WAGO现场总线产品在面粉生产控制系统中的应用

我国是一个农业、粮食生产及消费大国。谷物是我们民族能够生存和发展的必要条件。面粉加工业是与人类一同永存的。由于面粉加工业是粮食生产向人类消费过渡的桥梁，是食品生产的原料工业和基础工业，因此无论未来的科学技术如何先进，都不能取消面粉加工业，而必须不断地促进其提高和发展。近年来，我国人民生活正在向富裕小康型过渡，国民对谷物产品的消费已向优质化，功能化，绿色化方向发展。可以说，生产、开发适应市场要求和人民消费水平的谷物制品，是谷物加工业在新世纪内肩负着的一项重要使命，面粉加工业更是任重道远。

面粉企业生产的面粉，其中一项很重要的质量指标就是面粉质量的稳定性，这就要求面粉企业对加工设备的连续运行，生产的稳定性有一个良好的把握，一个企业要想在激烈的行业竞争中取得一席之地，就必须用先进的自动化控制技术来武装自己。

目前，很多知名面粉企业都采用基于PC、PLC产品的分布式控制系统（DCS），其主要特点之一是现场侧设备与控制器之间的连接是一对一的连接方式，其传输信号为4-20mA（模拟量）或24VDC（开关量）。这种连接方式使设备与设备之间、系统与系统之间、系统与外界之间很难进行信息交流，在一定程度上成为“信息孤岛”。随着现场总线控制系统（FCS）的发展，总线控制技术的特点和优势越来越明显，将WAGO现场总线产品应用于面粉生产过程的自动化控制系统中，必将对面粉加工业的自动化水平产生巨大飞跃。

1.现场总线

1.1现场总线的特点

现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字化、实时、双向传输、多分支结构的通信网络。它主要解决现场的智能化仪表，控制器，执行机构等现场设备之间的数字通信问题，以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

现场总线的通信方式是使用一根通信电缆，将所有符合现场总线标准的现场设备及控制单元相互连接起来，以构成设备级与车间级的数字化通信网络。

其主要特点为：

1.系统精度及可靠性高，系统集成大大简化。可维护性好，并能充分发挥现场智能型设备可数字式传输的特点。

2.功能分散，反应速度提高，现场仪表具有高层次功能，某种程度上承担了系统的控制功能。

3.通过增加本安物理通道，可应用于危险区域。（本安防爆：本质安全防爆技术，是一种以抑制电火花和热效应能量为防爆手段的“安全设计”技术）

4.现场仪表之间可以通信，实现了现场仪表的自律分散控制。

目前，国际电工委员会（IEC），认定通过的8种现场总线为现行的现场总线技术标准。它们分别是：

①基金会现场总线FF；②ControNET；③Profibus；
④P-NET；⑤FF高速以太网HSE；⑥SwiftNET；⑦WorldFIP；⑧Interbus-S

2.2DCS系统与FCS系统的比较

1.DCS系统是一个大系统，其控制器功能强大，在系统中承担着十分重要的作用，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。而FCS系统将功能下放得较彻底，信息处理现代化。数字智能现场设备装置的广泛采用，使得控制器的功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用，边扩，边投运。

2.DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容。而FCS系统是开放式系统，用户可以选择不同厂商，不同品牌的各种设备连入现场总线，达到最佳的系统集成。

3.DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须有D/A与A/D的转换。而FCS系统是全数字化，就免去了D/A与A/D的转换，高集成化高性能，使精度可以从±0.5%提高到±0.1%。

4.FCS系统可以将PID闭环控制功能装入变送器或执行器中，缩短了控制周期。目前，可以从DCS系统的每秒2～5次，提高到FCS系统的每秒10～20次，从而改善调节性能。

5.DCS系统可以控制和监控工艺全过程，对自身进行诊断，维护和组态。但是，由于自身的致病弱点，其I/O信号采用传统的模拟信号，因此，它无法在DCS工程师站上对现场仪表（含变送器，执行器等）进行远方诊断，维护和组态。FCS系统采用全新数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能。FCS系统采用双向数字通信现场信号制。因此，它可以对现场装置（含变送器，执行机构等）进行远方诊断，维护和组态。FCS系统的这一优越性是DCS系统无法比拟的。

6.FCS系统由于信息处理现场化，与DCS系统相比，可以省去相当数量的隔离器，端子柜，I/O终端，I/O卡件，I/O文件及I/O柜，同时节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积，可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计，安装和维护费用。

7.FCS系