PROFOBUS現(xiàn)場(chǎng)總線在水泥廠的應(yīng)用

1　Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線是用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò),是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成,而總線儀表是伴隨現(xiàn)場(chǎng)總線出現(xiàn)的新型自動(dòng)化儀表,是自動(dòng)化儀表的最新進(jìn)展。
現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)ＦＣＳ（Ｆieldbus Control System）就是將掛接在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并進(jìn)一步構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及管控一體化的綜合自動(dòng)化功能。在技術(shù)上具有系統(tǒng)的開(kāi)放性、互可操作性、互用性、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性等特點(diǎn)。
Profibus是Process Fieldbus 的簡(jiǎn)稱，它是德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN57170的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，是一種不依賴廠家的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，采用Profibus的標(biāo)準(zhǔn)后，不同廠商所生產(chǎn)的設(shè)備不需要對(duì)其接口進(jìn)行特別調(diào)整就可通信。Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線為多主從結(jié)構(gòu)，可方便地構(gòu)成集中式、集散式和分布式控制系統(tǒng)。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，它分為Profibus－DP（Decentralized Periphery）、Profibus－FMS(Fieldbus
MessabeSpecification)、和Profibus－PA(Process Automation)三個(gè)系列。
2　Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)構(gòu)成

我公司ＦＣＳ為混和型控制系統(tǒng)，其信號(hào)有：模擬量信號(hào)、開(kāi)關(guān)量信號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus－DP、Profibus－PA信號(hào)四種信號(hào)類型?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)組成結(jié)構(gòu)分為三層：第一層為現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備層、第二層為現(xiàn)場(chǎng)控制層、第三層為中央監(jiān)控層，三層有機(jī)地融合為一體，確保通信暢通和系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，其硬件配置如圖1。
2.1　第一層為現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備層
2.1.1　Profibus-PA總線信號(hào)：由Profibus-PA智能溫度變送器、壓力、差壓變送器、VEGA雷達(dá)料位計(jì)、BMH流量閥等現(xiàn)場(chǎng)總線儀表組成。
2.1.2　Profibus-DP信號(hào)：由ABB氣體分析儀、BERNARD電動(dòng)執(zhí)行器、SCHENCK喂煤科里奧利秤、配料申克秤、SIEMENS變頻器等現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備組成。
2.1.3　模擬量信號(hào)：沖板流量計(jì)、開(kāi)關(guān)料位計(jì)、電流、電壓、頻率等4~20mA或1～5V的模擬儀表等組成。
2.1.4　DI、DO開(kāi)關(guān)信號(hào)：電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行、備妥和啟動(dòng)等開(kāi)關(guān)量組成。
2.1.5　第一層其系統(tǒng)硬件具體I/O點(diǎn)數(shù)配置見(jiàn)表1。
2.2　第二層為現(xiàn)場(chǎng)控制層
根據(jù)我公司工藝流程設(shè)置窯尾、窯頭、煤磨和3臺(tái)水泥磨系統(tǒng)6個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站（AC800F），進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析處理。
現(xiàn)場(chǎng)控制站采用AC800F現(xiàn)場(chǎng)總線控制器，AC800F現(xiàn)場(chǎng)控制器的以太網(wǎng)模件EI作為DigiNet
S系統(tǒng)總線(Ethernet)通信，通信協(xié)議符合IEEE
802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，通信速率100/10Mb/s，用于過(guò)程級(jí)與操作級(jí)通信，通信介質(zhì)為光纖或同軸電纜，它由CPU模件、電源模件、電池模件、以太網(wǎng)模件、Profibus-DPV1模件?？赏瓿蛇^(guò)程參數(shù)、機(jī)電設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的采集與處理、順序邏輯控制、生產(chǎn)過(guò)程控制、參數(shù)信息與模件信息的發(fā)送，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制器內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷。
2.3　第三層為中央監(jiān)控層

在中央控制室配置了4臺(tái)操作員站（D-OS）和一臺(tái)工程師站（D-ES）組成中央監(jiān)控系統(tǒng)。操作員站分別為窯系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)水泥磨系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)層將來(lái)至生產(chǎn)一線的信息送至控制室置入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行控制和計(jì)算、動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警及歷史顯示。

每個(gè)操作員站均可根據(jù)工藝流程的需要對(duì)不同的子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視與控制操作，每個(gè)操作員站均配置了系統(tǒng)總貌圖、工藝流程圖、電氣聯(lián)鎖控制圖。每個(gè)操作員站之間可實(shí)現(xiàn)互為備用。

工程師站用來(lái)開(kāi)發(fā)、編制、在線修改過(guò)程控制站和操作員站的應(yīng)用軟件，依據(jù)操作的安排，通過(guò)軟件方面方便實(shí)行分區(qū)操作、監(jiān)視、報(bào)警管理、檔案管理及權(quán)限限制控制等。