圖爾克現(xiàn)場總線產(chǎn)品在韶鋼7號高爐布袋除塵的應用

圖爾克現(xiàn)場總線產(chǎn)品在韶鋼7號高爐布袋除塵的應用

　　摘要：本文介紹了TURCK　PROFIBUS現(xiàn)場總線產(chǎn)品的特點及韶鋼7號高爐布袋除塵控制系統(tǒng)中如何根據(jù)現(xiàn)場情況選用不同的現(xiàn)場I/O模塊，并對如何防止控制系統(tǒng)的通訊故障造成設(shè)備的不可控進行了介紹。

　　一、前言

　　韶鋼7號高爐為2500m3級高爐，其除塵系統(tǒng)采用全干法布袋除塵,在全國甚至世界上都屬首次。由于高爐容量大，煤氣產(chǎn)生量大，含塵量相應增多，除塵箱體也相應增加，我廠7號高爐布袋除塵系統(tǒng)的除塵箱體多達28個，如果采用傳統(tǒng)控制系統(tǒng),電纜及施工量將較小高爐布袋除塵系統(tǒng)成倍增加。所以為了簡化控制系統(tǒng)，減少施工量，采用了TURCK現(xiàn)場總線產(chǎn)品，同時為了確保布袋控制系統(tǒng)不影響高爐的生產(chǎn)，控制系統(tǒng)采用了西門子S7－414H的冗余CPU。

　　二、PROFIBUS -DP現(xiàn)場總線簡介

　　PROFIBUS是一種國際化．開放式．不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標準，PROFIBUS的最大優(yōu)點在于具有穩(wěn)定的國際標準EN50170作保證，并經(jīng)實際應用驗證具有普遍性。PROFIBUS-DP用于處理控制器和輸入輸出設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，是一種主/從控制系統(tǒng)，它包括一個（或多個）主站和多個從站，在一個網(wǎng)絡(luò)中從站數(shù)量最多可達126個，主站循環(huán)掃描每個從站。主站與從站之間通過基于RS485標準的物理層的2芯屏蔽雙絞電纜進行通訊。一個完整PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)一般同以下幾部分組成。
　　1．主站
　?。?）主站指PLC．PC或可做一類主站的控制器。主站完成總線通信控制與將從站收集的信號進行運算。
　　2．從站
　　從站用于收集現(xiàn)場信息和將從站發(fā)出的執(zhí)行指令輸出到執(zhí)行機構(gòu)。從站可以是
　?。?） PLC（智能型I／O）：PLC可做PROFIBUS上的一個從站。PLC 自身有程序存儲，PLC的CPU部分執(zhí)行程序并按程序驅(qū)動I／O。做為PROFIBUS主站的一個從站，在PLC存儲器中有一段特定區(qū)域作為與主站通信的共享數(shù)據(jù)區(qū)。主站可通過通信間接控制從站PLC的I／O。
　?。?） 現(xiàn)場I／O模塊，用于連接工業(yè)控制系統(tǒng)中的各種現(xiàn)場裝置。按主站指令驅(qū)動I／O，并將I／O輸入及故障診斷等住處返回給主站。通常現(xiàn)場I／O模塊由主站統(tǒng)一編址，這樣在主站編程時使用分散式I／O與使用主站的I／O沒有什么區(qū)別。
　　（3） 驅(qū)動器．傳感器．執(zhí)行機構(gòu)等帶PROFIBUS接口的現(xiàn)場設(shè)備，可由主站在線完成系統(tǒng)配置．參數(shù)修改．數(shù)據(jù)交換等功能。
　　3. 網(wǎng)絡(luò)附件，包括總線電纜、電源電纜、總線T型頭、模塊總線接插件終端電阻等。
　　本系統(tǒng)所用的TURCK現(xiàn)場總線FLDP系列產(chǎn)品屬于第二類從站，即現(xiàn)場I/O模塊具有以下特點：。
　?。?）IP67的防護等級，能應用于各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。
　　（2）使用快速接插件連接方式，安裝更換更加快捷，同時避免了誤接線的發(fā)生。
　　（3）自動識別和調(diào)整波特率與主站一至。
　　（4）具在輸入/輸出短路組診斷和組保護功能。能簡單、快捷、準確地發(fā)現(xiàn)故障位置。

