1 引言
萊鋼集團股份公司所屬煉鋼廠是該公司支柱單位，應(yīng)生產(chǎn)要求,，對原煤氣回收自控系統(tǒng)進行改造,，原有的煤氣回收自控系統(tǒng)于1998年投運，采用德國siemens公司的s5 plc系統(tǒng),，上位機" title="上位機">上位機采用研華" title="研華">研華ipc—610（p166）,，mmi系統(tǒng)采用fix dmacs監(jiān)控軟件，并采用以同軸電纜為介質(zhì),，基于tf協(xié)議的sinec h1的以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)如圖1所示,。



原系統(tǒng)逐漸暴露出越來越多的問題，主要突出在以下幾個方面:
（1） 無法滿足硬件和軟件擴容的需要;
（2） 備品備件陳舊,，供貨困難;
（3） 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為環(huán)狀結(jié)構(gòu),，維護難度大;
（4） 編程環(huán)境基于dos，無法與高級監(jiān)控平臺接口,。
2 系統(tǒng)介紹
此次系統(tǒng)改造除考慮將plc升級之外，還要將環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)改為星狀結(jié)構(gòu),，用profibus-dp" title="profibus-dp">profibus-dp現(xiàn)場總線,。控制方式" title="控制方式">控制方式采用現(xiàn)場總線控制方式適于轉(zhuǎn)爐煤氣回收現(xiàn)場分散的控制設(shè)備性以及惡劣的現(xiàn)場環(huán)境。

plc采用siemens公司s7-300,，監(jiān)控站采用研華piii系列,。plc與上位機則采用了基于tcp/ip" title="tcp/ip">tcp/ip協(xié)議、星型拓撲結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)通訊方式,。星型連接的拓撲結(jié)構(gòu)使得網(wǎng)絡(luò)的可靠性,、擴充性更強;由于網(wǎng)絡(luò)走線距離長，通訊介質(zhì)采用光纜,，可以最高支持100mbps的通訊速率,、幾十公里超長的傳輸距離、很強的抗干擾能力以及極低的誤碼率,。為了能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境,，采用了turck公司功能防護等級高的pdp、sdpb系列i/o" title="i/o">i/o模塊作為遠程站進行現(xiàn)場設(shè)備的信號采集,。turck遠程模塊具有高防護等級,、保護能力以及完善的診斷功能,，非常適合用于條件差的現(xiàn)場，降低了維護成本,，改造方案如圖2所示,。



（1） plc配置
支持profibus-dp總線協(xié)議的cpu 315-2 dp 1塊、支持tcp/ip通訊協(xié)議的cp 343-1 1塊,、ps 307（考慮到主機架模塊的背板電流消耗較小,，電源模塊容量選擇為5a） 1塊、32點24v di模板3塊,、32點24v do模板2塊,、8路ai模板1塊。

爐前控制采用bl20,，pdp,、sdpb系列i/o模塊則用于現(xiàn)場控制。

（2） turck系統(tǒng)硬件配置為:
（a） 現(xiàn)場控制:
4路ai模塊（sdpb-40a-0007）21塊,、4路rtd模塊（sdpb-40a-0009）11塊,、16點di（pdp-im16-0002）3塊、8點do（pdp-om8-0004,，2a）4塊,。
（b） 爐前控制:
3座轉(zhuǎn)爐爐前控制系統(tǒng)的硬件配置相同，均為:
profibus-dp耦合器（bl20-gw-pbdp-12mb,，12mbps）1塊,、總線電源模塊（bl20-br-24vdc-d）1塊、32點di模板（bl20-32di-24vdc-p）1塊,、輸出模板供電模塊（bl20-pf-24vdc-d）1塊,、16點do模板（bl20-16do-24vdc-0.5a-p，0.5a）1塊,。

（3）上位機則全部采用高性能的臺灣研華工控機ipc-610（pⅲ1.0g/256m/40g）,。
3 計算機系統(tǒng)軟件編制
整個煤氣回收生產(chǎn)過程工藝流程圖如圖3所示。
整個煤氣回收生產(chǎn)過程的plc控制軟件由梯形圖,順序圖,語句表三部分組成,使用step7軟件,。監(jiān)控站系統(tǒng)采用wincc監(jiān)控軟件.


3.1 程序的編制和結(jié)構(gòu)

本著控制程序應(yīng)當簡潔,，安全可靠，易讀,，可修改性質(zhì)等要求,，采用模塊化編程結(jié)構(gòu)，完成控制程序的結(jié)構(gòu)功能框圖, 控制程序的結(jié)構(gòu)功能框圖如圖4所示,，根據(jù)分配的系統(tǒng)資源進行分層編程完善接口,。



本程序主要的功能模塊有:
（1） 自診斷程序
完成系統(tǒng)硬件故障和軟件故障的分析識別，并做出適當處理,。防止出現(xiàn)事故停機（cpu嚴重故障除外）,，并能完成通訊中斷后的自動啟動,。
（2） 數(shù)據(jù)預(yù)處理程序
完成開關(guān)量和模擬量數(shù)據(jù)、二次處理和一些工程量轉(zhuǎn)換等,。
（3） 報警和事故處理程序
完成風機電流以及其它重要過程參數(shù)的監(jiān)測報警和事故的緊急處理,。
（4） 煤氣回收、放散過程控制程序
完成正常生產(chǎn)過程中煤氣回收,，放散過程中的設(shè)備運作聯(lián)鎖控制和回路調(diào)節(jié)控制,。
（5） 生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計:對回收、吹氧,、降罩等重要生產(chǎn)行為的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,。
（6） 風機運行控制:可完成對4臺風機以及相關(guān)負數(shù)設(shè)備的自動化控制。
3.2 操作界面組態(tài)設(shè)計

監(jiān)控操作界面采用siemens 公司的基于windows 2000平臺的wincc軟件包,，它是一套提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,，過程可視化及過程監(jiān)控功能的工業(yè)自動化軟件。其自身的數(shù)據(jù)庫容量大,，并且可用c語言編程,。

根據(jù)工藝要求,編制工藝流程圖、實時趨勢圖,、歷史趨勢圖,、報警圖等，再把數(shù)據(jù)信息填充連接到編制好的各種圖和輸出報表中,。所有這些組件功能 集成為一體,、實時、綜合的反映復(fù)雜的動態(tài)生產(chǎn)過程,，按鈕,、信號燈、閥位,、溫度及流量信號一目了然,。該系統(tǒng)有工藝流程圖1幅,、生產(chǎn)監(jiān)控圖5幅,、實時趨勢圖6幅、歷史趨勢圖3幅,、報警圖2幅,有代表性的監(jiān)控圖如圖5,、圖6所示。





4 結(jié)束語
profibus總線技術(shù)已經(jīng)正式作為我國的一種工業(yè)控制標準,，其規(guī)范和高效性是顯而易見的,，在萊鋼集團也是首次采用，至今運行穩(wěn)定,，隨著該集團的工業(yè)發(fā)展和profibus良好的運行性能,，必將會被大量采用,，高效服務(wù)于工業(yè)。