Pakscan

Pakscan系統(tǒng)特點

Pakscan雙線控制系統(tǒng)與其他的現場總線控制方式相比具有以下優(yōu)點：

1）可靠性高

Rotork Pakscan雙線控制系統(tǒng)已有20年的使用歷史，該系統(tǒng)主工作站可熱備份（冗余）線路上一處出現短路和接地時，系統(tǒng)可繼續(xù)工作并發(fā)出報警。

2）兼容性強

Rotork Pakscan雙線控制系統(tǒng)不僅可對Rotork執(zhí)行機構進行控制；同時，通過GP FCU通信卡還可對其他廠家的執(zhí)行機構和現場儀表進行控制。在新近建成投產的廣州白云機場項目中，Pakscan雙線控制系統(tǒng)在對Rotork執(zhí)行機構進行監(jiān)控的同時，將其他液位儀和變送器等現場儀表的監(jiān)控信息通過雙線控制系統(tǒng)送到控制室。

Pakscan系統(tǒng)組成

Pakscan IIE雙線控制系統(tǒng)是一個以電動閥門執(zhí)行器為主的智能化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中有三個組成部分：現場單元、雙線回路和主工作站。

現場單元

在一個雙線控制系統(tǒng)中，長達20km距離內主工作站可控制240臺現場設備，采集現場執(zhí)行器的重要數字和模擬數據，掃描周期為1.89s，結點間無距離限制，無需中繼器。

Pakscan現場單元是一塊在雙線系統(tǒng)中用于通信的袖珍卡件。作為選件，被安裝在Rotork執(zhí)行器之中，與執(zhí)行器的基本控制電路配合使用。每個現場單元在雙線回路中都有其唯一的地址，只對發(fā)自主工作站的正確命令作出響應。Rotork還有與Pakscan現場單元類似的，數據收集和控制發(fā)送單元。[可將其他廠家的變送器、電磁閥、泵和攪拌器等現場設備信息采集到Pakscan雙線控制系統(tǒng)中。

雙線回路

雙線回路與執(zhí)行器的聯(lián)接非常簡單。電纜是一條容易安裝的全屏蔽雙絞線，在所有應用中具有易安裝、易維護、低成本和高效率的優(yōu)點。雙線電纜順序地與每一執(zhí)行器接入或接出，它們起源于并返回至主工作站，形成一雙線回路。因為每臺現場設備都是雙向連接的，就構成了一個冗余的通信線路。

正常操作情況下，通信電流信號沿環(huán)路的一條線從主站控制器的端口A流出，經該環(huán)路從端口B流回，此時，另一條線路是冗余的。當有一處線路發(fā)生故障時，該處故障線路被閥門屏蔽，故障線路兩邊的智能閥可通過各自的環(huán)路與主站控制器通信；當有兩處線路發(fā)生故障時，這兩處故障之間的智能閥都被屏蔽，兩處故障之外的智能閥依然可以通過兩“臂狀”環(huán)路與主站控制器通信。

主工作站

主站控制器是由主CPU卡、環(huán)路通信卡、電源、液晶顯示器和16按鈕鍵盤組成的盤裝智能儀表。它內部有兩個固定的數據庫：一個是現場單元數據庫，負責接收并記錄從兩線環(huán)路傳來的智能閥的地址、轉矩、開度等數據，根據從上位機傳來的讀寫命令控制閥門的運動，該數據庫從邏輯上劃分為四個區(qū)，每個區(qū)記錄60個閥門的數據；另一個數據庫為主站控制器狀態(tài)及自診斷數據庫，負責記錄通信協(xié)議的有關狀態(tài)并向智能閥發(fā)布命令。通過主站控制器的按鍵和液晶顯示器，可以實現讀取智能閥的開度、轉矩、地址等數據，控制閥門的開閉，接收報警信號及與PLC通信等功能。

Pakscan IIEMaster Station是Rotork主站控制器中的一種，它為雙重熱備結構，在主控制器出現故障時可以自動切換到熱備控制器。Pakscan IIE Master Sation有一個RS-485通信口和一個RS-232通信口，它們可通過Modbus協(xié)議與PLC通信。其中RS-232通信口可以不通過PLC直接連接打印機，打印報警信號。

固化于主工作站中的Pakscan軟件包提供了一套先進的、標準化的預先工程化的控制系統(tǒng)。使用主工作站的顯示器和鍵盤能對Pakscan IIE雙線控制系統(tǒng)進行通信、控制等方面的組態(tài)。在需要直接操作控制的場合，可在主工作站上控制現場設備的“開”、“關”等。

