工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)在煉鐵高爐系統(tǒng)中的應用

一、引言

工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)是近幾年自動化行業(yè)最為關(guān)注的技術(shù)之一，給各行各業(yè)的自動化控制技術(shù)帶來了一次質(zhì)的飛躍。

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）是由各種現(xiàn)場儀表通過互連與控制室內(nèi)人機界面所組成的系統(tǒng)；一個全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)。也正是由于這些特點，以現(xiàn)場總線作為技術(shù)支撐的FCS在工業(yè)自動化領(lǐng)域有明顯的優(yōu)勢，諸如很高的精確性、組志簡單、設(shè)計安裝方便、易于維護和擴展、可以節(jié)約軟硬件投資等，被稱為第五代控制系統(tǒng)，成為當今工業(yè)自動化發(fā)展的必然趨勢。它使過程控制領(lǐng)域的自動化裝置由DCS向FCS過渡，DDC（直接數(shù)字控制）功能將徹底分散到現(xiàn)場，使先進的現(xiàn)場設(shè)備管理功能得以實現(xiàn)?，F(xiàn)場總線已廣泛應用于各個領(lǐng)域，如電力監(jiān)控、能源管理、自動測試系統(tǒng)等等。

我廠高爐生產(chǎn)主要由高爐系統(tǒng)、噴煤系統(tǒng)、熱風系統(tǒng)、卷揚系統(tǒng)及槽下部分等構(gòu)成，生產(chǎn)工藝復雜，分散點多，環(huán)境條件特殊，對電氣設(shè)備的要求非常高，這就造成了電氣自動化系統(tǒng)非常龐雜，故障率高，維護量大。將開放、成熟的德國TURCK公司的工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)應用到5＃高爐生產(chǎn)中去，在我公司取得了良好的效果。

二、高爐自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

我公司以前的高爐生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)采用美國GE 公司的Series 90－70／30的 PLC設(shè)備，此設(shè)備運行穩(wěn)定，可靠性高。現(xiàn)場設(shè)備的各種開關(guān)及模擬信號通過信號電纜匯到PLC模板處，供PLC采集，進行處理，然后輸出，控制現(xiàn)場設(shè)備運轉(zhuǎn)，來滿足高爐生產(chǎn)的需要。如圖1所示：

從上圖可以看出：

整個系統(tǒng)的關(guān)鍵在于主機入口處的瓶頸現(xiàn)象。由于現(xiàn)場及設(shè)備多，且比較分散，信號進入PLC后，必須經(jīng)過A／D、D從轉(zhuǎn)換過程，且精確度有所降低，這樣就迫使PLC 的掃描周期加長，不利于主機騰出手來從事優(yōu)化工作，使整個主機性能下降，直接威脅到高爐各種信號的實時性。

另外，現(xiàn)場及設(shè)備所處的環(huán)境特殊，與之相連接的電纜比較多，維護量大，故障率高，影響到整個高爐自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。