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工业现场总线技术在炼铁高炉系统中的应用

来源:银狐工控网2006.12.04阅读 3063

  本文是一个应用案例,介绍了工业现场总线技术在高炉自动化控制系统的应用情况。采用现场总线技术之后,避免了大量的点到点的电缆敷设,降低了线路敷设设计的难度和施工的复杂性,节省了投资、安装、调试及维护的费用,减少了高炉休风次数。  
 
     一、引言
    
     工业现场总线技术是近几年自动化行业最为关注的技术之一,给各行各业的自动化控制技术带来了一次质的飞跃。
   
     现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)是由各种现场仪表通过互连与控制室内人机界面所组成的系统;一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的生产过程自动控制系统。也正是由于这些特点,以现场总线作为技术支撑的FCS在工业自动化领域有明显的优势,诸如很高的精确性、组志简单、设计安装方便、易于维护和扩展、可以节约软硬件投资等,被称为第五代控制系统,成为当今工业自动化发展的必然趋势。它使过程控制领域的自动

化装置由DCS向FCS过渡控制工程网版权所有,DDC(直接数字控制)功能将彻底分散到现场,使先进的现场设备管理功能得以实现。现场总线已广泛应用于各个领域www.cechina.cn,如电力监控、能源管理、自动测试系统等等。
   
     我厂高炉生产主要由高炉系统、喷煤系统、热风系统、卷扬系统及槽下部分等构成,生产工艺复杂,分散点多,环境条件特殊,对电气设备的要求非常高,这就造成了电气自动化系统非常庞杂,故障率高www.cechina.cn,维护量大。将开放、成熟的德国TURCK公司的工业现场总线技术应用到5#高炉生产中去,在我公司取得了良好的效果。
   
     二、高炉自动化控制系统的现状
   
     我公司以前的高炉生产自动化控制系统采用美国GE 公司的Series 90-70/30的 PLC设备,此设备运行稳定,可靠性高。现场设备的各种开关及模拟信号通过信号电缆汇到PLC模板处,供PLC采集,进行处理,然后输出,控制现场设备运转,来满足高炉生产的需要。如图1所示:

工业现场总线技术在炼铁高炉系统中的应用如图


图1DCS控制图

     从上图可以看出:
   
     整个系统的关键在于主机入口处的瓶颈现象。由于现场及设备多,且比较分散,信号进入PLC后,必须经过A/D、D从转换过程,且精确度有所降低,这样就迫使PLC 的扫描周期加长,不利于主机腾出手来从事优化工作,使整个主机性能下降,直接威胁到高炉各种信号的实时性。
   
     另外,现场及设备所处的环境特殊,与之相连接的电缆比较多,维护量大,故障率高www.cechina.cn,影响到整个高炉自动化控制系统的稳定性和可靠性。
   
     三、现场总线的选用
   
     1. 现场总线的优点
   
     PY fibllsoP现场总线是Pr。fiblls现场总线的一个性能优化版本,专门用于自动化系统与分布式外围设备之间的临界通信任务。这种总线适合于替代价格昂贵的 24V DC和 4~20mA测量信号平行传输线路。
   
     德国TURCK公司开发的工业现场总线是现场仪表、设备与控制室系统之间的一种开放、全数字化、双向通信与多站的通信系统,为我厂已建成的千兆位以大网系统提供了现场级的控制功能。这次我炼铁厂5#高炉大修选用TURCK公司的工业现场总线控制工程网版权所有,可避免几千个检 测点和控制点的检测信号汇集到DCS 的入日处所造成的信号堵塞控制工程网版权所有,从而把60%以上的控制功能下放到现场仪表,增加了系统的安全性和可靠性。
   
     采用现场总线主要有以下优点:
   
    (1)可以减少1/2—2/3的隔离器、端子柜、I/O柜、l/O终端,这样大大节省了10装置及装置室的空间;
   
    (2)由于免去了D/A及A/D转换的过程,使信号精确度可以从±






























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