工業現場總線技術在煉鐵高爐系統中的應用

一、引言

工業現場總線技術是近幾年自動化行業最為關注的技術之一，給各行各業的自動化控制技術帶來了一次質的飛躍。

現場總線控制系統（Fieldbus Control System，FCS）是由各種現場儀表通過互連與控制室內人機界面所組成的系統；一個全分散、全數字化、全開放和可互操作的生產過程自動控制系統。也正是由于這些特點，以現場總線作為技術支撐的FCS在工業自動化領域有明顯的優勢，諸如很高的精確性、組志簡單、設計安裝方便、易于維護和擴展、可以節約軟硬件投資等，被稱為第五代控制系統，成為當今工業自動化發展的必然趨勢。它使過程控制領域的自動化裝置由DCS向FCS過渡，DDC（直接數字控制）功能將徹底分散到現場，使先進的現場設備管理功能得以實現。現場總線已廣泛應用于各個領域，如電力監控、能源管理、自動測試系統等等。

我廠高爐生產主要由高爐系統、噴煤系統、熱風系統、卷揚系統及槽下部分等構成，生產工藝復雜，分散點多，環境條件特殊，對電氣設備的要求非常高，這就造成了電氣自動化系統非常龐雜，故障率高，維護量大。將開放、成熟的德國TURCK公司的工業現場總線技術應用到5＃高爐生產中去，在我公司取得了良好的效果。

二、高爐自動化控制系統的現狀

我公司以前的高爐生產自動化控制系統采用美國GE 公司的Series 90－70／30的 PLC設備，此設備運行穩定，可靠性高。現場設備的各種開關及模擬信號通過信號電纜匯到PLC模板處，供PLC采集，進行處理，然后輸出，控制現場設備運轉，來滿足高爐生產的需要。如圖1所示：

從上圖可以看出：

整個系統的關鍵在于主機入口處的瓶頸現象。由于現場及設備多，且比較分散，信號進入PLC后，必須經過A／D、D從轉換過程，且精確度有所降低，這樣就迫使PLC 的掃描周期加長，不利于主機騰出手來從事優化工作，使整個主機性能下降，直接威脅到高爐各種信號的實時性。

另外，現場及設備所處的環境特殊，與之相連接的電纜比較多，維護量大，故障率高，影響到整個高爐自動化控制系統的穩定性和可靠性。