來(lái)到孟菲斯動(dòng)物園的游客能夠直接體驗(yàn)西北太平洋的氣候環(huán)境。動(dòng)物園帶給所在地區(qū)當(dāng)?shù)鼐用?，?dòng)物和園藝的獨(dú)特禮物是每天能在有500個(gè)座位的圓形露天劇場(chǎng)觀看海獅表演以及到容量為100.000加侖的水底世界看一看，因?yàn)楹＊{和北極熊在那兒就像在它們的自然棲息地一樣生活和玩耍。
　　
動(dòng)物園設(shè)計(jì)人員的最大難題之一是正在再現(xiàn)一個(gè)模仿幾千英里遠(yuǎn)的環(huán)境的棲息地。

景點(diǎn)給工程帶來(lái)挑戰(zhàn)
　　
對(duì)孟菲斯動(dòng)物園園方來(lái)說(shuō)，保持“西北通道”景點(diǎn)獨(dú)特的環(huán)境，給工程帶來(lái)許多挑戰(zhàn)。設(shè)施的自然環(huán)境不得不要集成了通常只于工業(yè)生產(chǎn)中才能發(fā)現(xiàn)的多專業(yè)自動(dòng)化控制器，先進(jìn)的控制網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程及電機(jī)控制設(shè)備。這一集成手段是不可缺少的，因?yàn)樗鼙ＷC水和空氣質(zhì)量滿足健康的動(dòng)物和舒適的野生動(dòng)植物環(huán)境的需要。
　　
動(dòng)物園設(shè)計(jì)人員最大的難題之一是正在再現(xiàn)一個(gè)模仿幾千英里遠(yuǎn)的環(huán)境的棲息地。這項(xiàng)工程中，HVAC控制是必不可少的，因?yàn)樗苣７聸鏊透稍锏臍夂?。工程師必須設(shè)計(jì)出一條游客在景點(diǎn)參觀行走不斷變化的路徑，期間的華氏溫度能達(dá)到100度，濕度增加100%，這里沒(méi)有提及孟菲斯的夏季溫度。
　　
景點(diǎn)內(nèi)也有大的水池，水溫必須保持冷徹，水體必須清潔。水/污水控制是必不可少的，因?yàn)樗芫_平衡水中的化學(xué)物質(zhì)，例如臭氧和溴，并且能檢測(cè)對(duì)動(dòng)物健康和游客身心有影響的pH度。
　　
由于動(dòng)物園的環(huán)境問(wèn)題至關(guān)重要，因此非常精確和可靠的儀表/電機(jī)控制系統(tǒng)是使保持西北通道環(huán)境的景點(diǎn)符合要求的關(guān)鍵因素。控制系統(tǒng)要有報(bào)警能力，能夠監(jiān)測(cè)所有過(guò)程儀表，驅(qū)動(dòng)設(shè)備和電機(jī)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。報(bào)警必須做到的不僅是單單警告相關(guān)人員，設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，而且也需要發(fā)揮預(yù)防功能作用；協(xié)助維護(hù)人員在潛在故障出現(xiàn)前將它們排除掉。
　　
現(xiàn)場(chǎng)總線保證健康的環(huán)境
　　
為了有助于保證氣候控制系統(tǒng)在動(dòng)物園的景點(diǎn)和景觀區(qū)域內(nèi)按要求運(yùn)行，孟菲斯動(dòng)物園決定安裝可編程序自動(dòng)控制器，它能夠支持不同的控制語(yǔ)言，從過(guò)程控制用的功能塊和連鎖用的梯形圖到啟動(dòng)/停止順序用的順序功能圖（SFC）和定制算法用的結(jié)構(gòu)化文本。它的使用將使現(xiàn)場(chǎng)工作人員在控制策略上不需要采用折衷手段就能夠應(yīng)對(duì)能夠出現(xiàn)的任何應(yīng)用情況。
　　
動(dòng)物園工程師在整個(gè)景點(diǎn)選用了過(guò)程儀表自動(dòng)化用的基金會(huì)技術(shù)和泵與風(fēng)扇用電機(jī)控制用的Rockwell Automation的DeviceNet協(xié)議。這些數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)允許設(shè)備的設(shè)置滿足人員進(jìn)出方便以及所有的控制和校驗(yàn)信息都能用于全部的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和組態(tài)的需要。
　　
動(dòng)物園安裝了基于組件且專門在Microsoft Windows環(huán)境下運(yùn)行的HMI（SCADA）軟件程序。HMI是在標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的，用來(lái)發(fā)揮監(jiān)控和報(bào)警作用，并且使操作人員能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，其中包括通過(guò)基于Rockwell的DeviceNet冗余監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（一種將景點(diǎn)建筑物相連在一起的網(wǎng)絡(luò)）通信。
　　
動(dòng)物園也利用AC驅(qū)動(dòng)裝置控制空調(diào)機(jī)組的風(fēng)扇。這些成套裝置監(jiān)測(cè)不同的空氣壓力并控制氣流流速，使動(dòng)物生活的場(chǎng)所保持符合規(guī)定要求和臨界的恒定空氣流動(dòng)。
　　
