西门子在线色谱分析仪网络的应用解析

　　1　引　言

　　一般在线色谱仪到DCS信号传输时采用模拟信号4~20 mA硬线点对点连接,结构复杂,信号冗余传输较难实现。若能实现也需更多硬线连接和相应设备,其成本较高,不利于色谱仪集中管理,直接增加维护人员的劳动强度,事倍功半。*

　　SIEMENS在线色谱分析仪网络技术的应用,实现了对色谱仪网络化管理、远程控制和集中管理。其采用了网络设备冗余、设备供电冗余和环网网络等多重措施,极大提高了色谱仪数据传送的实时性、可靠性和准确性,有效保证了工艺生产的长周期安全稳定运行。

　　2　色谱网络结构

　　下文中将以两个中心控制室的色谱网络为例,介绍西门子色谱网络。其中这两个控制室分别为CCR1和CCR2。西门子色谱网络由若干台西门子色谱仪(MAXUM II型)、若干个冗余环网组成。这些环网分属于不同的各个装置、不同装置的分析小屋、各个装置控制室(FRR)和两个中心控制室(CCR1和CCR2)。通过SCALANCE S613 V2工业防火墙设备选择性允许外网安全访问色谱网络。

　　色谱网络由三层冗余拓扑环网组成,如图1所示。三个粗线圈代表三层不同环网: FAH(分析小屋)为第一层环网, FRR(机柜间)为第二层环网,CCR(中心控制室)为第三层环网。每层环网交换机供电冗余和设备冗余,实现真正网络信号传输冗余。

　　环形网络是指使用一个连续的环将每台设备连接在一起。它能够保证一台设备上发送的信号可被环上其余设备都收到。环网拓扑结构是不需要终结器的封闭形拓扑结构。令牌环形拓扑结构形成一个逻辑环,但由中央集线器相连。它在物理上呈星形拓朴的电缆配置,实际上在集线器内形成环。当工作站连接到集线器时,电缆从集线器连到工作站,然后返回到集线器,使环延伸到工作站。当加入另一集线器时,电缆从第一个集线器的出环连接端口到第二个集线器的入环连接端口,再从第二个集线器出环连接端口返回到第一个集线器的入环连接端　　口,依然维持了环形结构。

　　环网冗余指当网络出现线缆连接中断时,交换机接收到此信息,激活其后备端口,使网络通信恢复正常。同时,设备的故障继电器闭合,报警指示灯向用户发出故障提示。线缆修复正常后,继电器和指示灯恢复到正常状态。

　　西门子色谱分析仪网络结构及其组成:

　　第一层环网分别位于全厂各个装置的分析小屋中。每个小屋环网由两个X202-2IRT和与小屋内色谱仪相同数量的X208构成。X208与色谱仪中SY-SCON模块的RS485端口连接;

　　第二层环网分别位于各个装置控制室。各个装置机柜由一个X208、两个X204-IRT、两个NAU、两个或四个X204-2和1台PC机构成。X204-2通过多模光纤(Multi-Mode Fiber-Optical)与第一层网络中X202-2IRT连接通信;