换机为JetNet 2005f - SW 4口百兆工业以太网光纤交换机。该系统的架构见图1。工作原理如下:
(1)箱内24V电源模块向以太网I/O服务器(JetI/O 6510)、工业以太网光纤交换机(JetNet2005 - WS )、中间继电器供电，并通过控制电缆向所有DF一7500传感器供电(传感器本身所需电源和传感器内报警输出干接点电源);
(2)各传感器将探测到的信号通过电缆，经由现场防爆分线箱传至控制箱内的3台以太网/0服务器(JetI/O 6510 )，然后引至光纤以太网服务器，再由光纤以太网服务器的光口直接通过恺装单模光纤引至集控室上位机;
(3)为保证信号上传的可靠性，将所有传感器的报警输出常开点并联，并将输出作用于控制箱内中间继电器。当任何一个传感器报警时，中间继电器动作，并将动作信号接人生产系统控制中的PLC数字量，输人DI，详见图2, 3。
(4)上传至选煤厂集控室上位机的监控信息通过修改原有上位机监控软件来监控新增的内容。
本工程于2011年2月实施，8月安装调试完毕。传感器的现场显示设备与集控室上位机所显示的参数相同。应用智能以太网I/O服务器有效地控制了投资成本、简化了系统结构，同时又方便扩展。今后新增的粉尘、烟雾等传感器也可纳人到本系统中，从而形成一套独立的地道监测系统。
图1 安家岭原煤储煤场地道有害气体监测系统结构示意
图2 安家岭原煤储煤场2125地道CH4及CO传感器接线示意
图3 报警信号工作原理示意
图4 安太堡、安家岭热交换站信号采集系统示意
2 在平朔歼石电厂的应用
中煤平朔煤业公司平朔矿区歼石电厂二期集中供热工程改造中，新增7个热水制备车间、7个空气加热室及20个热交换站，为便于统一管理和考核，需将各车间内设备的运行参数上传至主管中心集控室。车间内的设备均由几台自带控制柜的成套机组和外配的3一5台水泵组成，且成套机组的控制柜内均有以太网或RS485总线的输出接口。基于这些特点，较为经济可靠且简单的解决方案是在各车间内新增1台控制箱，箱内装有光纤以太网服务器、智能以太网I/O服务器(包括数字量DI, DO和模拟量的AI)、电源模块等。信号采集系统如图4所示。其中，JetI/O6550为14路DI和8路DO，输出为100M以太网接口;JetI/O 6510为8路AI，输出为100M以太网接口;Jetport 5601为工业级1个RS一232/422/485串口转冗余双网口设备联网服务器;JetNet 3008f - SW为8口百兆工业以太网光纤交换机。工作原理为:
(1)24v电源模块向控制箱内设备供电，并引至外配水泵配电柜中接触器、电机保护器的辅助干接点中，为控制箱内数字量输人/输出模块Jet1/0 6550的DI输入提供输入电压信号;
(2)车间内各热计量仪表、压力仪表、流量仪表的参数均通过屏蔽电缆接至模拟量以太网I/O服务器JetI/0 6510;
(3)成套机组的RS485总线输出接至控制箱内RS - 232/422/485串口转冗余双网口设备联网服务器Jetport 5601，再由Jetport接至光纤以太网交换机JetNet 3008E一SW;
(4)成套机组的以太网输出直接接至JetNet;
(5)控制箱内交换机JetNet 3008f一SW直接通过单模恺装光纤引至集控室上位机。
供热改造工程采用此系统可简单有效代替PLC系统，节省投资，并能全面可靠、实时地将数据采集并上传至集控室上位机。集控室上位机通过工业组态软件编程，可显示和处理本工程所有车间内的机组、水泵、仪表等全部数据。
3 结语
综上所述，智能以太网I/O服务器配合总线转换服务器、光纤以太网交换机，可广泛应用于选煤厂地道环境监测、非生产系统车间数据采集等方面。实现节省投资、增强系统可靠性、简化系统、扩展方便等目的。
核心关注：拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用，蕴涵了丰富的ERP管理思想，集成了ERP软件业务管理理念，功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理，全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域，是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题：工业智能以太网I／O服务器在选煤厂的应用
相关文章
