Profibus現(xiàn)場總線在轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.生產(chǎn)流程分布

（1）主原料系統(tǒng)
鐵水倒罐站；廢鋼供應(yīng)。

（2）副原料系統(tǒng)
熔劑上料（1#皮帶機～5#皮帶機）；熔劑加料（4#轉(zhuǎn)爐本體）。

（3）鐵合金系統(tǒng)
轉(zhuǎn)爐鐵合金供應(yīng)、加料。

（4）4#轉(zhuǎn)爐及輔助設(shè)施
轉(zhuǎn)爐本體；底吹系統(tǒng)；頂吹氧氣和濺渣護爐；轉(zhuǎn)爐和氧槍冷卻水；活動煙罩與爐口煙道之間的水封；活動煙罩、氧槍口、加料口的冷卻水；氮封系統(tǒng)；爐下車輛。

（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調(diào)控

a.信號顯示與調(diào)控
氧氣總管調(diào)壓閥閥前（氣源）壓力指示、記錄；氧氣緊急切斷閥開/關(guān)狀態(tài)指示與聯(lián)鎖；氧氣總管調(diào)壓閥閥后壓力指示、記錄、調(diào)節(jié)；氧氣總管壓力調(diào)節(jié)閥閥位顯示；氧氣支管流量指示、記錄、調(diào)節(jié)、補正計算；氧氣支管流量調(diào)節(jié)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；累計一爐吹氧時間。

b.報警及聯(lián)鎖
氧氣氣源壓力低限值報警；氧氣氣源壓力低-低值（LL）報警及聯(lián)鎖控制（與氧槍升降裝置聯(lián)鎖）；氧氣支管入口壓力低限報警；氧氣支管入口壓力低-低值報警及聯(lián)鎖（與氧槍升降裝置聯(lián)鎖）；氧氣支管流量低限報警；氧氣支管流量低-低值報警及聯(lián)鎖；快速提槍并關(guān)閉支管切斷閥。

3.底吹信號顯示與自動調(diào)控
底吹信號顯示、自動調(diào)控、報警及聯(lián)鎖，與頂吹基本相同。

4.過程現(xiàn)場總線配置
儀控系統(tǒng)全部通過Profibus-PA現(xiàn)場總線方式完成檢測與控制。
雖然耦合器可直接掛在DP網(wǎng)上，但要占用一個DP地址，且無法擴充，而每個鏈接器可擴充5個耦合器，并且在非防爆區(qū)每個最多可掛接30臺非防爆現(xiàn)場總線儀表，所以在平衡經(jīng)濟性和系統(tǒng)可擴充性的前提下，采用了一個鏈接器配幾個耦合器的硬件配置模式。整個系統(tǒng)采用了Profibus-PA總線線型拓撲結(jié)構(gòu)，在這種模式下，PA總線上的智能總線儀表的地址編號將不受DP地址編號的限制，可以在相應(yīng)的耦合器下任意編址，有利于總線設(shè)備的擴充和維護。

三系統(tǒng)特點

由于采用了Profibus-PA現(xiàn)場總線技術(shù)，所以全部檢測與控制儀表均采用了全數(shù)字化通信的智能儀表，從而極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（1）可靠性高

在整個轉(zhuǎn)爐上下平臺之間，網(wǎng)絡(luò)線取代了所有常規(guī)控制儀表使用的控制電纜，而且所有測控元件均以并聯(lián)方式掛接在一根網(wǎng)絡(luò)線上，并以數(shù)字通信方式與上位計算機交換檢測與控制數(shù)據(jù)，同時測控元件內(nèi)部的故障自診斷功能，可將設(shè)備隱患信息在發(fā)生故障前預(yù)報給上位機，提醒工程人員及時進行排除，確保生產(chǎn)安全順暢。

（2）精確度高

由于采用數(shù)字通信方式，所以實際的采樣精確度和控制精確度均非模擬信號可比，技術(shù)水平完全進入了另一個全新領(lǐng)域，為生產(chǎn)工程師提供了準確的生產(chǎn)參數(shù)，有利于優(yōu)化產(chǎn)品，控制生產(chǎn)成本和節(jié)能、降耗。

（3）系統(tǒng)擴展靈活

PA通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點就是測控元件，所以任意節(jié)點的增加或刪除都不會影響網(wǎng)絡(luò)的整體性能。通過在DP網(wǎng)線上增減若干鏈接器，就可增加或刪除若干組PA網(wǎng)絡(luò)，每組PA可擴展30個測控元件，便于系統(tǒng)擴容和工藝流程的優(yōu)化。PA網(wǎng)絡(luò)可分布在工廠的任何位置，這樣，與分散在各地的各種設(shè)備連接更為簡單。

（4）降低工程造價和工程量

在轉(zhuǎn)爐上下平臺之間測點分散且各自相對集中，若采用常規(guī)計算機控制方案，不但布線復(fù)雜、橋架林立，而且故障排除時間長，不利于自動控制過程的快速恢復(fù)。采用Profibus-PA現(xiàn)場總線技術(shù)，將極大地節(jié)省電纜、橋架的材料費和基建安裝量，同時也取消了控制站上輸入/輸出組件，節(jié)省了機柜，減小了控制室的面積。

四結(jié)束語

馬鋼第三煉鋼廠4#轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)在實現(xiàn)"三電一體化"的基礎(chǔ)上，成功地將Profibus總線技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)全過程，提高了系統(tǒng)的控制水平和可靠性，同時降低了運行成本。與常規(guī)系統(tǒng)相比，僅儀控系統(tǒng)就比原概算節(jié)省30%的投資。另外，內(nèi)嵌的過程設(shè)備管理軟件PDM，減少了所需其他軟件的種類，也降低了相關(guān)軟件費用。尤為重要的是，由于現(xiàn)場總線儀表具有自診斷功能，因此，可以預(yù)先診斷和維護在線設(shè)備，提前排除故障、減少停機時間，提高了生產(chǎn)的安全性，同時大大降低了系統(tǒng)運行、維護費用，為整個高效連鑄機的安全順產(chǎn)提供了重要的技術(shù)保障。