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1、概述

隨著網絡技術的發(fā)展，現場總線技術不斷在信鋼450m3、600m3 高爐自動控制系統(tǒng)中使用，它使用一類傳輸介質將分散的現場設備連接到中央控制或管理系統(tǒng)。

我公司600m3 高爐自動控制系統(tǒng)中，由槽下上料系統(tǒng)、高爐本體、熱風、布袋四個站點組成，爐頂配有意大利產型旋轉編碼器。該套系統(tǒng)電器設計分部區(qū)域廣、閥門多、煤氣區(qū)域易燃易爆的特點不容忽視，在此采用數字量、模擬量、即輸入輸出點進入站點模塊，通過一根總線傳入主控室PLC，以此來控制各閥門及電機動作，該套系統(tǒng)采用德國西門子400PLC系統(tǒng)和PROF IBUS - DP工業(yè)現場總線技術，實現了高爐自動化控制。

2、PROFIBUS - DP總線通信原理及系統(tǒng)組成

PROF IBUS由三個部分組成即PROF IBUS -DP （分布式外圍設備） 、PROF IBUS - PA （過程自動化） 、PROFIBUS - FMS （現場總線報文規(guī)范） 。

600m3 高爐采用PROF IBUS - DP是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。使用PROF IBUS - DP可取代24VDC或4 ～20mA信號傳輸。它定義了第壹層為物理層，第二層為數據鏈路層提供總線存取控制和保證數據的可靠性。其用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設備可調用的應用功能，這為系統(tǒng)兼容提供了便利，便于調試和維護。

在600m3 高爐控制系統(tǒng)中， PROF IBUS - DP采用的是單獨供電的總線設備，每站點有自己的穩(wěn)壓電源，如果網絡節(jié)點電源不穩(wěn)，通信若隱若現甚至*消失時，系統(tǒng)會啟動旁路功能以避免對其他接點的影響。爐頂槽下、熱風、布袋及高爐本體以站點形式掛在總線上，信號通過總線傳送到主控室的PLC，每臺總線設備必須有一個*的網絡地址和物理設備位號，當有站點出現故障時，通過主控室PLC可以診斷出具體站點，實現對各站點的檢測。［page］

3、600m3 高爐系統(tǒng)軟件硬件的組成

系統(tǒng)硬件：

（ 1 ） 集成了DP 接口的西門子400PLC（CPU414 - 2DP） 。

（2）兩臺西門子OSM交換機用于各站點之間的數據通信。

（3）插有工業(yè)以太網卡的（CP1613 通訊卡）的計算機。

（4） ET200M的主站模塊。

（5） 數字量模擬量輸入輸出模塊（D I/DO，AI/AO） 。

（6）工作站6臺研華工控機。

系統(tǒng)軟件配置：

（1） 在這套系統(tǒng)中， 控制基本上由集中的PLC完成。在PLC軟件控制中要對外部的總線結構進行硬件組態(tài)，讓系統(tǒng)識別總線結構，各站點有自己的邏輯地址，分別掛在哪條總線上，采用的總線協(xié)議方式及速率、產品類型等進行具體組態(tài)設置。PLC程序在上位機的編程工具STEP7V5. 3中組態(tài)后進行編譯，編譯通過后下載到CPU414 -2DP，并存儲其中， CPU414可自動運行該程序，根據程序內容讀取總線上的所有I/O 模塊的狀態(tài)字，控制硬件設備。

（2 ） 上位機監(jiān)控軟件為西門子公司的Wincc610，它基于W indows的對象鏈接和嵌入，部件對象模型和分布式部件對象模型技術，并創(chuàng)建一開放式接口，具有良好的圖形界面和人機交互性，系統(tǒng)在成熟的Windows2000下運行。

利用總線在監(jiān)控畫面中實現功能如下：

（1）控制操作

在控制室能對被控設備進行在線實時控制，如啟停閥門設備，調節(jié)上料種類，設定物料重量等。并能夠在現場限位開關或雷達料位計等發(fā)生故障時，模擬到位信號，使上料正常進行，在線設定PLC的某些參數。上位機是總線上的一個站點，與PLC進行實時通信。

（2）顯示功能

在畫面中通過編程實現模擬顯示整個高爐系統(tǒng)各閥門實際動作狀況，以及現場的儀表溫度、壓力、重量、狀態(tài)參數等。各閥門位置指示用不同顏色指示開到位、關到位、正在開或關等。

（3）數據管理

依據不同的運行參數的變化和重要程度，建立生產歷史數據庫，存儲生產原始數據，供統(tǒng)計分析使用。如料批記憶可記錄每批料實際的料種、料重、上料時間等?？蓮闹械贸鲆恍┯杏玫慕涷瀰?，改進工藝，使生產效益越來越好。

（4）報警功能

可根據不同的需要發(fā)出不同等級的報警，通過畫面閃爍報警，并用文字提示，對快速確認故障，排除故障起到很好的作用。利用總線模塊診斷功能，可直觀的看到現場站點故障報警狀態(tài)。

4、總線診斷方式

在高爐自動化系統(tǒng)中，即使一個站點一旦出現故障也將嚴重影響上料，造成減風、休風，因此快速診斷故障尤為重要。利用0B塊把CPU中的硬件信息讀出來，如OB86為機架故障組織塊，當擴展機架、DP主站系統(tǒng)、分布式I/O中從站故障時， CPU的操作系統(tǒng)調用OB86。在OB86組織塊中編寫程序，把CPU中的故障代碼讀出放入數據庫中，根據數據庫中的代碼意義，可診斷出總線上站點故障。

5、結束語

在高爐自動化系統(tǒng)中，生產條件特別復雜，設備區(qū)域分布多，造成電氣自動控制系統(tǒng)故障率高，

維護量大的缺點。而該網在本項目的運用中避免了大量點對點的電纜敷設，降低了線路敷設的難度和施工的復雜性，其實時性遠遠高于其它局域網，因而特別適用于工業(yè)現場。

（來源：網絡，版權歸原作者）