作為雙線控制系統(tǒng)的基本現場設備，Rotork執(zhí)行器家族中有IQ，A，AQ和Q等系列產品，都是模塊化結構設計的智能型執(zhí)行器，集聯(lián)鎖電磁閥、閥位行程開關、模擬閥位變送器等于一身。

為完成不同的工作需要，只需在執(zhí)行器中更換不同功能的現場單元模件。有Pakscan現場單元、Folomatic（閥位比例控制）單元、數據記錄器單元和電流扭矩變送器單元等。

陜京二線輸氣管道工程電動閥門采用Rotork公司Pakscan執(zhí)行器現場總線控制系統(tǒng)。

1、系統(tǒng)結構

本工程現場智能電動閥監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖如圖6所示。

站控系統(tǒng)采用美國AB公司的Controllogix雙重熱備型PLC系統(tǒng)，通過PLC控制總線型電動閥門（IQ actuator）的開停閉。上位監(jiān)控站可監(jiān)視各個智能閥的閥位狀態(tài)、閥位值以及報警信號，并可執(zhí)行開閥、停閥和關閥操作。

Pakscan IIE主站控制器與站控系統(tǒng)之間采用Modbus協(xié)議通信，以Port1的RS-485接口連接。正常運行情況下，主PLC和主控制器工作，從PLC和熱備控制器分別與主PLC和主控制器保持同步。智能閥將數據傳送給主控制器，主PLC通過RS-485接口從主控制器中讀取數據，并向其發(fā)布命令，主控制器再執(zhí)行命令，驅動智能閥按命令運轉。當主PLC或主控制器出現故障時，系統(tǒng)能分別自動切換到從PLC或熱備控制器。

由于系統(tǒng)中采用的是Modbus通信協(xié)議，1臺PLC可以連接多臺Pakscan IIE主站控制器，因此，若現場智能閥較多，系統(tǒng)可以很方便地擴展而且連線簡單。

2、監(jiān)控系統(tǒng)的通信

站控系統(tǒng)選用Modbus RTU主通信模塊（master）。Pakscan IIE主站控制器是一個遠程終端單元，做為Modbus從設備（slave）。PLC的CPU通過Modbus RTU主通信模塊控制Pakscan IIE主站控制器的讀寫，被稱為Modbus host。系統(tǒng)采用單Modbus host兩線通信方式，該方式最多可以連接32個Pakscan IIE主站控制器。

主通信模塊的程序設計有三部分內容：初始化通信模塊、讀寫Modbus/RTU數據、監(jiān)測通信狀態(tài)。

通信模塊的初始化工作主要是配置三個初始化控制塊的參數：Slave控制塊（SCB）、信息控制塊（MCB）和通信要求參數塊（COM_REQ）。SCB是個15個寄存器長的數據塊，功能是定義與其通信的Slave的型號、個數、狀態(tài)等參數，每一個Slave需要定義一個SCB塊。MCB是由6個寄存器長的數據塊組成，功能是定義Master要求每個Slave執(zhí)行的命令信息，包括命令類型、RTU引用地址偏移、PLC引用地址偏移、主機號等參數，每一種命令需要定義一個MCB塊。COM_REQ是由17個寄存器長的數據塊組成，功能是定義通信方式、端口控制字及監(jiān)測SCB和MCB的狀態(tài)參數等，每一端口需要定義一個COM_REQ塊。所有這些初始化參數在PLC上電或冷啟動初始化的第一個掃描周期內加載到RTU主通信模塊，此后RTU主通信模塊負責與Pakscan IIE主站控制器通信，而PLC則與RTU主通信模塊交換數據。

讀寫Modbus/RTU數據和監(jiān)測通信狀態(tài)的編程相對簡單，只要讀寫初始化時定義的相應PLC參數地址即可。2100433B

作為單一的或者熱備份主站的變體，Pakscan可以控制240臺執(zhí)行器以及通過安全的場地連接對其它場地設備進行控制。產地數據流電纜可達20km，所以在不需要中繼器的情況下，也可以輕易的對遠距離閥門進行控制。

Pakscan系統(tǒng)易于安裝和使用，也成就了目前全球有超過7萬臺Pakscan控制的執(zhí)行器安裝與世界各處的各類場地。