基于ABB 800xA扩展自动化的过程控制系统
日照海大自动化 方瑞华
1：系统800xA控制器
系统800xA控制器、通讯接口、
I/O模块能够满足工业自动化行业中
最关键性的需求。
结合ABB在通用及工业流程和电力
自动化领域的丰富经验，800xA控制
及I/O产品为客户提供强大且多样的
的解决方案，不但适用于大规模、集
成的自动化和电力应用，对小型混合
系统也同样适用，从而有助于提高资
产投资收益，实现过程可用性及维护
能力的最大化。
2：工程工具
系统800xA的工程工具可提供实时的
信息集成，便于快速安全访问。在通
常工程环境下，系统800xA工程工具
支持一致性信息流程，包括从设计、
安装、试运行，到正常运行和维护。
为各类信息流运行，生命周期改善奠
定了坚实的基础，从而实现最大效益。
系统800xA的工程工具具有以下特点：
全集成化工程环境，开发和重新利用
系统标准，如合成控制逻辑模块、操
作显示模块、现场设备集成、资产监
控、维护支持、文档信息等。
系统内所有数据具有单一数据源
完整库数据，简化工程流程
3：系统800xA 操作
系统800xA操作关注操作员及
人体工学的最优化设计，提供一
套高度集成且方便使用的HMI，
提供整体流程可访问性、安全系
统、维护系统及其他第三方系统
信息的高度集成。
过程操作员一直面对恒定的挑战。我们期望操作员能够在长期
正常运行下实现卓越的生产效率、在故障出现的第一时间进行响
应、在异常逐渐增强时仍能进行全面控制。系统800xA操作员站
可以实现对日常挑战和意外事故进行迅速且正确的决策和响应，
致力于缩短停工期、减少能源损耗和维护成本。
4：系统 800xA I/O
系统800xA提供一个全范围的工业I/O系列产
品来供用户选择，从而更加优化系统的成本和
性能。用户可以选择远程和本地安装、通过导
轨式安装，以及选择连接本质安全信号的模块。
这可以帮助您实现更好的控制、最大化的性能
以及更低的成本。
S800 I/O既有低成本、标准功能型的模块，也具有高端功能件
配置，比如热插拔、HART、时间标签、I/O冗余以及确保最佳安
装与运行必需的灵活的安装件。
S900 I/O提供将I/O直接安装在现场的手段，尤其是危险场所，可
以一直安装到EExi环路的1/2区。S900符合这类I/O系统的标准，具有
热插拔、冗余、HART和诊断功能。
5：现场总线和网络通信
来自ABB和第三方厂商经过认证的范围
广泛的现场设备都可以使用在系统800xA中。
通过设备集成中心（DIC），我们可以更好
的管理和增强这些库的使用。这项服务还
可用于我们客户的特殊需求。
我们应该使用那些现场总线？
答案取决于应用和您在现场已经安装的设备。一个优化的解决
方案可能会使用更多的现场总线。例如，新的“模拟量”设备可
以得益于Foundation Fieldbus，而新的“离散量“设备可以得益
于PROFIBUS，PROFINET，DeviceNet和Ethernet/IP。电气集成
可以通过IEC 61850，Ethernet/IP，PROFIBUS，DeviceNet，
MODBUS或者其它协议。
6：通过认证的第三方产品
许多主要的品牌都选择认证他们的产品可以连接到系统
800xA，来确保互操作性和稳定运行。Industrial IT指ABB承诺
开放自动化和电力解决方案以及服务的互连接性，并致致力于
为客户持续地改善生产力。
认证流程适用于那些可以与系统800xA进行互操作的产品和
解决方案。这些产品和解决方案经过认证可以提供“即插即用
”的功能，帮助客户降低投资总成本。当一个产品通过产品制
造商的研发和测试后，需要通过认证流程来检验这个产品与系
统800xA的互操作性。认证流程为客户确保通过认证的产品所
交付的技术价值。
该化工厂项目为我公司2013年
重点项目，项目整体由外方专家设
计，我公司负责整个工厂的自动化
系统、电气系统、仪表阀门等。
该工厂安装标准现代化工厂设
计，控制系统、仪表阀门全部采用
了世界最先进技术，公司领导对该
项目非常重视，目前该项目已经全
部安装调试完毕，试生产也已圆满
完成。
以下几节我将逐一介绍该项目
的自动化系统，电气、仪表阀门等。
1:控制系统架构
PM861CI854CI854CI854
CI801 CI801
AI810
AI810
A0810
A0810
