Profibus技術(shù)在高爐煤氣洗滌電控系統中的應用

高爐煤氣洗滌系統是將高爐回收的煤氣通過(guò)洗滌塔凈化后送至用戶(hù)?，F將原常規電氣控制系統改造成PLC集中監控系統，該項目包括4座洗滌塔和公共部分.現場(chǎng)控制設備分布范圍比較廣，如果采用傳統的控制方案，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(jīng)濟，同時(shí)使系統復雜，可靠性降低。采用目前比較流行的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，可以降低成本，同時(shí)提高系統的可靠性，使系統易于擴展和維護。Profibus是ProcessFieldbus的縮寫(xiě)，是一種國際性的開(kāi)放式的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。目前世界上多數自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)廠(chǎng)家都為它們的自動(dòng)化設備提供Profibus通信接口。Profibus已經(jīng)廣泛地應用于加工制造、過(guò)程控制和樓宇自動(dòng)化，是一項成熟的技術(shù)。Profibus根據應用特點(diǎn)可分為ProfibusDP,PorfibusFMS,ProfibusPA等三個(gè)兼容版本。ProfibusDP是經(jīng)過(guò)高速優(yōu)化的、廉價(jià)的通信鏈路，專(zhuān)為自控系統和設備級分散式I/O之間設計的接口；使用Profibus總線(xiàn)模塊用于分布式控制系統的高速數據傳輸可以取代昂貴的24V或0～20mA并行信號線(xiàn)。
　　
二、系統功能

高爐煤氣洗滌控制系統的要求是對煤氣洗滌處理及輸送過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調節,使凈化后的煤氣送至用戶(hù)。在公司中控室發(fā)出上傳指令時(shí)，將當前時(shí)刻運行過(guò)程中的主要工作參數、運行狀態(tài)及一定時(shí)間段內的主要工藝過(guò)程曲線(xiàn)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(jìn)行在線(xiàn)實(shí)時(shí)控制，如啟停某一閥門(mén)，調節某些模擬輸出量的大小，在線(xiàn)設置PLC的某些參數等。

（2）顯示功能：用圖形實(shí)時(shí)地顯示各現場(chǎng)被控設備的運行工況，以及各現場(chǎng)的狀態(tài)參數。用模擬儀表、趨勢圖、曲線(xiàn)、柱狀圖動(dòng)態(tài)顯示參數的實(shí)時(shí)變化情況，使生產(chǎn)管理人員能夠快速、清晰地了解整個(gè)系統的生產(chǎn)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(guò)給定范圍或某一開(kāi)關(guān)量（如電機啟停、閥門(mén)開(kāi)關(guān)）發(fā)生變位時(shí)，可根據不同的需要發(fā)出不同等級的報警。監控系統報警包括控制系統報警和生產(chǎn)過(guò)程報警?？蛇M(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史故障記錄查詢(xún)，它能記錄故障名稱(chēng)、發(fā)生時(shí)間、故障消除時(shí)間等內容。

（4）通訊功能:WinCC是基于標準的Windows平臺開(kāi)發(fā)的SCADA系統軟件，充分考慮了與其它系統交換信息的必要性，支持如DDE，OLE，ODBC，OPC和SQL等標準?？梢蕴峁┒喾N方式與上層系統數據交換。
　　
三、系統組成

如果采用常規PLC集中控制方式，將現場(chǎng)信號通過(guò)電纜連接到集中控制室內的PLC上,由于工藝線(xiàn)路長(cháng)、現場(chǎng)控制點(diǎn)分布范圍廣，需要敷設大量的電纜及橋架,且現場(chǎng)環(huán)境惡劣、其施工難度非常大。鑒于此，采用了PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，根據工藝劃分，系統共設了五個(gè)主站、十個(gè)總線(xiàn)箱、兩個(gè)操作員站。采用西門(mén)子的S7-300系列PLC，主站采用CPU315-2DP，其帶有一個(gè)DP通訊口和一個(gè)MPI口。各總線(xiàn)箱采用通用性較好的ET200B和ET200eco現場(chǎng)模塊，用于現場(chǎng)數據的采集和控制，并借助Profibus（工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)），方便控制網(wǎng)絡(luò )系統的建立。

控制系統分為三個(gè)級別，即管理級、控制級、現場(chǎng)級。

（1）管理級

管理級集中監控各個(gè)分站設備的運行狀態(tài),網(wǎng)絡(luò )采用SIEMENSIndustrialEthernet。上位機監控系統設兩臺操作員站，選用研華工業(yè)控制計算機，每臺機器上裝有網(wǎng)絡(luò )通訊卡CP1613，它們各通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)分別與五套PLC系統的通訊處理器CP343-1通訊口連接，并選用西門(mén)子的工業(yè)交換機。上位監控采用WinCC組態(tài)軟件，完成系統組態(tài).