PROFOBUS現場總線在水泥廠的應用

1　Profibus現場總線技術
 　現場總線是用于過程自動化和制造自動化最底層的現場設備或現場儀表互連的通信網絡,是現場通信網絡與控制系統(tǒng)的集成,而總線儀表是伴隨現場總線出現的新型自動化儀表,是自動化儀表的最新進展。
 　現場總線控制系統(tǒng)ＦＣＳ（Ｆieldbus Control System）就是將掛接在總線上作為網絡節(jié)點的智能設備連接為網絡系統(tǒng),并進一步構成自動化系統(tǒng),實現基本控制、補償計算、參數修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及管控一體化的綜合自動化功能。在技術上具有系統(tǒng)的開放性、互可操作性、互用性、對現場環(huán)境的適應性和系統(tǒng)結構的高度分散性等特點。
 　Profibus是Process  Fieldbus 的簡稱，它是德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN57170的現場總線標準，是一種不依賴廠家的開放式現場總線標準，采用Profibus的標準后，不同廠商所生產的設備不需要對其接口進行特別調整就可通信。Profibus現場總線為多主從結構，可方便地構成集中式、集散式和分布式控制系統(tǒng)。針對不同的應用場合，它分為Profibus－DP（Decentralized Periph?鄄ery）、Profibus－FMS(Fieldbus MessabeSpecifica?鄄tion)、和Profibus－PA(Process Automation)三個系列。
2　Profibus現場總線控制系統(tǒng)構成
 　我公司ＦＣＳ為混和型控制系統(tǒng)，其信號有：模擬量信號、開關量信號、現場總線Profibus－DP、Profibus－PA信號四種信號類型?？刂葡到y(tǒng)根據組成結構分為三層：第一層為現場總線設備層、第二層為現場控制層、第三層為中央監(jiān)控層，三層有機地融合為一體，確保通信暢通和系統(tǒng)的安全可靠運行，其硬件配置如圖1。
2.1　第一層為現場總線設備層
2.1.1　Profibus-PA總線信號：由Profibus-PA智能溫度變送器、壓力、差壓變送器、VEGA雷達料位計、BMH流量閥等現場總線儀表組成。
2.1.2　Profibus-DP信號：由ABB氣體分析儀、BERNARD電動執(zhí)行器、SCHENCK喂煤科里奧利秤、配料申克秤、SIEMENS變頻器等現場總線設備組成。
2.1.3　模擬量信號：沖板流量計、開關料位計、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開關信號：電動機的運行、備妥和啟動等開關量組成。
2.1.5　第一層其系統(tǒng)硬件具體I/O點數配置見表1。
2.2　第二層為現場控制層
 　根據我公司工藝流程設置窯尾、窯頭、煤磨和3臺水泥磨系統(tǒng)6個現場控制站（AC800F），進行數據的采集和分析處理。

　　現場控制站采用AC800F現場總線控制器，AC800F現場控制器的以太網模件EI作為DigiNet S系統(tǒng)總線(Ethernet)通信，通信協(xié)議符合IEEE 802.3以太網標準，通信速率100/10Mb/s，用于過程級與操作級通信，通信介質為光纖或同軸電纜，它由CPU模件、電源模件、電池模件、以太網模件、Profibus-DPV1模件?？赏瓿蛇^程參數、機電設備狀態(tài)參數的采集與處理、順序邏輯控制、生產過程控制、參數信息與模件信息的發(fā)送，同時對現場總線控制器內部設備進行實時診斷。
2.3　第三層為中央監(jiān)控層
 　在中央控制室配置了4臺操作員站（D-OS）和一臺工程師站（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、5號、6號水泥磨系統(tǒng)?，F場層將來至生產一線的信息送至控制室置入實時數據庫，進行控制和計算、動態(tài)顯示、報警及歷史顯示。
 　每個操作員站均可根據工藝流程的需要對不同的子系統(tǒng)進行監(jiān)視與控制操作，每個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。每個操作員站之間可實現互為備用。
 　工程師站用來開發(fā)、編制、在線修改過程控制站和操作員站的應用軟件，依據操作的安排，通過軟件方面方便實行分區(qū)操作、監(jiān)視、報警管理、檔案管理及權限限制控制等。