现场总线技术应用在高炉自控系统

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1、现场总线技术应用在高炉自控系统【摘要】工业现场总线控制方式与传统的离散控制方式相比较控制性能优越，使用简单方便，可靠性更高，节约成本。因此，在宣钢2500M3高炉控制系统上采用ABBAC800F与图尔克现场总线的完美结合。本文介绍了工业现场总线的特性，具体描述了图尔克工业现场总线技术在高炉自控系统中的应用，并对使用现场总线的优点作了一些描述，供广大技术人员共同学习和参考。【关键词】高炉图尔克现场总线Profibus-DP1.前言现场总线技术是20世纪80年代后期推出并迅速发展起来的一种用于各种现场自动化设备与其控制系统的网络通信技术，可实现现场设备层到车间级监控的分散

2、式数字控制和现场通信网络，是一种用于各种现场仪表与基于计算机的控制系统之间进行的数据通信系统。PROFIBUS现场总线是用于一定数目的区域和单元级设备联网的国际标准，为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。宣钢炼铁厂2500M3高炉自动控制系统主要包括：槽上、槽下、炉顶、高炉本体、热风炉、喷煤和循环水，它们各自为独立的系统，以工业以太网建立联接，实现工作站之间、上位机之间数据的传递。在电气设计方面，每个部分分布区域广，阀门多，煤气区域易燃易爆，以往DCS控制系统均采用普通电缆传输信号，不仅成本高，而且系统的故障率也很高，在本次大型高炉的槽上及高炉本体

3、中，采用图尔克工业现场总线技术，通过一根总线传入主控室，对外部设备进行控制。高炉自投产以来，现场总线设备运行稳定，几乎成为免维护设备，具有很好的推广意义。2.现场总线的介绍及特性2.1现场总线的介绍现场总线技术出现于80年代中后期，从本质上来说，它是一种数字通信协议，是一种应用于生产现场，在智能化控制设备之间实行双向串行通信、多节点的数字通信系统，是一种开放的、数字化的、多点通信的低层控制网络。它使得自动控制系统和设备有了通信能力。现场总线技术是计算机，网络通讯、超大规模集成电路、仪表和测试、过程控制和生产管理等现代高科技迅猛发展的综合产物，因此现场总线的内涵现在已远

4、远不是指这一根通讯线或一种通讯标准。它是当前自动化领域的热门话题，是近几年自动化行业最为关注的技术之一，被誉为自动化领域的计算机局域网，给各行各业的自动化控制技术带来了一次质的飞跃。2.2现场总线的特性现场总线的控制在精度、可靠性、经济性等许多方面都要比传统的控制要优越得多，其主要特性如下：2.2.1系统的开放性传统的控制系统是个自我封闭的系统，一般只能通过工作站的串口或并口对外通讯。在现场总线中, 工作站同时靠挂于现场总线和局域网两层网络，通过后者可以与其它计算机系统或网络进行高速信息交换，以实现资源共享。另外，现场总线的技术标准是对所有制造商和用户公开的，没有专利

5、许可要求，实行技术共享。它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。2.2.2可操作性与互用性不同厂家生产的DCS产品不能互换，要想更新技术和设备，只能全部更换。现场总线可实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。2.2.3 现场设备的智能化与功能自治性 　 传统的DCS至少要有操作站、控制站和现场设备三层结构，它的信号传递是模拟信号的单向传递，信号在传递过程中产生的误差较大，另外系统难以迅速判断故障而带故障运行。在现

6、场总线中采用双向数字通讯，它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。2.2.4 系统结构的高度分散性 　 由于现场总线157现场设备本身已可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了原有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。2.2.5对现场环境的适应性 　 现场总线作为工厂底层网络工作在现场设备前端,是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强

7、的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。3.现场总线在2500M3高炉自控系统中的应用3.1高炉自动化控制系统的现状高炉生产主要由槽上、槽下、炉顶、高炉本体、热风炉、喷煤和循环水等构成，它们各自为独立的系统，即相互独立，又密不可分，相互联系。任何一个环节出问题，都将导致高炉的直接休风，影响生产。各个系统生产工艺复杂，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，维护量大。我厂高炉生产自动化控制系统大部分采用瑞士ABB公司AC800F控制系统，此系统运行稳定，可靠性高。现场设备