　　三、工藝流程及控制設(shè)備

　　韶鋼7號高爐布袋除塵工藝流程如下所述：

　　高爐煤氣經(jīng)重力除塵后，如果溫度較低，在布袋材質(zhì)所允許的溫度內(nèi)，則荒煤氣經(jīng)閥A直接進入4排共28個布袋箱體過濾；如果溫度較高，超過布袋材質(zhì)所允許的溫度，則關(guān)閉閥A，打開1－6號冷卻器中的1個或多個冷卻器進、出口電動蝶閥進行冷卻，然后再進入布袋箱體過濾。為了便于檢修，6個冷卻器雙分為兩組，每組前后各加一個進出口電動閥和眼鏡閥。每個冷卻器前后各一個電動蝶閥和眼鏡閥。每排箱體荒煤氣總管上安裝一臺電動蝶閥和眼鏡閥，每排凈煤氣總管上安裝一臺電動蝶閥。每個箱體出入口蝶閥采用了氣動蝶閥和氣動眼鏡閥。

　　布袋箱體過濾方式為小布袋外濾式脈沖反吹，每個箱體的脈沖反吹電磁閥為15個。
　　清灰工藝流程為：先利用高壓氮氣脈沖反吹，將布袋外表面積塵吹下，利用塵土自身的重力下降到高位灰倉，打開高位灰倉，將灰卸到中間灰倉。然后啟動螺旋輸送機，再打開中間灰倉，將中間灰倉的灰卸到正在運轉(zhuǎn)的螺旋輸送機將灰運至運灰小車。為了確保高位灰倉和中間灰倉的灰能順利下降，高位灰倉和中間灰倉各安裝了兩臺倉壁振動器。

　　四、各設(shè)備控制方式選擇

　　整個干法布袋除塵的設(shè)備主要有電動蝶閥、氣動蝶閥、電動眼鏡閥、氣動眼鏡閥、振動器、氣動球閥、螺旋輸送機。根據(jù)電動眼鏡閥、氣動眼鏡閥操作機率小，而且大多是檢修時才操作的特點，二者的操作均未納入操作室操作，僅在現(xiàn)場安裝控制箱。

　　電動蝶閥的輸入點有現(xiàn)場開、現(xiàn)場停、現(xiàn)場關(guān)、閥門開到位、閥門關(guān)到位、閥門開過轉(zhuǎn)矩、閥門關(guān)過轉(zhuǎn)矩等7個，輸出點有閥門開、關(guān)到位指示、閥門開、關(guān)運轉(zhuǎn)批示、閥門故障指示、現(xiàn)場操作指示等6個。因此每個閥門用一個8輸入8輸出的TURCK現(xiàn)場模塊FLDP－88IOM。為施工方便和減少現(xiàn)場操作箱，每個冷卻器的出、入口電動蝶閥所用的現(xiàn)場模塊共用一個操作箱。

　　每個箱體有脈沖反吹電磁閥15個，用1個16點輸出的TURCK現(xiàn)場模塊FLDP－16OM，4個箱體的電磁閥所用輸出模塊共用一個現(xiàn)場安裝箱。

　　布袋箱體進出口氣動蝶閥只有1個輸出和兩個輸入，而且較為分散，不易采用現(xiàn)場模塊，因此布袋箱體進出口電磁閥的輸入、輸出均送入中控室的PLC輸入輸出模塊。每個箱體清灰部分有開高位灰倉、開高位灰倉振動器、開中間灰倉、開低位灰倉振動器、高位灰倉開到位、高位灰倉關(guān)到位、低中間倉開到位、中間灰倉關(guān)到位等8個輸入信號，有高位灰倉開、關(guān)到位指示，中間灰倉開關(guān)到位指示，高位、中間灰倉振動器運行指示、高位、中間灰倉振動器運行、上下球閥運行等8個輸出信號，剛好1個箱體用1個TURCK現(xiàn)場模塊FLDP－88IOM。