基于玻璃纤维的通信技术

作者:Robert Wilme 文章来源:Phoenix Contact公司 发布时间:2012-06-08


图1 Primagaz公司的一项重要经营业务就是为最终用户灌装丙烷气

在存储和运输丙烷气体时,安全第一。荷兰Primagaz公司在其荷兰Zutphen市的丙烷补给站安全设备的规划设计中,选择了德国Phoenix Contact公司研发生产的Profinet光纤网络控制器,以便更加可靠地对丙烷气灌装设备进行监控。

荷兰的Primagaz公司是荷兰最大的丙烷气供应商。每天从公司总部在Zutphen市开出的,向荷兰全境各用户输送丙烷气的大型储罐车多达20辆。公司总裁Hans Grotentraast先生说道:“作为有着4个储存和灌装站的Primagaz公司,我们的补给站是整个荷兰最大的补给站。这些丙烷气都由储罐车运输到3个大型补给站,每个补给站的储罐容积为200m3。出于安全考虑,这些储罐都埋在地下,周围填满了专门的保护砂层。储罐中的丙烷气将分灌到5~33kg的丙烷气罐中,用货车送到最终用户那里。”

Primagaz公司不只是把Zutphen市当做丙烷气的存储和灌装中心。作为一家技术服务公司,他们还为用户生产、供应共用的,并有生产、使用许可证的丙烷气罐。Primagaz公司的用户多种多样,如康乐中心、工业企业、农业企业和私人用户。为了保证整个厂区的安全,系统集成商Clearvision公司开发了一套能够对厂区不同地点进行监控的安全保护解决方案。


图2 Phoenix Contact公司为Primagaz公司提供的Profinet光纤PLC和远程I/O模块的电气控制柜

多样的安全防护装置

Henk Theunissen先生是Clearsision公司安全监控系统开发和安装的负责人。他介绍说:“这一安全管理系统是基于我们的Sky Walker广义安全管理平台基础上研发的安全监控系统。这一系统的一个重要功能就是对厂区边界的安全防护。除了传统的围栏之外,还安装了大量的灯光照明设备,以防止未经授权的人员进入厂区。另外,这一系统在厂区入口处利用摄像识别系统进行安全保护和监控。”

此外,还有一个“急停”控制系统,作为整个解决方案中对所存储丙烷气进行安全保护的措施。这一系统在厂区20个不同地点安置了可以关闭全套设备的急停开关。操作者只要按下这20个急停开关中的一个,安全保护系统就会执行多种安全保护措施。例如,切断供电电源、信号灯发出信号、消防用水随时准备灭火等。另外,Clearsision公司还开发了拥有不同报警等级的气体识别系统,当有气体外溢时,首先是发出报警信号。然后采取相应的安全保护措施、进入火焰识别阶段。当达到最高的报警等级时,火灾报警系统启动火灾报警器。这一解决方案也包括了技术报警提示,例如储罐或者压缩机的故障报警等。

平行的TCP/IP通信

Theunissen先生解释说:“通过这一安全防护和安全管理系统就可以对一个个分散的安全保护装置进行统一管理,并能够可视化地显示出来。这一平台由一台服务器和两个计算机工作站组成。作为通信技术的基础,使用的是光纤传导的Profinet网络。在这一光纤控制系统中使用的控制器是Phoenix Contact公司研发生产的ILC 330PN型Profinet网络控制器。它可以在远程I/O模块的帮助下完成与多个控制台、监控台之间的数据交换。”监控摄像机的数据传输使用的也是Profinet光纤网络。


图3 Promagaz公司总裁Hans Grotentraast先生(左)和Clearvision公司的Henk Theunissen先生说道:“这一系统易于操作使用,整个界面一目了然。”

这里使用的通信模式是一种性能强大的、能够自动调整传感器检测数据传输的系统,从而避免了安全识别系统潜在故障带来的通信失灵。当未授权人员进入某一禁区时,这一部位的指示灯会自动闪烁,以便使进入者更好地获取视觉警示信号。

