現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品在鋁行業(yè)物流設(shè)備中的應(yīng)用

2.控制系統(tǒng)構(gòu)成

電解鋁生產(chǎn)是典型的流程型生產(chǎn)模式，生產(chǎn)工程是否穩(wěn)定直接影響到電解鋁生產(chǎn)的順利進(jìn)行。因此在電解鋁的生產(chǎn)中，必須實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)工藝參數(shù)，以保證生產(chǎn)計(jì)劃安全高效地完成。青海鋁廠把INTERBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)用于陽(yáng)極組裝及殘極處理車間。該車間長(zhǎng)216m，為電解車間制備新陽(yáng)極組，即將電解槽上卸下的殘極運(yùn)至本車間，經(jīng)裝站掛到積放式懸掛輸送機(jī)（以下簡(jiǎn)稱懸鏈）上，由懸鏈吊運(yùn)殘極依次通過電解質(zhì)清理、殘極拋丸處理、殘極壓脫、磷鐵環(huán)壓脫、導(dǎo)桿矯直、鋼爪清刷、涂石墨、導(dǎo)桿清刷、澆鑄磷生鐵等流水作業(yè)站，組裝出新的陽(yáng)極組。懸鏈生產(chǎn)線是該車間的主體，電解槽上換下的殘極在該生產(chǎn)線裝站掛到懸鏈上。懸鏈上裝有約120組小車，小車上吊運(yùn)著殘極，沿懸鏈前進(jìn)，在不同作業(yè)站進(jìn)行處理，最后在卸站下線進(jìn)入澆鑄工作區(qū)，經(jīng)澆鑄后成為合格的新陽(yáng)極組。
由于本工程的現(xiàn)場(chǎng)I/O檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量多，且分布廣、距離遠(yuǎn)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境惡劣。該廠由于地處西北，冬天溫度可達(dá)零下20度，PLC的防護(hù)等級(jí)比較低，一般工作溫度為零度至40度，很難滿足現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的要求。如將PLC放在控制室內(nèi)采用傳統(tǒng)的集中式控制，將耗費(fèi)大量的控制電纜和電纜橋架，并且極大增加敷設(shè)電纜和安裝橋架的工程量，同時(shí)給調(diào)試帶來(lái)很大的不便，并對(duì)日后的維護(hù)產(chǎn)生很大的困難。
針對(duì)于上述情況，為了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、工藝和便于維護(hù)的要求，選擇一種控制子站數(shù)目多，布線簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、工作溫度范圍適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、系統(tǒng)安全可靠，診斷功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。INTERBUS系統(tǒng)除了可以連接菲尼克斯自己的控制器以外，還可以連接ROCKWELL，SIEMENS，SCHNEIDER等公司的PLC，采用一根總線電纜連接、總傳輸距離長(zhǎng)達(dá)12.8KM，工作溫度范圍為零下25度到零上55度，強(qiáng)大的診斷功能給維護(hù)帶來(lái)極大的方便。
自動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)采用菲尼克斯的INTERBUS總線，采用新的Fieldline系統(tǒng)，共有89個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的作業(yè)進(jìn)行信號(hào)的采集控制。根據(jù)工程需要，整個(gè)控制系統(tǒng)由操作員站（OPS）和控制站（PLC）兩級(jí)構(gòu)成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、PLC、INTERBUS現(xiàn)場(chǎng)總線組成的多級(jí)、開放式集散數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)。因車間內(nèi)粉塵大，所有菲尼克斯的現(xiàn)場(chǎng)I/O模板都選用IP67防護(hù)等級(jí)的Fieldline一體化模塊INTERBUSM12，通過兩個(gè)M12連接器連接總線，用于向遠(yuǎn)程總線供電，并提供INTERBUS通信。FieldlineM12模塊允許傳感器和執(zhí)行器通過標(biāo)準(zhǔn)M12連接器相連。采用西門子公司的SIMATICS7-300系列PLC，CPU為315-2DP。另采用1塊菲尼克斯公司提供的INTERBUS控制板IBSS7300DSC-T將S7300PLC和INTERBUS相連接。系統(tǒng)操作站選用研華工控機(jī)，監(jiān)視控制站的所有信息，進(jìn)行顯示、操作、記錄、數(shù)據(jù)處理、報(bào)表輸出，并可以按一定的權(quán)限進(jìn)行控制的組態(tài)和參數(shù)修改等操作。系統(tǒng)控制站通過控制單元檢測(cè)和控制裝備對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)行實(shí)時(shí)控制，并通過系統(tǒng)總線與操作員站相連，向操作站傳遞現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并且接受操作站的管理和控制信息。編程軟件為菲尼克斯的CMD,組態(tài)、監(jiān)控和診斷軟件CMD，是貫穿系統(tǒng)整個(gè)生命周期中所使用的工具，即從規(guī)劃和組態(tài)，到系統(tǒng)的調(diào)試，再到系統(tǒng)運(yùn)行以及維護(hù)中的診斷。無(wú)論你使用的是什么類型的控制器，這個(gè)軟件都適用。啟動(dòng)階段如總線發(fā)生故障，出錯(cuò)位置可以在CMD和直接在電路圖視窗中顯示出來(lái)。

3、結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，用戶考核，INTERBUS系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，完全滿足工藝控制要求，具有自動(dòng)化程度高、可靠性高、精確度高、響應(yīng)時(shí)間快、維護(hù)量小的特點(diǎn)。同時(shí)，提高了生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平、改善了勞動(dòng)條件、降低了生產(chǎn)成本，使企業(yè)的自動(dòng)化水平邁上了一個(gè)新臺(tái)階，得到了用戶的好評(píng)，極具推廣價(jià)值。

參考資料：《菲尼克斯電氣自動(dòng)化系統(tǒng)手冊(cè)》、《INTERBUS用戶手冊(cè)》