工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在煉鐵高爐系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、引言

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是近幾年自動(dòng)化行業(yè)最為關(guān)注的技術(shù)之一，給各行各業(yè)的自動(dòng)化控制技術(shù)帶來(lái)了一次質(zhì)的飛躍。

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）是由各種現(xiàn)場(chǎng)儀表通過(guò)互連與控制室內(nèi)人機(jī)界面所組成的系統(tǒng)；一個(gè)全分散、全數(shù)字化、全開(kāi)放和可互操作的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)。也正是由于這些特點(diǎn)，以現(xiàn)場(chǎng)總線作為技術(shù)支撐的FCS在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有明顯的優(yōu)勢(shì)，諸如很高的精確性、組志簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)安裝方便、易于維護(hù)和擴(kuò)展、可以節(jié)約軟硬件投資等，被稱(chēng)為第五代控制系統(tǒng)，成為當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。它使過(guò)程控制領(lǐng)域的自動(dòng)化裝置由DCS向FCS過(guò)渡，DDC（直接數(shù)字控制）功能將徹底分散到現(xiàn)場(chǎng)，使先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理功能得以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)總線已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如電力監(jiān)控、能源管理、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)等等。

我廠高爐生產(chǎn)主要由高爐系統(tǒng)、噴煤系統(tǒng)、熱風(fēng)系統(tǒng)、卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)及槽下部分等構(gòu)成，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，分散點(diǎn)多，環(huán)境條件特殊，對(duì)電氣設(shè)備的要求非常高，這就造成了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)非常龐雜，故障率高，維護(hù)量大。將開(kāi)放、成熟的德國(guó)TURCK公司的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用到5＃高爐生產(chǎn)中去，在我公司取得了良好的效果。

二、高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

我公司以前的高爐生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用美國(guó)GE 公司的Series 90－70／30的 PLC設(shè)備，此設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種開(kāi)關(guān)及模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)電纜匯到PLC模板處，供PLC采集，進(jìn)行處理，然后輸出，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，來(lái)滿足高爐生產(chǎn)的需要。如圖1所示：

從上圖可以看出：

整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵在于主機(jī)入口處的瓶頸現(xiàn)象。由于現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備多，且比較分散，信號(hào)進(jìn)入PLC后，必須經(jīng)過(guò)A／D、D從轉(zhuǎn)換過(guò)程，且精確度有所降低，這樣就迫使PLC 的掃描周期加長(zhǎng)，不利于主機(jī)騰出手來(lái)從事優(yōu)化工作，使整個(gè)主機(jī)性能下降，直接威脅到高爐各種信號(hào)的實(shí)時(shí)性。

另外，現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備所處的環(huán)境特殊，與之相連接的電纜比較多，維護(hù)量大，故障率高，影響到整個(gè)高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。