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現場(chǎng)總線(xiàn)在煤氣凈化洗滌PLC系統中的應用
作者：
時(shí)間：2012-07-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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隨著(zhù)計算機、控制、通信、網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)的發(fā)展，作為工業(yè)控制數字化、智能化與網(wǎng)絡(luò )化典型代表的現場(chǎng)總線(xiàn)（FieldBus）技術(shù)也發(fā)展迅速、影響巨大，引起了工程技術(shù)界的普遍興趣與重視，使計算機控制系統逐步從集散控制系統（DistributedControlSystemDCS）走向以現場(chǎng)總線(xiàn)為基礎的分布式現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FieldbusControlSystem，FCS），被譽(yù)為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有革命性的新技術(shù)?，F場(chǎng)總線(xiàn)是當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。
1項目概述
我公司現有五座煉鐵高爐，每一座高爐在生產(chǎn)中都產(chǎn)生大量的高爐煤氣，但是煤氣中煙塵和焦油的含量非常高，所以不能直接用于其他生產(chǎn)活動(dòng)，必須進(jìn)行除塵?，F有的煤氣除塵系統主要有洗滌塔除塵和布袋除塵。鑒于一號到四號高爐在地理位置上比較集中，并且采用相同的洗滌塔式除塵系統，又因原用電動(dòng)組合式儀表控制系統已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求，所以采用集中改造原則，把這四個(gè)高爐的控制系統進(jìn)行大集成，現將其改造成為西門(mén)子PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)系統。
具體改造項目包括四座高爐的煤氣洗滌塔流程和公共部分流程。系統中所有上位監控設備將全部采用研華工業(yè)用計算機，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)集中HMI人機交互方式進(jìn)行系統監控運行，下位PLC控制站也采用集中組建方式，這樣可以減少控制室數量，節省大量建筑開(kāi)支。另外在現場(chǎng)建設現場(chǎng)數據采集站，通過(guò)PROFIBUS總線(xiàn)向PLC傳送數據，這樣可以大量減少物理布線(xiàn)，并且實(shí)現了遠程設備診斷。在PLC控制站上實(shí)現各個(gè)工藝流程、設備運轉之間的相互聯(lián)鎖的操作功能，提高了系統的安全性。采用了先進(jìn)的控制方式和控制算法，實(shí)現了四座高爐煤氣洗滌塔液位的自動(dòng)調節控制，減少了維護和操作人員的勞動(dòng)強度和工作量，為這些崗位減員增效創(chuàng )造了條件。
2系統組成
現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統是自動(dòng)控制系統的發(fā)展方向，通過(guò)細致詳細的調查工作，并結合這四個(gè)高爐煤氣洗滌系統的實(shí)際情況，最終選擇了西門(mén)子公司的PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，在這套現場(chǎng)總線(xiàn)系統中，我們的控制站采用了德國西門(mén)子公司的S7-300系列PLC，數據傳輸站采用了德國西門(mén)子公司的ET200系列設備，通過(guò)上位、下位、現場(chǎng)三位一體的方式實(shí)現了PROFIBUP-DP現場(chǎng)總線(xiàn)系統，并且在上位監控中采用了工業(yè)以太網(wǎng)，對現場(chǎng)總線(xiàn)提供了強有力的輔助，大大提高了數據傳輸速度。系統整體布置簡(jiǎn)圖如圖1所示。該系統是一種功能強大、使用方便、運行可靠的控制系統，為我們的現場(chǎng)生產(chǎn)提供了功能強大的物質(zhì)基礎。
2．1控制系統的UPS電源
為了提高系統的安全性，為PLC控制系統提供不間斷電源，配置原裝EMERSON電池。這套UPS電源系統包括主副兩路220V供電和電池組，當主220V電源故障后，自動(dòng)跳到電池組供電，當電池組電量耗盡后，系統又會(huì )自動(dòng)跳到副220V電源。這套電源系統與原來(lái)的控制系統電源相比，給系統提供了極大的安全性，保證了凈化系統的安全連續運行，減少了不必要的停產(chǎn)，無(wú)形中增加了效益。
2．2上位監控系統
上位監控系統設一臺工程師站和兩臺操作員站，選用研華工業(yè)計算機，每臺計算機上裝有網(wǎng)絡(luò )通訊卡CP1613，它們各通過(guò)上位工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)分別與五套S7-300系統的通訊處理器CP343-1通訊口連接，工業(yè)以太網(wǎng)的構建主要依據一臺西門(mén)子的ESMTP80工業(yè)級別的交換機。組態(tài)軟件采用西門(mén)子的WINCC制作監控程序，WINCC是西門(mén)子公司的專(zhuān)用監控軟件，與硬件連接時(shí)有很好的兼容性和可靠性，通訊方便，具有很好的適配性。WINCC提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報表的功能模板，高性能的過(guò)程耦合、快速的畫(huà)面更新及可靠的數據使其具有高度的適用性。
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