現(xiàn)場總線產(chǎn)品在鋁行業(yè)物流設備中的應用

2.控制系統(tǒng)構(gòu)成

電解鋁生產(chǎn)是典型的流程型生產(chǎn)模式，生產(chǎn)工程是否穩(wěn)定直接影響到電解鋁生產(chǎn)的順利進行。因此在電解鋁的生產(chǎn)中，必須實時檢測生產(chǎn)工藝參數(shù)，以保證生產(chǎn)計劃安全高效地完成。青海鋁廠把INTERBUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)用于陽極組裝及殘極處理車間。該車間長216m，為電解車間制備新陽極組，即將電解槽上卸下的殘極運至本車間，經(jīng)裝站掛到積放式懸掛輸送機（以下簡稱懸鏈）上，由懸鏈吊運殘極依次通過電解質(zhì)清理、殘極拋丸處理、殘極壓脫、磷鐵環(huán)壓脫、導桿矯直、鋼爪清刷、涂石墨、導桿清刷、澆鑄磷生鐵等流水作業(yè)站，組裝出新的陽極組。懸鏈生產(chǎn)線是該車間的主體，電解槽上換下的殘極在該生產(chǎn)線裝站掛到懸鏈上。懸鏈上裝有約120組小車，小車上吊運著殘極，沿懸鏈前進，在不同作業(yè)站進行處理，最后在卸站下線進入澆鑄工作區(qū)，經(jīng)澆鑄后成為合格的新陽極組。
由于本工程的現(xiàn)場I/O檢測點數(shù)量多，且分布廣、距離遠、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境惡劣。該廠由于地處西北，冬天溫度可達零下20度，PLC的防護等級比較低，一般工作溫度為零度至40度，很難滿足現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求。如將PLC放在控制室內(nèi)采用傳統(tǒng)的集中式控制，將耗費大量的控制電纜和電纜橋架，并且極大增加敷設電纜和安裝橋架的工程量，同時給調(diào)試帶來很大的不便，并對日后的維護產(chǎn)生很大的困難。
針對于上述情況，為了適應現(xiàn)場環(huán)境、工藝和便于維護的要求，選擇一種控制子站數(shù)目多，布線簡單、維護方便、工作溫度范圍適應現(xiàn)場環(huán)境、系統(tǒng)安全可靠，診斷功能強大的系統(tǒng)。INTERBUS系統(tǒng)除了可以連接菲尼克斯自己的控制器以外，還可以連接ROCKWELL，SIEMENS，SCHNEIDER等公司的PLC，采用一根總線電纜連接、總傳輸距離長達12.8KM，工作溫度范圍為零下25度到零上55度，強大的診斷功能給維護帶來極大的方便。
自動作業(yè)系統(tǒng)采用菲尼克斯的INTERBUS總線，采用新的Fieldline系統(tǒng)，共有89個節(jié)點，對現(xiàn)場設備的作業(yè)進行信號的采集控制。根據(jù)工程需要，整個控制系統(tǒng)由操作員站（OPS）和控制站（PLC）兩級構(gòu)成。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。該系統(tǒng)由計算機、PLC、INTERBUS現(xiàn)場總線組成的多級、開放式集散數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控管理系統(tǒng)。因車間內(nèi)粉塵大，所有菲尼克斯的現(xiàn)場I/O模板都選用IP67防護等級的Fieldline一體化模塊INTERBUSM12，通過兩個M12連接器連接總線，用于向遠程總線供電，并提供INTERBUS通信。FieldlineM12模塊允許傳感器和執(zhí)行器通過標準M12連接器相連。采用西門子公司的SIMATICS7-300系列PLC，CPU為315-2DP。另采用1塊菲尼克斯公司提供的INTERBUS控制板IBSS7300DSC-T將S7300PLC和INTERBUS相連接。系統(tǒng)操作站選用研華工控機，監(jiān)視控制站的所有信息，進行顯示、操作、記錄、數(shù)據(jù)處理、報表輸出，并可以按一定的權(quán)限進行控制的組態(tài)和參數(shù)修改等操作。系統(tǒng)控制站通過控制單元檢測和控制裝備對整個生產(chǎn)過程實行實時控制，并通過系統(tǒng)總線與操作員站相連，向操作站傳遞現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)并且接受操作站的管理和控制信息。編程軟件為菲尼克斯的CMD,組態(tài)、監(jiān)控和診斷軟件CMD，是貫穿系統(tǒng)整個生命周期中所使用的工具，即從規(guī)劃和組態(tài)，到系統(tǒng)的調(diào)試，再到系統(tǒng)運行以及維護中的診斷。無論你使用的是什么類型的控制器，這個軟件都適用。啟動階段如總線發(fā)生故障，出錯位置可以在CMD和直接在電路圖視窗中顯示出來。

3、結(jié)束語

本系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試，用戶考核，INTERBUS系統(tǒng)運行穩(wěn)定，完全滿足工藝控制要求，具有自動化程度高、可靠性高、精確度高、響應時間快、維護量小的特點。同時，提高了生產(chǎn)過程自動化水平、改善了勞動條件、降低了生產(chǎn)成本，使企業(yè)的自動化水平邁上了一個新臺階，得到了用戶的好評，極具推廣價值。

參考資料：《菲尼克斯電氣自動化系統(tǒng)手冊》、《INTERBUS用戶手冊》