现场总线在煤气净化洗涤PLC系统中的应用
1项目概述
我公司现有五座炼铁高炉，每一座高炉在生产中都产生大量的高炉煤气，但是煤气中烟尘和焦油的含量非常高，所以不能直接用于其他生产活动，必须进行除尘。现有的煤气除尘系统主要有洗涤塔除尘和布袋除尘。鉴于一号到四号高炉在地理位置上比较集中，并且采用相同的洗涤塔式除尘系统，又因原用电动组合式仪表控制系统已不能满足生产的需求，所以采用集中改造原则，把这四个高炉的控制系统进行大集成，现将其改造成为西门子PROFIBUS现场总线系统。
具体改造项目包括四座高炉的煤气洗涤塔流程和公共部分流程。系统中所有上位监控设备将全部采用研华工业用计算机，通过工业以太网集中HMI人机交互方式进行系统监控运行，下位PLC控制站也采用集中组建方式，这样可以减少控制室数量，节省大量建筑开支。另外在现场建设现场数据采集站，通过PROFIBUS总线向PLC传送数据，这样可以大量减少物理布线，并且实现了远程设备诊断。在PLC控制站上实现各个工艺流程、设备运转之间的相互联锁的操作功能，提高了系统的安全性。采用了先进的控制方式和控制算法，实现了四座高炉煤气洗涤塔液位的自动调节控制，减少了维护和操作人员的劳动强度和工作量，为这些岗位减员增效创造了条件。
2系统组成
现场总线控制系统是自动控制系统的发展方向，通过细致详细的调查工作，并结合这四个高炉煤气洗涤系统的实际情况，最终选择了西门子公司的PROFIBUS-DP现场总线技术，在这套现场总线系统中，我们的控制站采用了德国西门子公司的S7-300系列PLC，数据传输站采用了德国西门子公司的ET200系列设备，通过上位、下位、现场三位一体的方式实现了PROFIBUP-DP现场总线系统，并且在上位监控中采用了工业以太网，对现场总线提供了强有力的辅助，大大提高了数据传输速度。系统整体布置简图如图1所示。该系统是一种功能强大、使用方便、运行可靠的控制系统，为我们的现场生产提供了功能强大的物质基础。
2．1控制系统的UPS电源
为了提高系统的安全性，为PLC控制系统提供不间断电源，配置原装EMERSON电池。这套UPS电源系统包括主副两路220V供电和电池组，当主220V电源故障后，自动跳到电池组供电，当电池组电量耗尽后，系统又会自动跳到副220V电源。这套电源系统与原来的控制系统电源相比，给系统提供了极大的安全性，保证了净化系统的安全连续运行，减少了不必要的停产，无形中增加了效益。
2．2上位监控系统
上位监控系统设一台工程师站和两台操作员站，选用研华工业计算机，每台计算机上装有网络通讯卡CP1613，它们各通过上位工业以太网总线分别与五套S7-300系统的通讯处理器CP343-1通讯口连接，工业以太网的构建主要依据一台西门子的ESMTP80工业级别的交换机。组态软件采用西门子的WINCC制作监控程序，WINCC是西门子公司的专用监控软件，与硬件连接时有很好的兼容性和可靠性，通讯方便，具有很好的适配性。WINCC提供了适用于工业的图形显示、消息、归档以及报表的功能模板，高性能的过程耦合、快速的画面更新及可靠的数据使其具有高度的适用性。
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