SpectroBAY®:高效流程控制的在线数据

在化工、制药或食品工业的生产现场,通常要求对固体、液体或气体物质的处理掌握精确的产品构成成分。然而,很多生产目前仍然依靠费力的取样及实验室分析来控制。SpectroBAY 在线光谱分析平台则实现了实时检测,并将相关信息传送给工厂控制系统。

在化工、制药或食品工业的生产现场,通常要求对固体、液体或气体物质的处理掌握精确的产品构成成分。然而,很多生产目前仍然依靠费力的取样及实验室分析来控制。SpectroBAY 在线光谱分析平台则实现了实时检测,并将相关信息传送给工厂控制系统。

拜耳技术服务有限公司提供的SpectroBAY在广谱分析平台可用于流程质量监控和测定复杂混合物质的浓度。除了光谱分析系统本身外,优化的过程监控要求与生产过程相连接。与控制系统的数据链接是通过Beckhoff高性价比的BX3100 PROFIBUS总线端子控制器实现的。

最大的灵活性平台

SpectroBAY在线光谱分析平台是一个模块化的分析系统。在流程侧,它能为使用者提供所需格式的测量和信息。

在拉曼光谱分析中,用于近红外光谱、红外光谱、可是光谱、紫外线光谱的分光计,是较复杂的分析仪器。此光谱分析平台使那些主要设计用于试验检测的分析仪器可在线应用。

通过光缆系统中的连接分光计和测量探针,能更好地实现过程集成(一个分析仪能连接一个或几个探针)。

光谱信息的获得需要通过一台工业PC,该PC上运行相关软件评估,再经分析仪得到。“分析仪远程传送软件”(ARTS)由BTS公司开发,可将数据传输到控制系统。该分析软件还能实现可视化和获取数值和时间,并可作为功能控制、错误及现场维护生成NAMUR信号。

图2�0�2 SpectroBAY在线光谱分析平台。

ARTS的目的是为用户提供一个可参数化的选择来满足测量系统的需求,而无需通过特殊的程序或现场总线的Know-how技术。ARTS表现了SpectroBAY的模块化理念。在过程侧,从一个表中,可选择分析仪;在控制系统侧,对数据链接有详细的描述。

实现完整的系统控制

通过BX3100 PROFIBUS DP总线控制器实现过程数据与控制系统的链接,PC和BX通过串口协议通信。BX3100独立检测总线I/O模块的连接状态,并将该信息传送分析软件,有分析软件生成一个可参数化的列表。从该列表中可选择相应参数(如量程等),并发送回BX3100。

BTS的财务经理Dr. Helmnt Berg说:“这个方案的优势在于,在未来的升级改造中,模块化的总线端子系统可被便捷地扩展,一个新的总线端子被轻松地安装在DIN导轨上,进行数据读取和参数化设置。

除了传送模拟量数据,系统还可通过PROFIBUS DP或Modbus RTU/TCP进行传输。BX3100提供一个固定的过程映像(GSD文件),可方便地在控制系统侧配置。如果某个通信参数未被BX3100自动检测到,那是因为该参数被指定在控制系统侧,被ARTS软件菜单选取并传送给BX3100。一旦在此基础上建立通信,并行的修改能很容易地通过参数配置实现,BX3100还为PC实现看门狗功能。

图3专为操作需求设计的近红外光谱(NIR)测量单元。

通过BX3100,SpectroBAY持续提供控制测量系统的状态信息(如PC重启信息等)。

充分利用智能性

BX3100控制器的PLC功能也被应用在该项目中。在许多场合,外部传感器或执行器必须和测量系统相连接。一个典型的例子是需要定期清洗用于测量粉末或读取温度值的探针。通过ARTS的简单参数设定可在BX3100上实现需要的功能。

图4 用于PROFIBUS DP的中心端子控制器BX3100。

基于事先定好的文报,计算机和BX之间实现通信。灵活的BX程序选项使所有报文进行交换,包括故障管理,看门狗监视,都从应用功能中被完全地分离出来,这样的程序结构是制药和食品行业软件的一个必要条件。

Beckhoff组件支持整个系统的全部远程控制。通过一个Modem或ISDN连接,可实现低价高效的(如同BTS可提供快速的)全球支持,可实现直接的模拟调试(包括技术问题),或者任务确认等。

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