在啤酒新生產(chǎn)線上應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，是在管理水平、技術(shù)力量等方面實(shí)力雄厚的大型啤酒企業(yè)的應(yīng)用首選。廣州珠江啤酒集團(tuán)公司是廣州市一家大型企業(yè)，其產(chǎn)量已達(dá)150萬噸，在國內(nèi)啤酒行業(yè)中名列前茅。大膽應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)、設(shè)備武裝自己，使企業(yè)的綜合指數(shù)在行業(yè)中領(lǐng)先，在經(jīng)濟(jì)市場中具備強(qiáng)大的競爭力，是珠江啤酒一向的運(yùn)作方針。基于此原因，珠江啤酒在前期的釀酒工藝和后期的包裝工藝中都采用了西門子的現(xiàn)場總線技術(shù)及施耐德現(xiàn)場總線技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)的優(yōu)化。

現(xiàn)場總線技術(shù)在啤酒釀造環(huán)節(jié)的應(yīng)用

現(xiàn)場總線技術(shù)在珠江啤酒集團(tuán)已有多年的應(yīng)用。1995年，珠江啤酒在三期發(fā)酵工藝中采用了西門子S5的H1現(xiàn)場總線系統(tǒng)；2003年，珠江啤酒在四期發(fā)酵和四期糖化工藝過程中均應(yīng)用了西門子S7的Profibus現(xiàn)場總線系統(tǒng)，對車間級(jí)的現(xiàn)場控制進(jìn)行集中管理。PROFIBUS現(xiàn)場總線上位機(jī)采用IFIX組態(tài)軟件，與PLC之間采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，并能夠通過撥號(hào)與外國的工程師站取得聯(lián)系，進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整和修改。

現(xiàn)場總線技術(shù)在啤酒包裝環(huán)節(jié)的應(yīng)用

其實(shí)，在啤酒包裝生產(chǎn)線上應(yīng)用現(xiàn)場總線系統(tǒng)已有多次的成功試驗(yàn)，但多數(shù)企業(yè)只是局限于單機(jī)的應(yīng)用。2003年下半年，珠江啤酒集團(tuán)副總經(jīng)理羅志軍在新建3條包裝線時(shí)首次提出要實(shí)現(xiàn)在整條生產(chǎn)線上建立工廠底層和車間級(jí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。經(jīng)過珠江啤酒集團(tuán)多次的現(xiàn)場試驗(yàn)，現(xiàn)場總線技術(shù)首次在啤酒包裝線上成功應(yīng)用。

繼現(xiàn)場總線技術(shù)在珠江啤酒集團(tuán)總廠整條包裝線上成功應(yīng)用之后，東莞珠江啤酒的兩條36000瓶/時(shí)生產(chǎn)線，以及湛江珠江啤酒一條36000瓶/時(shí)生產(chǎn)線分別于2005年和2006年也應(yīng)用了現(xiàn)場總線技術(shù)。至此，珠江啤酒集團(tuán)有6條生產(chǎn)線已成功地應(yīng)用了現(xiàn)場總線技術(shù)，而正在籌建中的中山珠江啤酒生產(chǎn)線，也將一如既往地應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)。

西門子Profibus的組成

珠江啤酒釀造生產(chǎn)應(yīng)用的是西門子Profibus現(xiàn)場總線系統(tǒng)，包裝生產(chǎn)應(yīng)用的是施耐德Modbus+現(xiàn)場總線系統(tǒng)。其中西門子PROFIBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)由以下相互兼容的三部分組成：

1 Profibus-FMA：用于執(zhí)行車間級(jí)的監(jiān)控和通訊任務(wù)，是一個(gè)令牌環(huán)結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)；
2 Profibus-DP：一種應(yīng)用最為廣泛、高速、優(yōu)化的通信方案，主要用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級(jí)控制系統(tǒng)與分布式I/O及其它現(xiàn)場級(jí)設(shè)備之間的通信。
3 Profibus-PA：專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，適用于防爆區(qū)的應(yīng)用。

現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用收益

現(xiàn)場總線技術(shù)是具有國際性的領(lǐng)先和開放的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，它給用戶帶來的好處是很多的，利益是巨大的。

1．節(jié)省線路及硬件，簡化安裝環(huán)節(jié)

當(dāng)今的大型啤酒包裝線，從管理、防護(hù)、參觀等角度出發(fā)，都把電氣控制柜集中在一個(gè)抽濕恒溫的中央控制室內(nèi)，以保證電器元件的使用壽命。但這樣一來，動(dòng)力、信號(hào)、控制線路又必然增長，故障點(diǎn)增多，安裝和維護(hù)的工作量加大，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用很好地解決了這個(gè)問題，它將數(shù)量龐大的信號(hào)、控制線由一根總線包辦，由此節(jié)省了大量線材和安裝人工。以東莞珠江啤酒的包裝車間為例：從中央控制室到現(xiàn)場設(shè)備的控制臺(tái)，經(jīng)橋架走向平均為160米的長度。一條36,000瓶/時(shí)生產(chǎn)線擁有設(shè)備13臺(tái)（套）以上，以每臺(tái)（套）設(shè)備有80條信號(hào)、控制、備用線計(jì)算，將出現(xiàn)1,040條信號(hào)電線。折成標(biāo)準(zhǔn)的24芯控制電纜，即有44條、共7,040米的控制電纜需設(shè)置，此外還有眾多的動(dòng)力電纜，可想而知這是一筆費(fèi)用龐大的耗資。應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，這7,040米的24芯控制電纜只需由一條160米長的雙絞線屏蔽電纜取代，同時(shí)也使電纜橋架的尺寸大為減小，這充分體現(xiàn)出現(xiàn)場總線技術(shù)省線、省時(shí)、省人工的優(yōu)越性。現(xiàn)場總線技術(shù)還可以減少硬件組成，如：I/O模塊、終端塊和隔離柵等，實(shí)現(xiàn)快捷、容易、低成本的安裝。同時(shí)由于只需用一套工具對所有的設(shè)備進(jìn)行組態(tài)，保養(yǎng)和維修變得容易，系統(tǒng)的啟動(dòng)也更加容易、快捷。

