現(xiàn)場總線在轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)應(yīng)用

　　馬鋼第三煉鋼廠4#轉(zhuǎn)爐工程采用了當(dāng)今世界上先進(jìn)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，即西門子公司的PCS7控制系統(tǒng)。其中儀控系統(tǒng)在馬鋼公司內(nèi)率先采用了在冶金行業(yè)還較少使用的Profibus-PA總線技術(shù)，徹底改變了傳統(tǒng)的測控模式，使整個(gè)儀控系統(tǒng)的技術(shù)檔次躋身于國際先進(jìn)水平。

　　在其二級(jí)控制系統(tǒng)采用了西門子PCS7系列PLC，下掛Profibus-DP網(wǎng)，并通過DP/PA Link(鏈接器)將總線儀控設(shè)備接入工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，真正實(shí)現(xiàn)了"集中管理，分散控制"的目的。同時(shí)全數(shù)字化通信模式的抗干擾能力強(qiáng)、測量控制精確度高，借助數(shù)字雙向傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和先進(jìn)的設(shè)備管理軟件，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)遠(yuǎn)程給定，采集豐富的儀表信息，有利設(shè)備故障診斷，改善管理狀況。過程控制級(jí)由二級(jí)計(jì)算機(jī)構(gòu)成，通過工業(yè)以太網(wǎng)與基礎(chǔ)級(jí)PLC相連，并依靠控制模型和數(shù)據(jù)庫對(duì)一級(jí)控制系統(tǒng)實(shí)施指導(dǎo)、管理和跟蹤。該系統(tǒng)將儀控、電控合為一體，它是具有工廠集成化概念的開放型的工業(yè)控制系統(tǒng)。

　　一 系統(tǒng)組成

　　基礎(chǔ)級(jí)采用一套PCS7 PLC作為鑄機(jī)的控制器，其CPU類型是AS416-2DP，并帶有通信功能，可與擴(kuò)展單元的IM-153、IM-157通信卡以及變頻器通過Profibus-DP控制網(wǎng)相聯(lián)，其中擴(kuò)展單元采用ET-200M和鏈接器作為子站?？刂栖浖镾TEP 7，并集成西門子過程設(shè)備管理軟件PDM?？刂萍?jí)采用西門子工控機(jī)作為監(jiān)控站，與PLC通過快速工業(yè)以太網(wǎng)(基于TCP/IP協(xié)議)連接，系統(tǒng)運(yùn)行西門子公司基于Windows 2000的PCS7全集成軟件。

　　1. 硬件構(gòu)成

　　其中PC1為上位機(jī)監(jiān)控站，ET200為電控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程站。鏈接器為PCS7的從站之一，同時(shí)又是現(xiàn)場總線儀控設(shè)備的PA主站，由網(wǎng)絡(luò)部件耦合器(Coupler)實(shí)現(xiàn)所有Profibus-PA總線現(xiàn)場儀表與DP總線的鏈接，在傳輸更多檢測、控制信息的同時(shí)亦可獲取總線設(shè)備自診斷信息。整個(gè)控制系統(tǒng)中，儀控系統(tǒng)除了和電控公用的操作站以及相應(yīng)的一次檢測元件外，僅有一個(gè)現(xiàn)場控制箱。

　　2. 軟件配置

　　操作站軟件為PCS7軟件，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為Windows 2000，PCS7自帶數(shù)據(jù)庫，并提供監(jiān)控畫面和PLC組態(tài)工具。PCS7內(nèi)含組態(tài)軟件為STEP7及西門子過程設(shè)備管理軟件PDM。

　　操作站主要是在用戶和所有系統(tǒng)功能之間提供一個(gè)人機(jī)界面，各類人員可通過操作站訪問各自權(quán)限范圍內(nèi)的系統(tǒng)資源。例如：通過操作員可以調(diào)出過程顯示畫面，觀察到過程回路的參數(shù)、狀態(tài)、趨勢和報(bào)警情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)過程回路的操作和參數(shù)的調(diào)整。過程工程師可以組態(tài)過程和顯示畫面和過程控制數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行其他各種組態(tài)工作。軟件工程師可以進(jìn)入軟件開發(fā)環(huán)境，編寫、調(diào)試和執(zhí)行用戶的應(yīng)用程序。

　　系統(tǒng)維護(hù)人員可觀察到系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的工作狀況，并對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行診斷操作。

　　二 系統(tǒng)功能

　　4#轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)工程所有設(shè)備的電氣傳動(dòng)和儀表控制全部采用集中控制、集中監(jiān)視的方式，實(shí)現(xiàn)以PLC為中心的基礎(chǔ)自動(dòng)化控制。

　　1. 生產(chǎn)流程分布

　　(1)主原料系統(tǒng)

　　鐵水倒罐站;廢鋼供應(yīng)。

　　(2)副原料系統(tǒng)

　　熔劑上料(1#皮帶機(jī)～5#皮帶機(jī));熔劑加料(4#轉(zhuǎn)爐本體)。

　　(3)鐵合金系統(tǒng)

　　轉(zhuǎn)爐鐵合金供應(yīng)、加料。

　　(4)4#轉(zhuǎn)爐及輔助設(shè)施

　　轉(zhuǎn)爐本體;底吹系統(tǒng);頂吹氧氣和濺渣護(hù)爐;轉(zhuǎn)爐和氧槍冷卻水;活動(dòng)煙罩與爐口煙道之間的水封;活動(dòng)煙罩、氧槍口、加料口的冷卻水;氮封系統(tǒng);爐下車輛。

　　(5)4#吹氬站

　　合金加料;頂吹氧氣、氬氣;底吹氬氣。

　　2. 頂吹信號(hào)顯示與自動(dòng)調(diào)控

　　a. 信號(hào)顯示與調(diào)控

　　氧氣總管調(diào)壓閥閥前(氣源)壓力指示、記錄;氧氣緊急切斷閥開/關(guān)狀態(tài)指示與聯(lián)鎖;氧氣總管調(diào)壓閥閥后壓力指示、記錄、調(diào)節(jié);氧氣總管壓力調(diào)節(jié)閥閥位顯示;氧氣支管流量指示、記錄、調(diào)節(jié)、補(bǔ)正計(jì)算;氧氣支管流量調(diào)節(jié)閥閥位顯示;氧氣支管切斷閥閥后(吹氧管入口)壓力指示、記錄;氧氣支管切斷閥閥位顯示;累計(jì)一爐鋼水用氧量：4000Nm3/爐;累計(jì)一爐吹氧時(shí)間。