一. 現(xiàn)場總線技術 高爐煤氣洗滌系統(tǒng)是將高爐回收的煤氣通過洗滌塔凈化后送至用戶?，F(xiàn)將原常規(guī)電氣控制系統(tǒng)改造成PLC集中監(jiān)控系統(tǒng)，該項目包括4座洗滌塔和公共部分. 現(xiàn)場控制設備分布范圍比較廣，如果采用傳統(tǒng)的控制方案，勢必要敷設大量的控制和信號電纜，浪費大量的人力和物力，十分不經(jīng)濟，同時使系統(tǒng)復雜，可靠性降低 。采用目前比較流行的現(xiàn)場總線技術，可以降低成本，同時提高系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)易于 擴展和維護。Profibus是Process Fieldbus的縮寫，是一種國際性的開放式的現(xiàn)場總線標準 。目前世界上多數(shù)自動化技術生產(chǎn)廠家都為它們的自動化設備提供Profibus通信接口。Profibus已經(jīng)廣泛地應用于加工制造、過程控制和樓宇自動化，是一項成熟的技術。Profibus根據(jù)應用特點可分為Profibus DP, Porfibus FMS, Profibus PA等三個兼容版本。Profibus DP是經(jīng)過高速優(yōu)化的、廉價的通信鏈路，專為自控系統(tǒng)和設備級分散式I/O之間設計的接口；使 用Profibus總線模塊用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸可以取代昂貴的24 V或0～20 mA并行信號線。 　　 二、系統(tǒng)功能 高爐煤氣洗滌控制系統(tǒng)的要求是對煤氣洗滌處理及輸送過程進行自動控制和自動調節(jié),使凈化后的煤氣送至用戶。在公司中控室發(fā)出上傳指令時，將當前時刻運行過程中的主要工作參數(shù)、運行狀態(tài)及一定時間段內的主要工藝過程曲線等信息上傳到公司中控室。 　　 功能如下： （1）控制操作：在中心控制室能對被控設備進行在線實時控制，如啟停某一閥門，調節(jié)某些模擬輸出量的大小，在線設置PLC的某些參數(shù)等。 （2）顯示功能：用圖形實時地顯示各現(xiàn)場被控設備的運行工況，以及各現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。用模擬儀表、趨勢圖、曲線、柱狀圖動態(tài)顯示參數(shù)的實時變化情況，使生產(chǎn)管理人員能夠快速、清晰地了解整個系統(tǒng)的生產(chǎn)運行情況。 （3）報警功能：當某一模擬量（如電流、壓力、水位等）測量值超過給定范圍或某一開關量（如電機啟停、閥門開關）發(fā)生變位時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。監(jiān)控系統(tǒng)報警包括控制系統(tǒng)報警和生產(chǎn)過程報警?？蛇M行實時和歷史故障記錄查詢，它能記錄故障名稱、發(fā)生時間、故障消除時間等內容。 （4） 通訊功能: WinCC是基于標準的Windows平臺開發(fā)的SCADA系統(tǒng)軟件，充分考慮了與其它系統(tǒng)交換信息的必要性，支持如DDE，OLE，ODBC，OPC和SQL等標準。可以提供多種方式與上層系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。 　　 三、系統(tǒng)組成 如果采用常規(guī)PLC集中控制方式，將現(xiàn)場信號通過電纜連接到集中控制室內的PLC上,由于工藝線路長、現(xiàn)場控制點分布范圍廣，需要敷設大量的電纜及橋架,且現(xiàn)場環(huán)境惡劣、其施工難度非常大。鑒于此，采用了PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術，根據(jù)工藝劃分，系統(tǒng)共設了五個主站、十個總線箱、兩個操作員站。采用西門子的S7-300系列PLC，主站采用CPU315-2DP，其帶有一個DP通訊口和一個MPI口。各總線箱采用通用性較好的ET200B和ET200eco現(xiàn)場模塊，用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制，并借助Profibus（工業(yè)現(xiàn)場總線），方便控制網(wǎng)絡系統(tǒng)的建立。 控制系統(tǒng)分為三個級別，即管理級、控制級、現(xiàn)場級。 （1）管理級 管理級集中監(jiān)控各個分站設備的運行狀態(tài),網(wǎng)絡采用SIEMENS Industrial Ethernet。上位機監(jiān)控系統(tǒng)設兩臺操作員站，選用研華工業(yè)控制計算機，每臺機器上裝有網(wǎng)絡通訊卡CP1613，它們各通過工業(yè)以太網(wǎng)分別與五套PLC系統(tǒng)的通訊處理器CP343-1通訊口連接，并選用西門子的工業(yè)交換機。上位監(jiān)控采用WinCC組態(tài)軟件，完成系統(tǒng)組態(tài). （2）控制級 控制級主要功能是接收管理層設置的參數(shù)或命令，對整個生產(chǎn)過程進行控制，將現(xiàn)場狀態(tài)輸送到管理層。系統(tǒng)分公共部分管網(wǎng)和1-4#洗滌塔共五套PLC,并且相互獨立。Siemens公司S7 315-2DP型號PLC具有Profibus-DP網(wǎng)絡通訊接口，可作為Profibus-DP現(xiàn)場總線的主站。與控制現(xiàn)場的遠程分布式智能I／O模塊連接，實現(xiàn)與現(xiàn)場設備和傳感器通信。集中控制使得整個控制系統(tǒng)各個部分之間能夠完全協(xié)調工作。 （3）現(xiàn)場級 現(xiàn)場級控制采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線,公共管網(wǎng)部分由于各控制點分布廣,共配了6個總線箱,相互串聯(lián).1-4#洗滌塔分別配了1個總線箱,整個系統(tǒng)共10個總線箱,ET200系列各類模塊共計124塊,對現(xiàn)場的數(shù)值量和模擬量進行采集和控制. 　　 四、系統(tǒng)特點 采用Profibus技術后，與傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)比較，系統(tǒng)具有以下幾個特點： （1）系統(tǒng)設計更加方便、價格低廉.ET200B和ET200eco是緊湊型、一體化的設計，低成本的現(xiàn)場解決方案。 （2）組態(tài)、調試更加容易. 無須其他特殊軟件，在S7軟件包中，用鼠標拖拉即可完成Profibus-DP的組態(tài)。不需額外費用，設備故障就可通過總線報告，故障定位更加方便。 （3）維護簡單.端子模塊上所有的I/O通道都支持短路保護和過載保護,同時支持通過PROFIBUS網(wǎng)絡進行遠程診斷,都為日后設備維護帶來極大的便利。 （4）便于擴展和信息集成. Profibus的使用將孤立的單元設備帶進了信息化網(wǎng)絡中，為今后系統(tǒng)擴展和企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)打下良好的基礎。 （5）最終用戶工程造價降低. Profibus技術的使用，節(jié)省了大量的線纜、橋架、端子排等，培訓和維護費用減少，這些都降低了工程總造價。 　　 五、結論 在高爐煤氣洗滌控制系統(tǒng)中采用現(xiàn)場總線提高了信號傳送精度，增強現(xiàn)場控制靈活性，降低設計施工費用，減少電纜敷設，易于維護和擴展的目的,尤其是與傳統(tǒng)集中控制比較，從系統(tǒng)設計、安裝調試、維護及擴展上，現(xiàn)場總線技術的優(yōu)勢十分明顯。此控制系統(tǒng)于2004年6月調試完畢，運行至今系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。極大地提高了勞動生產(chǎn)率，減少了工人的勞動強度，在生產(chǎn)管理上了也一個新臺階。