摘要：本文闡述了一種鍋爐現場總線控制系統的設計理論和實現方法，從硬件和軟件兩方面分別做了論述，從實際運行結果來看，該系統提高了控制的安全性、穩定性和經濟性，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：鍋爐控制；現場總線控制；FLX；FCS

　　我國現有中小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的1／3，目前大多數工業和民用鍋爐仍處于效率低，環境污染嚴重，安全系數低的生產狀態。為了提高鍋爐的熱效率，降低耗煤量，采用鍋爐的自動控制系統日益廣泛，作為鍋爐的控制裝置，其主要任務是保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，減輕工作人員的勞動強度。綜合考慮，我們采用SHCAN2000總線控制系統來實現對鍋爐的控制。SHCAN2000總線控制系統是基于CAN總線的現場總線控制系統(FCS)，由于鍋爐控制系統對實時性和控制的可靠性要求較高，所以軟件的要求也較高，而Intellution公司的FIX監控軟件能滿足這些要求。本文針對大連金源小區供熱系統中兩臺20噸低壓熱水鍋爐的特點。以FCS系統為基礎，介紹了一套鍋爐現場總線監控系統方案，從實際應用中取得了比較好的控制效果。
　　整個系統工作原理為；從控制現場宋的4-20mA或1-5V的標準信號，送至SHCAN2000型現場控制單元。信號在其中經處理后可由其AO或DO端口輸出，經信號調理模塊去控制現場設備；也可根據需要發送到CAN總線上，總線上其它現場控制單元或上位機系統根據事先設計好的驗收碼和驗收屏蔽碼，來判斷是否接收該信息。傳送到上位機的信息，可以通過上位機監控軟件進行顯示、控制、記錄以及報警、打印等。

1　鍋爐現場總線控制系統的硬件體系

　　SHCAN2000總線控制系統不同于傳統的集散系統(DCS)，它具有DCS的先進技術和完善的功能，特別適用于中、小型裝置的生產過程控制，它是計算機技術、控制技術、通訊技術綜合利用的結果，是新一代的全數字、全分散、全開放的現場總線控制系統[3]，控制系統設計思想為：從現場傳感器(鉑電阻、壓力變送囂等)測得的信號經信號調理模塊(溫度變送器、輸入端安全柵等)送至智能控制單元，在智能控制單元中經過運算處理后，形成控制信號。控制信號再經信號調理模塊(溫度變送器、輸入端安全柵等)返送至現場執行器(電磁閥、切斷閥等)。不同的智能控制單元作為控制中心可以通過CAN總線互相通信，并可以將需要監控的信號送至上位機，實現人機交互。
　　SHCAN2000總線控制系統由三層網絡組成：最底層為低速現場總線連成的控制網絡，連接各種智能儀表及調節閥等現場設備，各控制器節點下放到現場，構成一種徹底的分布式控制體系結構：中間的一層采用中速網連接控制器、遠程I／0及智能I/O設備，形成系統網絡；量上一層即決策層，采用高速以太網連接各種控制器和站級計算機。如圖1所示：
　　SHCAN2000型系統的總線通信標準采用CAN2．0B。CAN總線的短幀結構、CRC校驗以及錯誤節點自動關閉功能，保證了信號傳輸的可靠性。在操作站一側，工業PC機通過網卡作為數據緩沖與CAN總線網絡連接；在現場控制單元一側，數據緩沖由SJAl000和82C250芯片組成的標準CAN總線接口來實現。CAN總線通訊軟件完成上位機與實時數據庫之間、任意兩個實時數據庫之間的雙向數據交換，當任意兩個SHCAN智能測控組件的實時數據庫之間交換數據時，不需要上位機的干預，并符合IS011898標準和CAN2．0B技術規范，最大通信速率1M bps，最遠通訊距離達10Km。
　　SHCAN型智能測控組件是直接完成采集和控制功能的智能單元，可單獨運行，作為獨立的回路調節器，也可將該組件放在現場附近，通過網絡組合成一個完整的數據采集和控制系統。每個SHCAN智能測控組件都固化有不同的采集和控制軟件，可通過實時組態和參數設置完成不同功能組合、過程信號的采集、工程量轉儀、信號補償、線性化處理、PID運算、自動報警、故障白診斷、PID參數自動整定等等。
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圖1 鍋爐現場總線控制系統硬件體系
　　現場總線控制系統“功能全分散”的特點，使現場控制單元成了控制系統的核心。SttCAN2000型現場控制單元采用了由實時多任務操作系統、實時監控軟件、任務級組態軟件、實時數據庫等構成的現場智能測控儀表軟件組成集成技術，支持在線組態。