現場(chǎng)總線(xiàn)在轉爐控制系統應用

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

　　在其二級控制系統采用了西門(mén)子PCS7系列PLC，下掛Profibus-DP網(wǎng)，并通過(guò)DP/PA Link(鏈接器)將總線(xiàn)儀控設備接入工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )，真正實(shí)現了"集中管理，分散控制"的目的。同時(shí)全數字化通信模式的抗干擾能力強、測量控制精確度高，借助數字雙向傳輸的特點(diǎn)和先進(jìn)的設備管理軟件，可實(shí)現參數遠程給定，采集豐富的儀表信息，有利設備故障診斷，改善管理狀況。過(guò)程控制級由二級計算機構成，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與基礎級PLC相連，并依靠控制模型和數據庫對一級控制系統實(shí)施指導、管理和跟蹤。該系統將儀控、電控合為一體，它是具有工廠(chǎng)集成化概念的開(kāi)放型的工業(yè)控制系統。

　　一 系統組成

　　基礎級采用一套PCS7 PLC作為鑄機的控制器，其CPU類(lèi)型是AS416-2DP，并帶有通信功能，可與擴展單元的IM-153、IM-157通信卡以及變頻器通過(guò)Profibus-DP控制網(wǎng)相聯(lián)，其中擴展單元采用ET-200M和鏈接器作為子站?？刂栖浖镾TEP 7，并集成西門(mén)子過(guò)程設備管理軟件PDM?？刂萍壊捎梦鏖T(mén)子工控機作為監控站，與PLC通過(guò)快速工業(yè)以太網(wǎng)(基于TCP/IP協(xié)議)連接，系統運行西門(mén)子公司基于Windows 2000的PCS7全集成軟件。

　　1. 硬件構成

　　其中PC1為上位機監控站，ET200為電控系統的遠程站。鏈接器為PCS7的從站之一，同時(shí)又是現場(chǎng)總線(xiàn)儀控設備的PA主站，由網(wǎng)絡(luò )部件耦合器(Coupler)實(shí)現所有Profibus-PA總線(xiàn)現場(chǎng)儀表與DP總線(xiàn)的鏈接，在傳輸更多檢測、控制信息的同時(shí)亦可獲取總線(xiàn)設備自診斷信息。整個(gè)控制系統中，儀控系統除了和電控公用的操作站以及相應的一次檢測元件外，僅有一個(gè)現場(chǎng)控制箱。

　　2. 軟件配置

　　操作站軟件為PCS7軟件，網(wǎng)絡(luò )平臺為Windows 2000，PCS7自帶數據庫，并提供監控畫(huà)面和PLC組態(tài)工具。PCS7內含組態(tài)軟件為STEP7及西門(mén)子過(guò)程設備管理軟件PDM。

　　操作站主要是在用戶(hù)和所有系統功能之間提供一個(gè)人機界面，各類(lèi)人員可通過(guò)操作站訪(fǎng)問(wèn)各自權限范圍內的系統資源。例如：通過(guò)操作員可以調出過(guò)程顯示畫(huà)面，觀(guān)察到過(guò)程回路的參數、狀態(tài)、趨勢和報警情況，實(shí)現對過(guò)程回路的操作和參數的調整。過(guò)程工程師可以組態(tài)過(guò)程和顯示畫(huà)面和過(guò)程控制數據庫，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(kāi)發(fā)環(huán)境，編寫(xiě)、調試和執行用戶(hù)的應用程序。

　　系統維護人員可觀(guān)察到系統各個(gè)設備的工作狀況，并對這些設備進(jìn)行診斷操作。

　　二 系統功能

　　4#轉爐系統工程所有設備的電氣傳動(dòng)和儀表控制全部采用集中控制、集中監視的方式，實(shí)現以PLC為中心的基礎自動(dòng)化控制。

　　1. 生產(chǎn)流程分布

　　(1)主原料系統

　　鐵水倒罐站;廢鋼供應。

　　(2)副原料系統

　　熔劑上料(1#皮帶機～5#皮帶機);熔劑加料(4#轉爐本體)。

　　(3)鐵合金系統

　　轉爐鐵合金供應、加料。

　　(4)4#轉爐及輔助設施

　　轉爐本體;底吹系統;頂吹氧氣和濺渣護爐;轉爐和氧槍冷卻水;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;爐下車(chē)輛。

　　(5)4#吹氬站

　　合金加料;頂吹氧氣、氬氣;底吹氬氣。

　　2. 頂吹信號顯示與自動(dòng)調控

　　a. 信號顯示與調控

　　氧氣總管調壓閥閥前(氣源)壓力指示、記錄;氧氣緊急切斷閥開(kāi)/關(guān)狀態(tài)指示與聯(lián)鎖;氧氣總管調壓閥閥后壓力指示、記錄、調節;氧氣總管壓力調節閥閥位顯示;氧氣支管流量指示、記錄、調節、補正計算;氧氣支管流量調節閥閥位顯示;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;累計一爐鋼水用氧量：4000Nm3/爐;累計一爐吹氧時(shí)間。