DI810
DI810
DI810
DI810
DI810
D0820
D0820
D0820
D0820
耦合器
S900站1
S900站2
S900站2
S900站2
DP/PADP/PADP/PA
… …
:S800 I/0和Profibus-DP通讯
PM861CI854CI854CI854
CI801
AI810
AI810
A0810
A0810
DI810
DI810
DI810
DI810
DI810
CI801
D0820
D0820
D0820
D0820
Profibus-DP
模拟量输入信号，如电机电流大小，
称重值大小等。。。
模拟量输出信号，如变频器调速信
号等。。。
数字量输入信号，如某个电机的运
行信号、故障信号等。。。
继电器输出信号，如启停某
个电机的信号等等。。。
DP主站
DP从站
:S800 I/0和Profibus-DP通讯
ProfiBus是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准，也是目
前国际上通用的现场总线标准之一。ProfiBus是属于单元级、现场级的
SIMITAC网络，适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的
厂商开发各自的符合ProfiBus协议的产品，这些产品可以连接在同一个
ProfiBus网络上。ProfiBus是一种电气网络，物理传输介质可以是屏蔽
双绞线、光纤、无线传输。
ProfiBus-DP的传输特点
1：传输介质：双绞线、光纤
2：传输速率：-12Mb，一般取用。
3：传输距离：小于。
4：结构：总线型或者树形拓扑结构，需要有终端电阻。
:S800 I/0和Profibus-DP通讯
本项目中使用的传输介质：专
用的DP通讯电缆。
该电缆由西门子公司生产，该
电缆具有双层屏蔽，内芯为红
绿标准颜色，可配合DP接头快
速构成规范的接地。
本项目中使用的总线接头：专
用的DP通讯接头。
该接头由西门子公司生产，该
接头内置终端电阻，可有硬件
开关决定是否使用，配合DP电
缆使用，构成规范的DP网络。
:S800 I/0和Profibus-DP通讯
项目使用的DCS柜：
该DCS柜集成由我公司完成，
符合国家对DCS柜组装验收规
定。
柜体采用威图机柜，设计合理，
质量可靠。
柜内元器件布局合理，美观大
方。
:S900 I/0和本安型Profibus-DP通讯
PM861CI854CI854CI854
耦合器
S900站1
S900站2
S900站2
S900站2
采集现场阀门的信号，控
制阀门的关闭开启，给显
示单元提供模拟量信号
DP主站
对通讯总线进行耦合，使之可
以进入防爆区域
:S900 I/0和本安型Profibus-DP通讯
RS485is耦合器：
该耦合器为德国赫斯曼产品：
用于从PROFIBUS DP 转换为
本安型PROFIBUS 。
用于连接本安型PROFIBUS
DP 站和所有具有EX i DP接口
的第三方设备
在危险区域也可作为中继器使用，可作为安全光栅，属于
有源总线站，无需配置。
连接危险区的DP从站所使用的电缆必须为本安型的DP通讯
电缆，通常该电缆为淡蓝色以便于明显认出。
:S900 I/0和本安型Profibus-DP通讯
S900现场从站特点：
可安全的应用与危险区1区
2区的I/O模块
模块化设计，支持热插拔
电源模块和通讯模块可冗余
配置
可使用HART协议进行数据
组态设定，读取状态
:S900 I/0和本安型Profibus-DP通讯
S900现场从站构成：
电源模块：可冗余配置，可按照与危险区1区内。
通讯模块：可冗余配置，具有本安型Profibus-DP接口，配合本安型接头（淡蓝色）。
I/0模块：一个S900从站底板可以安装16个I/O模块。例如：数字量I/O模块，电磁阀
驱动模块，继电器输出模块，频率输入模块，模拟量输入模块，模拟量输出模块等等
。。。这些模块配合本安型设备可直接构成本质安全型回路而不再需要安全栅。
:本安型防爆介绍
本质安全源于按GB —2010标准生产，防爆电器设备的分类，防爆电器
分为隔爆型、增安型、本质安全型等种类，本质安全型电器设备的特征是其
全部电路均为本质安全电路，即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火
