圖爾克現場總線產品在韶鋼7號高爐布袋除塵的應用

　　摘要：本文介紹了TURCK　PROFIBUS現場總線產品的特點及韶鋼7號高爐布袋除塵控制系統中如何根據現場情況選用不同的現場I/O模塊，并對如何防止控制系統的通訊故障造成設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的除塵箱體多達28個，如果采用傳統控制系統,電纜及施工量將較小高爐布袋除塵系統成倍增加。所以為了簡化控制系統，減少施工量，采用了TURCK現場總線產品，同時為了確保布袋控制系統不影響高爐的生產，控制系統采用了西門子S7－414H的冗余CPU。

　　二、PROFIBUS -DP現場總線簡介

　　PROFIBUS是一種國際化．開放式．不依賴于設備生產商的現場總線標準，PROFIBUS的最大優點在于具有穩定的國際標準EN50170作保證，并經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備間的數據交換，是一種主/從控制系統，它包括一個（或多個）主站和多個從站，在一個網絡中從站數量最多可達126個，主站循環掃描每個從站。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網絡一般同以下幾部分組成。
　　1．主站
　　（1）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
　　從站用于收集現場信息和將從站發出的執行指令輸出到執行機構。從站可以是
　　（1） 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部分執行程序并按程序驅動I／O。做為PROFIBUS主站的一個從站，在PLC存儲器中有一段特定區域作為與主站通信的共享數據區。主站可通過通信間接控制從站PLC的I／O。
　　（2） 現場I／O模塊，用于連接工業控制系統中的各種現場裝置。按主站指令驅動I／O，并將I／O輸入及故障診斷等住處返回給主站。通常現場I／O模塊由主站統一編址，這樣在主站編程時使用分散式I／O與使用主站的I／O沒有什么區別。
　　（3） 驅動器．傳感器．執行機構等帶PROFIBUS接口的現場設備，可由主站在線完成系統配置．參數修改．數據交換等功能。
　　3. 網絡附件，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。
　　本系統所用的TURCK現場總線FLDP系列產品屬于第二類從站，即現場I/O模塊具有以下特點：。
　　（1）IP67的防護等級，能應用于各種惡劣的工業環境。
　　（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生。
　　（3）自動識別和調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、準確地發現故障位置。

　　三、工藝流程及控制設備

　　韶鋼7號高爐布袋除塵工藝流程如下所述：

　　高爐煤氣經重力除塵后，如果溫度較低，在布袋材質所允許的溫度內，則荒煤氣經閥A直接進入4排共28個布袋箱體過濾；如果溫度較高，超過布袋材質所允許的溫度，則關閉閥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、各設備控制方式選擇

　　整個干法布袋除塵的設備主要有電動蝶閥、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，僅在現場安裝控制箱。

　　電動蝶閥的輸入點有現場開、現場停、現場關、閥門開到位、閥門關到位、閥門開過轉矩、閥門關過轉矩等7個，輸出點有閥門開、關到位指示、閥門開、關運轉批示、閥門故障指示、現場操作指示等6個。因此每個閥門用一個8輸入8輸出的TURCK現場模塊FLDP－88IOM。為施工方便和減少現場操作箱，每個冷卻器的出、入口電動蝶閥所用的現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現場模塊FLDP－16OM，4個箱體的電磁閥所用輸出模塊共用一個現場安裝箱。

　　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、高位灰倉關到位、低中間倉開到位、中間灰倉關到位等8個輸入信號，有高位灰倉開、關到位指示，中間灰倉開關到位指示，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現場模塊FLDP－88IOM。