摘 要：
以天鐵集團高爐煤氣洗滌控制系統(tǒng)為例，論述了總線技術在冶金行業(yè)的應用。運用表明，該系統(tǒng)能夠滿足煤氣洗滌自動控制要求，并且具有先進、可靠、控制性能好等優(yōu)點。
關鍵詞：
現場總線；網絡通訊；可編程控制器
一. 現場總線技術
高爐煤氣洗滌系統(tǒng)是將高爐回收的煤氣通過洗滌塔凈化后送至用戶。現將原常規(guī)電氣控制系統(tǒng)改造成PLC集中監(jiān)控系統(tǒng)，該項目包括4座洗滌塔和公共部分. 現場控制設備分布范圍比較廣，如果采用傳統(tǒng)的控制方案，勢必要敷設大量的控制和信號電纜，浪費大量的人力和物力，十分不經濟，同時使系統(tǒng)復雜，可靠性降低 。采用目前比較流行的現場總線技術，可以降低成本，同時提高系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)易于 擴展和維護。Profibus是Process Fieldbus的縮寫，是一種國際性的開放式的現場總線標準 。目前世界上多數自動化技術生產廠家都為它們的自動化設備提供Profibus通信接口。Profibus已經廣泛地應用于加工制造、過程控制和樓宇自動化，是一項成熟的技術。Profibus根據應用特點可分為Profibus DP, Porfibus FMS, Profibus PA等三個兼容版本。Profibus DP是經過高速優(yōu)化的、廉價的通信鏈路，專為自控系統(tǒng)和設備級分散式I/O之間設計的接口；使 用Profibus總線模塊用于分布式控制系統(tǒng)的高速數據傳輸可以取代昂貴的24 V或0～20 mA并行信號線。
二、系統(tǒng)功能
高爐煤氣洗滌控制系統(tǒng)的要求是對煤氣洗滌處理及輸送過程進行自動控制和自動調節(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，將當前時刻運行過程中的主要工作參數、運行狀態(tài)及一定時間段內的主要工藝過程曲線等信息上傳到公司中控室。
功能如下：
（1）控制操作：在中心控制室能對被控設備進行在線實時控制，如啟停某一閥門，調節(jié)某些模擬輸出量的大小，在線設置PLC的某些參數等。
（2）顯示功能：用圖形實時地顯示各現場被控設備的運行工況，以及各現場的狀態(tài)參數。用模擬儀表、趨勢圖、曲線、柱狀圖動態(tài)顯示參數的實時變化情況，使生產管理人員能夠快速、清晰地了解整個系統(tǒng)的生產運行情況。
（3）報警功能：當某一模擬量（如電流、壓力、水位等）測量值超過給定范圍或某一開關量（如電機啟停、閥門開關）發(fā)生變位時，可根據不同的需要發(fā)出不同等級的報警。監(jiān)控系統(tǒng)報警包括控制系統(tǒng)報警和生產過程報警。可進行實時和歷史故障記錄查詢，它能記錄故障名稱、發(fā)生時間、故障消除時間等內容。
(4) 通訊功能: WinCC是基于標準的Windows平臺開發(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等標準。可以提供多種方式與上層系統(tǒng)數據交換。
三、系統(tǒng)組成
如果采用常規(guī)PLC集中控制方式，將現場信號通過電纜連接到集中控制室內的PLC上,由于工藝線路長、現場控制點分布范圍廣，需要敷設大量的電纜及橋架,且現場環(huán)境惡劣、其施工難度非常大。鑒于此，采用了PROFIBUS-DP現場總線技術，根據工藝劃分，系統(tǒng)共設了五個主站、十個總線箱、兩個操作員站。采用西門子的S7-300系列PLC，主站采用CPU315-2DP，其帶有一個DP通訊口和一個MPI口。各總線箱采用通用性較好的ET200B和ET200eco現場模塊，用于現場數據的采集和控制，并借助Profibus(工業(yè)現場總線)，方便控制網絡系統(tǒng)的建立。
控制系統(tǒng)分為三個級別，即管理級、控制級、現場級。
（1）管理級
管理級集中監(jiān)控各個分站設備的運行狀態(tài),網絡采用SIEMENS Industrial Ethernet。上位機監(jiān)控系統(tǒng)設兩臺操作員站，選用研華工業(yè)控制計算機，每臺機器上裝有網絡通訊卡CP1613，它們各通過工業(yè)以太網分別與五套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。上位監(jiān)控采用WinCC
組態(tài)軟件，完成系統(tǒng)組態(tài).
