摘要：總線電動執行機構在工業自動化控制過程中的應用越來越廣泛，本文介紹了現場總線電動執行機構在熱網預付費管理系統的應用，以便供熱企業能有更好的手段來提高熱網管理水平，提升整個熱網的經濟效益。
關鍵詞：現場總線、電動執行機構、熱網預付費管理系統
1 引言
電動執行機構是過程控制中的重要執行單元設備，具有行程控制、轉矩保護、手動操作等功能，可以將上位控制設備和系統給出的控制信號轉化為閥門所對應的位移，驅動閥門、擋板等設備至所要求的位置，調節和控制流量、溫度、壓力等過程參數，實現對生產過程的自動控制，保證生產的穩定運行。
近年來，隨著信息技術和自動化技術的發展，控制系統發生了新的變革，現場總線是順應這一形勢迅速發展起來的一種工業數據總線，它主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信，以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題。由于現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優點，逐漸在執行機構得到應用，讓現場總線執行機構越來越多的應用到供自動化控制過程中。
與常規的熱網計量監控系統相比，預付費熱網管理系統增加了控制軟、硬件。軟件主要是控制邏輯、硬件主要是熱網用戶端增加帶控制功能的流量積算儀、預付費控制器、電動閥門等。功能主要體現在當熱用戶向預付費管理系統中充值后，在預付費管理系統下才能正常開啟電動閥門。當余額高于設定的報警限值時，用戶正常用汽；當余額大于零但低于報警限值時，預付費管理系統自動向熱用戶管理人員發送短信報警，提示熱用戶及時充值，保證正常用汽；當熱用戶賬戶余額等于零時，預付費管理系統通過控制電動執行機構切斷熱用戶用汽。當熱用戶在用汽過程中有違反用汽合同規定的事項或現場出現故障時，熱網運行管理人員也可以遠程控制電動執行機構關閉閥門切斷蒸汽。
目前在預付費管理系統中大多采用傳統的多線制執行機構，因其存在硬接線節點、沒有智能通訊功能、無法限制欠費熱用戶私自開啟閥門等缺點，一些供熱企業正逐步淘汰多線制執行機構，逐漸采用技術更為*、功能更為強大的總線型電動執行機構。
2 科遠股份S系列現場總線執行機構的特點
科遠股份S系列總線執行機構提供多樣化強大的總線控制技術，在統一總線控制下將執行機構采用雙絞線連接在網絡中，所有執行機構的控制信號、反饋信號以及設置信息與控制系統(DCS/PLC)信息交換和數據傳輸，適應各種自動控制要求。
S系列總線執行機構多樣化總線技術可實現雙向通信、在線參數設定、在線校正與在線診斷等多種控制技術要求的功能。用戶在集控室就可以對現場的執行機構進行標定、參數設置、功能組態、在線監測、故障分析和維護等操作。
采用現場總線執行機構需要使用的輔助設備少，無需任何隔離、轉換和輸入輸出模塊，可以減少大量信號電纜、配件及相應的安裝和檢修工作。能與控制系統融合，有效提高自動化控制水平，實現數字化工廠。
S系列總線執行機構提供多種總線通訊方式：
PROFIBUS：工業自動化控制領域中，PROFIBUS是國際上主要的高速數據通訊的網絡協議，PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術?？蓪崿F現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供可行的解決方案：(1)科遠股份PROFIBUS-DP接口模塊V0可提供有關閥門和執行機構的各種控制信息和反饋數據的周期性循環數據；V1可提供執行機構非循環數據交換與循環數據，對執行機構進行全面的診斷、進行參數設置、診斷和報警處理。(2)科遠股份EDD和DTM使科遠股份執行機構能夠與管理系統軟件相整合，科遠股份執行機構GSD文件確保組態可集成在同一總線控制系統。(3)*支持Physical layer RS485、PROFIBUS-DPV0/V1；
Modbus：Modbus是工業自動化應用系統中一個*公開，且被廣泛應用的串行通信協議：(1)科遠股份Modbus接口模塊采用雙線RS485數據總線連接，使用Modbus的RTU通訊協議，能夠方便的在主流的組態軟件中進行組態，實現電動執行機構全部控制功能及設備實時數據的反饋。(2)設置科遠股份Modbus通訊時，*不需要使用復雜的設備及專用的編程工具。(3)具備RS485雙線RTU通訊；國際開放式標準通訊，*免費；兼容單一、雙重冗余同時支持；
FOUNDATION：Foudation Fieldbus是目前過程自動化領域得到廣泛支持和具有良好發展前景的技術。特別是現場總線系統結構的簡化，使控制系統的設計、安裝、投運到正常生產運行及其檢修維護，都體現出*性：(1)科遠股份Foudation Fieldbus總線接口模塊與Foudation H1總線系統直接連接，能夠實現電動執行機構全部控制功能及設備實時數據的監控。(2)完善的Foudation H1性能，擁有Link Master Device和LAS功能。
總線控制功能需求定制：科遠股份可定制不同標準的現場總線控制模塊，可根據用戶的要求提供HART、CAN、DN等標準的現場總線接口模塊。
3 科遠股份現場總線的電動執行機構在預付費熱網中的應用
科遠股份針對目前供熱管理的要求，開發了用于熱網預付費遠程監控系統的專用總線型電動執行機構，目前逐步在供熱管網監控予以應用：
(1) 穩定可靠：科遠股份開發的熱網專用總線型執行機構，其輸入輸出為數字信號。這與傳統的輸出為模擬、開關量信號的執行器比起來就大不一樣了，不僅減少了信號轉換過程中的損失，增加了抗力，而且所傳遞信號的質量也是非常穩定可靠，使熱網預付費遠程監控系統能對供熱管線上閥門進行有效監控，保證了整個供熱管網的安全穩定運行。
(2) 有效避免熱用戶誤動、強開閥門：科遠股份開發的熱網專用總線型執行機構，對電控及機械部分做了特別處理，取消了手輪，禁用了就地手操按鈕，只有使用定制的總線通訊協議通過遠程或使用有專用的遙控器才能開關閥門，避免熱用戶誤動或欠費私自開啟閥門。
(3) 全面監控閥門的工作狀態：利用科遠總線型電動執行機構雙向通訊的優勢，熱網預付費監控系統可以對各熱用戶的進汽閥門、分汽站閥門的工作狀態，如開關狀態、故障狀態、過力矩狀態、開關次數、力矩關斷次數、電動機運行時間、控制單元工作時間等重要的運行數據進行監控、儲存和累計處理。同時可以在監控中心通過無線GPRS遠程對閥門進行參數設置、功能組態、調節控制閥門，可不必像過去那樣一定要到現場去處理，大大降低熱網運行管理人員的維護工作量。
(4) 簡化安裝接線工作：傳統電動執行機構現場接線極為費時、費力，每臺執行機構都必須要有至少7-14根控制線才能將執行機構的參數傳遞到控制系統的控制模板上或控制設備上，而采用科遠總線型電動執行機構，即使是在冗余的情況下也僅需要兩根電纜4根線，且無須任何隔離轉換及輸入輸出模塊。減少了大量的信號電纜、節省了相應的電纜槽、配電柜等硬件，降低了項目投資成本、方便了現場接線、提高了安裝施工效率。
4 結束語
隨著供熱管理系統的發展，預付費管理功能將被逐步被應用，對預付費管理功能中的重要控制設備電動執行機構的要求也將不斷提高?？偩€式電動執行機構以它可靠性高、現場使用的輔助設備少，操作維護方便，可有效避免熱用戶欠費開啟閥門等等優點，一定會在熱網預付費管理系統中得到更為廣泛的應用。