Clearvision公司的这一解决方案是基于自我保护技术的安全防护系统,能够在断电时马上发出信号。Profinet光纤网络提供了足够的可靠性,这就是他们选择了实时以太网标准的原因。Henk Theunissen先生介绍说:“利用Profinet光纤网络也可以传送TCP/IP信号。我们利用这一可能性传送视频监控信号,用于安全系统的访问和Profinet光纤控制器ILC 330 PN的访问。”

2009年11月,只用了两天时间就把原有设备全部转换到这一安全防护和安全管理系统中,并开始投入运行了。Theunissen先生说:“我们用了一天时间对这一解决方案进行了测试。在做了个别小的修改之后满足了Primagaz公司的全部要求。现在,Primagaz公司利用这一系统也对Zutphen市的多个补给站进行安全监控和管理。其中包括Venray、Tilburg和Texel区的补给站。这些补给站中使用的也是Profinet光纤控制器ILC 330 PN。利用互联网实现与总部Zutphen的通信联系,并利用FL MGuard RS VPN防止黑客的非法入侵。”


图4 ILC 330 PN适合于在高精度要求的复杂系统中使用

高性能的通信技术

利用ILC 330 PN这种在线监控器使得Primagaz公司能够利用Phoenix Contact公司开发的300系列的控制器,从而能够利用高性能的仪器设备来对高要求、高复杂性系统进行优化。这一控制器以1kB数据的处理速度仅需11μs而著称。若用户需要的输入端口多于仪器内部的12个端口时,控制器可以灵活地按照所使用的标准和功能扩展在线模块。

由于使用了Profinet I/O控制器和设备功能,ILC 330 PN根据需要也可作为Profinet光纤网络中的主控级的可编程序控制器使用。除此以外也可在上一级具有Profinet网络控制能力的控制器控制下作为Profinet I/O设备使用。

这一仪器支持多种IT技术标准。利用安装在PLC的FTP服务器能够传输各种各样的数据,例如能够在闪存文件系统中传输和上传产品配方、源代码等数据。内置的OPC服务器能够把PLC程序中的数据转换成传统的可视化系统数据,例如Visu+的数据。

利用SNMP简单网络管理协议服务,ILC 330 PN能够实现以太网的管理,通过SNTP实现可编程序PLC的实时时钟与时间服务器的同步。另外,其特殊的专用模块能够实现控制程序与SQL/mySQL数据库之间的数据交换。最后,安装在可编程序控制器系统中的网络服务器无偿地提供了WebVisit软件编制的网页,能够通过数据交换与控制程序耦合起来。


图5 一年来,Primagaz公司都在使用基于Profinet光纤系统的安全保护和安全管理系统

高可靠性

Primagaz公司总裁Hans Grotentraast先生对这一Profinet光纤网络的解决方案非常满意,他说:“这一系统易于操作使用,界面一目了然。与迄今为止所使用的安全保护方案相比较,它以很高的细化程度表示了所有的信息。另外,视频监视系统还向我们不间断地提供了整个厂区的整体情况,例如灌装车的装卸情况,同时也可以监视驾驶员是否遵守规定的操作程序。”

与老系统相比较,这一新的安保系统的可靠性也有了进一步提高,这是非常重要的,在出现意外报警时,安全保护方案和措施都必须正确无误地正常启动。在这样的背景下,Primagaz公司选择了紧急自我保护系统。安全技术人员始终可以得到准确的图像信息,能够快速发现盗窃行为和薄弱环节。在下一步自动化工作中,安全监控将扩展到互联网中,这样负责安全保护的职工便可以不受地点限制及时采取有效的安保措施。

Henk Theunissen先生补充说道:“Profinet光纤网络很好地满足了工业用户的要求,而且非常可靠。另外,我们基于Lotus软件的GBS管理系统也与以太网标准相互兼容。这样,其他的技术控制系统,例如秤量系统可以与主控系统和监控系统联系起来。”在出现事故时,所有的安全防护措施都能启动。利用这一系统,Primagaz公司还可以检验发放的出入证是否正确,并把检验结果记录下来。这一系统的另一个优点,是可以编制各种不同数据的报告,例如报警数据的报告。总之,它为Primagaz公司提供了更多的管理信息和数据。

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