2、生產(chǎn)應(yīng)用極為便利

眾所周知，36,000瓶/時(shí)生產(chǎn)線的各設(shè)備信號(hào)連鎖、數(shù)據(jù)交換繁多，現(xiàn)場經(jīng)常會(huì)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況（如更換瓶型、技術(shù)改造、增加系統(tǒng)功能等）臨時(shí)增減檢測元件、控制按鈕等。這樣一來在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師需要為PLC預(yù)留20%的輸入輸出備用端口。由于實(shí)際情況難于預(yù)料，標(biāo)準(zhǔn)配置與現(xiàn)場實(shí)際又有差異，在生產(chǎn)應(yīng)用中這20%的預(yù)留備用輸入輸出端口有可能閑置或數(shù)量不夠。現(xiàn)場總線技術(shù)將很方便地在現(xiàn)場增減系統(tǒng)功能，而不受PLC備用輸入輸出端口的限制。

3．具有極大的制造靈活性

現(xiàn)場總線技術(shù)可準(zhǔn)確無誤、快速可靠地診斷數(shù)據(jù)，同時(shí)可靠地傳輸數(shù)據(jù)，帶給系統(tǒng)極大的制造靈活性。

4．傳輸距離遠(yuǎn)

西門子ROFIBUS具有五種有效的傳輸技術(shù)，并且可以混合使用，構(gòu)成靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
RS 485傳輸技術(shù)：采用最常用的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)—屏蔽雙絞電纜，距離取決于波特率，用中繼器可達(dá)10公里。
IEC61158-2本質(zhì)安全傳輸技術(shù)：電流方式，用中繼器可達(dá)10公里。
光纖傳輸技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)距離可達(dá)100公里，并且完全不受電磁波的干擾。
紅外及無線傳輸技術(shù)：條件所限，傳輸距離不長，卻能解決旋轉(zhuǎn)設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備的通訊問題。
導(dǎo)軌傳輸技術(shù)：用于懸掛生產(chǎn)線上。

現(xiàn)場總線技術(shù)在珠啤的應(yīng)用展望

現(xiàn)場總線技術(shù)在啤酒包裝線上的成功應(yīng)用，為珠江啤酒生產(chǎn)設(shè)備管理的信息化提供了新的方向和良好的基礎(chǔ)。

珠江啤酒還將在未來的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，建立上位機(jī)，形成生產(chǎn)線設(shè)備信息管理系統(tǒng)；將現(xiàn)場總線技術(shù)與ERP系統(tǒng)和MAXIMO設(shè)備管理系統(tǒng)方便地連接，實(shí)現(xiàn)企業(yè)測、控、管的一體化。由于所有的PLC都具有工業(yè)以太網(wǎng)接口，這樣可以通過路由器與上位機(jī)進(jìn)行無縫交流，并可以與工廠內(nèi)的ERP系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫）交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)透明工廠。廠內(nèi)的高級(jí)管理層客戶將可以通過ERP系統(tǒng)十分便利地調(diào)取、分析運(yùn)行數(shù)據(jù)，了解生產(chǎn)的實(shí)際和即時(shí)情況，監(jiān)測車間的運(yùn)行情況，及時(shí)安排和處理生產(chǎn)運(yùn)行中遇到的問題，而設(shè)計(jì)工程師也可以通過因特網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)。

備注：

本文作者張毅先生現(xiàn)為珠江啤酒集團(tuán)東莞珠江啤酒股份有限公司設(shè)備部工程師
黃海先生為廣州珠江啤酒股份公司設(shè)備部計(jì)量電氣科主管
陳如山先生為珠江啤酒集團(tuán)東莞珠江啤酒股份有限公司副總經(jīng)理

tips：啤酒生產(chǎn)車間安裝的現(xiàn)場設(shè)備，如傳感器、變送器、驅(qū)動(dòng)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及自動(dòng)化儀器儀表等，需要數(shù)字化的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)在工廠底層進(jìn)行無縫式的信息連接，現(xiàn)場總線技術(shù)由此而發(fā)展。在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)及信息集成系統(tǒng)中，由于來自不同場合的信息在數(shù)量、用途、使用頻率方面不盡相同，因此工廠自動(dòng)化信息及通訊網(wǎng)絡(luò)通常按管理層、車間監(jiān)控層和現(xiàn)場設(shè)備層進(jìn)行分級(jí)。