花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。也就是说该类电器不是
靠外壳防爆和充填物防爆，而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火
花或热效应的能量小于, 即瓦斯浓度为%（最易爆炸的浓度）最小点
燃能量。
本质安全防爆方法是利用安全栅技术将提供给现场仪表的电能量限制在既
不能产生足以引爆的火花，又不能产生足以引爆的仪表表面温升的安全范
围内，从而消除引爆源的防爆方法。
对于仪表检测和控制回路而言，限制能量首先意味着限制电压和电流。又
由于电容和电感能够储存和释放电能量，因此电容和电感也须限制。
:Profibus-PA
PM861CI854CI854CI854
DP/PADP/PADP/PA
… …
DP主站
DP/PA耦合器，由Profibus-DP
协议转换为Profibus-PA协议，
并给现场仪表供电和通讯
现场智能仪表，具有Profibus-
PA通讯协议，本安防爆型EXia
:Profibus-PA
Profibus-PA的特点：
PA在从站设备的行规中定义了应具有的特性，从而保
证了不同设备制造商产品的互操作性和互换性；
PA使用同步传送技术IEC61158－2；
通过总线供电模式，PA可以在有爆炸危险的场合使用；
PA使用FISCO模式，使得本质安全网络得以延伸；
由于使用了GSD、EDDL、FDT/DTM，PA方便了设备的
管理，并奠定了优化资源管理的基础。
:Profibus-PA
IEC61158－2的特点：
数据传送 其方式为数字式、位同步、电压模式，固定
的波特率
数据可靠性 采用前同步信号和起、止界定符来避免差
错。
电缆 使用双绞线屏蔽电缆（视使用场合而定）。
爆炸场合的保护本质安全（EEx ia/ib），
远程供电 通过信号电缆实现。
连接网络 可以是线型、树型、星型或混合型。
站点数量 总的站点数量可达126个，每段可达32个，具
体数量要根据系统总的电流损耗量而定。
电缆长度 最长可达1900m，在危险区域最长可达1000m。
中继器 最多可扩展至4台，使用中继器可使电缆距离延伸到10km。
:Profibus-PA
本项目使用的DP/PA耦合器：
本DP/PA耦合器为德国P+F公
司生产：
分别有耦合器底板，DP/PA
耦合器，电源底板，现场供
电模块构成：
每套系统由四个网段组成，
每个网段有单独的供电，个
网段之间互不影响
该P+F的DP/PA为免配置型，无需在硬件组态中组态，而直接
组态现场智能仪表。
:Profibus-PA
规范的现场智能PA仪表的连接1：
PA仪表接线盒 。。。。
PA仪表
PA仪表
PA仪表
PA仪表
PA仪表接线盒
PA仪表
PA仪表
PA仪表
PA仪表
:Profibus-PA
规范的现场智能PA仪表的连接2：
PA仪表 PA仪表 PA仪表
。。。。
PA仪表
需要使用终端电阻：
:Profibus-PA智能仪表介绍
E+H智能温度变送器TMT84
：
温度变送器带通用型双输
入通道，采用PROFIBUS-
PA 通信，可以将不同类
型的输入信号转换成数字
量输出信号
iTEMPTMT84 具有高信号可
靠性、高长期稳定
性和高测量精度，具有高级
故障诊断功能( 尤为
适用于恶劣工况条件)
:Profibus-PA智能仪表介绍
E+H智能压力变送器PMP71：
该压力变送器可以选择为
Profibus-PA智能型，能
对多种液体气体等的压力
进行测量。
具有多种过程连接接口，可
按照需求选择。
多种压力范围选择，可进行
压力或者液位等的测量。
:Profibus-PA智能仪表介绍
罗斯蒙特智能差压变送器
3051：
共面平台支持集成压力、
流量和液位方案
回路诊断功能实现对整条电
气回路健康状况的
预测能见性
本地操作界面（LOI ）提供
易用的变送器就地
配置能力
:智能阀门定位器
本项目中所使用的控制
阀的定位器全部为智能
阀门定位器：
所选用的品牌为西门子：
具有PROFIBUS-PA 通迅
接口（EEx ia ）。：
直行程和角行程执行机构采用同一型号的阀门定位器
三个按键和双行LCD 显示可实现简捷的操作和编程
手动操作时无需另外的设备
谢谢！