八個(gè)基金會(huì)H1現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段連接所有的過(guò)程儀表，而三個(gè)DeviceNet網(wǎng)段負(fù)責(zé)電機(jī)控制通信。來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)入可編程的自動(dòng)化控制器，它自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻器設(shè)定點(diǎn)并且向驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出信號(hào)，根據(jù)環(huán)境和化學(xué)測(cè)量結(jié)果提高或降低泵速。全數(shù)字系統(tǒng)的精確度允許進(jìn)行有效調(diào)整，實(shí)現(xiàn)化學(xué)平衡。
　　
為了保證水質(zhì)正常和透明，動(dòng)物園安裝了循環(huán)泵儀表，檢測(cè)動(dòng)物水池內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)并使它們循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)一系列40多臺(tái)泵使化學(xué)物質(zhì)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的程度。此外，水池的工藝管道內(nèi)的pH傳感器檢測(cè)流入和流出水池的水質(zhì)，并且借助于現(xiàn)場(chǎng)總線通信將測(cè)量結(jié)果送回控制器。
　　
控制系統(tǒng)也利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果防止殘余的臭氧進(jìn)入動(dòng)物水池?？删幊绦虻淖詣?dòng)化控制器利用數(shù)字傳感器信息，保持設(shè)定點(diǎn)所需的泵和閥門設(shè)定值的最佳組合。增強(qiáng)的PID功能和先進(jìn)過(guò)程控制策略確定那些電機(jī)所需的轉(zhuǎn)速。DeviceNet將自動(dòng)化控制器連接到控制電機(jī)的AC驅(qū)動(dòng)裝置，使水和空氣根據(jù)需要循環(huán)流動(dòng)。
　　
動(dòng)物園工作人員依靠數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，結(jié)合控制器內(nèi)的運(yùn)行信息設(shè)定報(bào)警值，通過(guò)信號(hào)告知出現(xiàn)了不正常或超出限度的現(xiàn)象。所有數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)揮作用也使技術(shù)人員掌握諸如濕度、流量和電機(jī)性能等趨勢(shì)數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且制定有效的維護(hù)計(jì)劃。
　　
數(shù)字控制系統(tǒng)取得成功
　　
對(duì)于孟菲斯動(dòng)物園來(lái)說(shuō)，集成電機(jī)和過(guò)程自動(dòng)化的數(shù)字系統(tǒng)在許多方面取得了成功。系統(tǒng)強(qiáng)大的報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力使需要在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行工況的工作人員的數(shù)量減少了，每年單單在人工成本上減省支出高達(dá)80，000美元。
　　
動(dòng)物園通過(guò)采用數(shù)字儀表和工業(yè)控制設(shè)備，也在系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)間上縮短了三到四個(gè)星期；而且由于它們擁有靈活連接能力，因此系統(tǒng)的安裝時(shí)間減少了六到八個(gè)星期?？偟陌惭b成本減少了大約100，000美元。
　　
由于采用的是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字設(shè)備，技術(shù)人員沒(méi)有必要為每臺(tái)單獨(dú)的I/O布線。而且，他們能夠使儀表驅(qū)動(dòng)裝置和配套的電機(jī)控制裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程組態(tài)，所有這些條件節(jié)省了大量的安裝時(shí)間。
　　
數(shù)字自動(dòng)化解決方案在具體實(shí)施過(guò)程中，安裝、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用到目前為止節(jié)省了180，000美元。
　　
結(jié)論
　　
由于孟菲斯動(dòng)物園的西北通道景點(diǎn)采用了智能電機(jī)控制和數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，來(lái)到該景點(diǎn)游玩將成為一次令人愉快的經(jīng)歷。
　　
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