摘 要：
以天鐵集團(tuán)高爐煤氣洗滌控制系統(tǒng)為例，論述了總線技術(shù)在冶金行業(yè)的應(yīng)用。運(yùn)用表明，該系統(tǒng)能夠滿足煤氣洗滌自動(dòng)控制要求，并且具有先進(jìn)、可靠、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：
現(xiàn)場(chǎng)總線；網(wǎng)絡(luò)通訊；可編程控制器
一. 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)
高爐煤氣洗滌系統(tǒng)是將高爐回收的煤氣通過(guò)洗滌塔凈化后送至用戶。現(xiàn)將原常規(guī)電氣控制系統(tǒng)改造成PLC集中監(jiān)控系統(tǒng)，該項(xiàng)目包括4座洗滌塔和公共部分. 現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備分布范圍比較廣，如果采用傳統(tǒng)的控制方案，勢(shì)必要敷設(shè)大量的控制和信號(hào)電纜，浪費(fèi)大量的人力和物力，十分不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)使系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性降低 。采用目前比較流行的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以降低成本，同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)易于 擴(kuò)展和維護(hù)。Profibus是Process Fieldbus的縮寫，是一種國(guó)際性的開(kāi)放式的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn) 。目前世界上多數(shù)自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)廠家都為它們的自動(dòng)化設(shè)備提供Profibus通信接口。Profibus已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于加工制造、過(guò)程控制和樓宇自動(dòng)化，是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。Profibus根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)可分為Profibus DP, Porfibus FMS, Profibus PA等三個(gè)兼容版本。Profibus DP是經(jīng)過(guò)高速優(yōu)化的、廉價(jià)的通信鏈路，專為自控系統(tǒng)和設(shè)備級(jí)分散式I/O之間設(shè)計(jì)的接口；使 用Profibus總線模塊用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸可以取代昂貴的24 V或0～20 mA并行信號(hào)線。
二、系統(tǒng)功能
高爐煤氣洗滌控制系統(tǒng)的要求是對(duì)煤氣洗滌處理及輸送過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié),使凈化后的煤氣送至用戶。在公司中控室發(fā)出上傳指令時(shí)，將當(dāng)前時(shí)刻運(yùn)行過(guò)程中的主要工作參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)及一定時(shí)間段內(nèi)的主要工藝過(guò)程曲線等信息上傳到公司中控室。
功能如下：
（1）控制操作：在中心控制室能對(duì)被控設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制，如啟停某一閥門，調(diào)節(jié)某些模擬輸出量的大小，在線設(shè)置PLC的某些參數(shù)等。
（2）顯示功能：用圖形實(shí)時(shí)地顯示各現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備的運(yùn)行工況，以及各現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)參數(shù)。用模擬儀表、趨勢(shì)圖、曲線、柱狀圖動(dòng)態(tài)顯示參數(shù)的實(shí)時(shí)變化情況，使生產(chǎn)管理人員能夠快速、清晰地了解整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行情況。
（3）報(bào)警功能：當(dāng)某一模擬量（如電流、壓力、水位等）測(cè)量值超過(guò)給定范圍或某一開(kāi)關(guān)量（如電機(jī)啟停、閥門開(kāi)關(guān)）發(fā)生變位時(shí)，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級(jí)的報(bào)警。監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警包括控制系統(tǒng)報(bào)警和生產(chǎn)過(guò)程報(bào)警。可進(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史故障記錄查詢，它能記錄故障名稱、發(fā)生時(shí)間、故障消除時(shí)間等內(nèi)容。
(4) 通訊功能: WinCC是基于標(biāo)準(zhǔn)的Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)的SCADA系統(tǒng)軟件，充分考慮了與其它系統(tǒng)交換信息的必要性，支持如DDE，OLE，ODBC，OPC和SQL等標(biāo)準(zhǔn)。可以提供多種方式與上層系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。
三、系統(tǒng)組成
如果采用常規(guī)PLC集中控制方式，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過(guò)電纜連接到集中控制室內(nèi)的PLC上,由于工藝線路長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)分布范圍廣，需要敷設(shè)大量的電纜及橋架,且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、其施工難度非常大。鑒于此，采用了PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，根據(jù)工藝劃分，系統(tǒng)共設(shè)了五個(gè)主站、十個(gè)總線箱、兩個(gè)操作員站。采用西門子的S7-300系列PLC，主站采用CPU315-2DP，其帶有一個(gè)DP通訊口和一個(gè)MPI口。各總線箱采用通用性較好的ET200B和ET200eco現(xiàn)場(chǎng)模塊，用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和控制，并借助Profibus(工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線)，方便控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立。
控制系統(tǒng)分為三個(gè)級(jí)別，即管理級(jí)、控制級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。
（1）管理級(jí)
管理級(jí)集中監(jiān)控各個(gè)分站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),網(wǎng)絡(luò)采用SIEMENS Industrial Ethernet。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)兩臺(tái)操作員站，選用研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，每臺(tái)機(jī)器上裝有網(wǎng)絡(luò)通訊卡CP1613，它們各通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)分別與五套PLC系統(tǒng)的通訊處理器CP343-1通訊口連接，并選用西門子的工業(yè)交換機(jī)。上位監(jiān)控采用WinCC
組態(tài)軟件，完成系統(tǒng)組態(tài).
