FC200现场总线模块在转炉炼钢厂的应用

0引言

　　随着自动化技术应用的扩大，自动化系统变得越来越大，采用传统集中式I/O模块布置的方法已经难以满足用户要求，在浪费大量有色金属电缆同时使现场信号衰减，长电缆容易引入干扰，且如果断线或短路后查找故障位置困难。在通讯和电子技术飞速发展的今天，采用现场总线技术在信号采集点附近配置分布式I/O已经是大势所趋。宜科（天津）电子有限公司在实施的河北某钢厂新建的45t氧气顶吹转炉炼钢自动控制系统中采用与西门子产品相结合的FC200分布式I/O模块，实现了系统的可靠运行。

1 现场总线技术

　　现场总线是以单个分散的数字化智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。曾有机构作过传统系统与使用Profibus系统的费用预算，在相同功能及点数情况下，Profibus总线系统比传统4~20mA系统节约工程费，安装费及硬件费共计约43％以上。

　　FC200分布式I/O模块产品，支持多种工业总线： Profibus、DeviceNet、CanOpen、Interbus、工业以太网等，有丰富的I/O模块，齐全的功能模块：通讯、驱动、高速计数等，紧凑设计，结构稳固，节约空间，背板总线设计，灵活扩展，可快速、简易安装在标准35mmC型导轨；卡簧接线排，方便接线；高运行稳定性；编程兼容Siemens Step7等软件；支持Step7的CiRcuit（运行中配置硬件设备）功能，可在以后改造时不停机添加新的I/O配件；具有良好的性价比。

2 系统构成

2.1系统硬件配置

　　该转炉炼钢自动化控制系统项目主要由本体PLC、风机房PLC、汽化冷却PLC、散料上料PLC子系统组成。除本体采用S7-400的414-3PLC以外，其余子系统采用S7-300的315-2DP的PLC。本体PLC下带六个FC200的Profibus-DP分站，其余PLC各带两个FC200的Profibus-DP分站。整个系统共配置的I/O模块点数如表1所示。

表1

　　本体I/O分站采取就近放置原则，最大限度地减少现场电缆长度，为用户节约电缆及桥架硬件投入和施工费用。FC200模块标准35mmDIN导轨安装，单槽模块宽度仅为25.4mm，高度和深度分别为76mm，占用柜体空间很少。前端接线端子为弹簧夹式，实现安全免维护接线。拔下前端接线端子即可更换模块，维护方便。现场仪表中压力变送器使用ELCO公司的PS604系列，具有醒目的可旋转红色LED显示，不锈钢外壳适合冶金现场恶劣的环境。PS604压力变送器通过ECP系列配电器接入附近的I/O分站。

　　PLC系统及I/O分站系统的接地与低压系统及变频器系统分开，消除由于共接地系统引起的干扰问题。

2.2 参数设置

　　在STEP7硬件组态中，FC200的AI-BD40模块可设置电流输入的类型，AI-BF00可设置热电阻或热电偶输入，打开或关闭断线监测功能，以及每秒的测量转换次数，使用户在精度和速度之间权衡。AO-BD40模块可设成4~20mA或0~20mA输出。一般把不用的模拟量通道取消激活，提高系统检测速度。