机械网--DCS-FCS在炼钢厂连铸工艺中的应用分

1、前言梅山炼钢厂于1999年4月份作为起步全连铸钢厂开工1次性成功，创世界冶金工业开工史上同类企业的先进范例(全球只有梅山炼钢厂和美国的Nucor公司作为起步全连铸钢厂开工1次性成功) ，作为宝钢3大基地普碳钢基地，梅山现可以生产6大类30多个钢种，并且开发出高附加值的钢种，如冷轧用钢、焊瓶钢、管线钢、集装箱板钢等，其中汽车大梁钢、焊瓶钢、集装箱板钢已成为梅山品牌.连铸机有效作业率和台时产量也获得全国第1的荣誉.2003年之前，全部炼钢进程均以贝利公司Infi90作为控制系统，2002年炼钢厂在连铸工艺中新增以SIEMENS PLC为控制系统的2号连铸机，并于2003年2月份投产，设计拉速为2.4m/m，集世界最早进控制技术，在今年生产计划中，将发挥主导作用。炼钢流程如图1所示：图1 炼钢工艺流程图

2、DCS、INFI90和炼钢厂生产网络配置图DCS集散控制系统是以微处理器为基础的集中管理和分散控制系统。功能上分层为现场控制级、进程装置控制级、车间操作管理级、全厂优化和调度管理级等，随之构成了生产中的不同分工和相干的职能部门，使生产线与服务线实现1条龙。IEEE802.4令牌总线传输方式和IEEE802.5令牌环网传输方式的通讯协议在DCS系统中利用最广，令牌环网的工作原理是在1闭环网中利用唯1的“令牌TOKEN”短帧不停的在环路中活动，寻觅需要发送信息的站违章搭建拆除有补偿吗，只有截获该TOKEN才有权发送；而且只要有1个站发送信息，环路中就不再有空闲的令牌活动，从而在重载下可以高效地工作，截获后将令牌的独特标志转变成信息帧的标志，转1圈后，一定回到发送的源站点，检查返回数据，诊断发送成功与否。释放令牌，继续活动寻觅。INFI90是贝利公司开发的典型DCS系统，上世纪70年代以来，得到广泛的利用，成为当时进程工业自动化控制的主流代表，以其人员分散、地域分散、功能分散、危险分散、设备分散及操作分散，来提高设备的可利用率。炼钢厂连铸环路中共分散有有22（12＋9＋APMS）个站点；每个站点有1～3个控制器（MFP）组成进程装置控制级；HMI实现车间操作等等均以其DCS功能定义来构成1个完善的生产网络。NIS/NPM构成的站站间以令牌协议传输，下挂的19个控制器构成CONTROLWAY通讯，子模件间有其扩大总线，管理层又依托TCP/IP进行监视，因此各层众多独立的协议也是DCS1大缺点。该系统在炼钢厂不断完善中发挥到了淋漓尽致，其网络配置示意图如图2。图2 网络配置示意图

3、FCS、Siemens S7和炼钢生产网络配置图现场总线是将自动化最底层的现场控制器和现场智能仪表设备互连的实时控制通讯网络，遵照ISO的OSI开放系统互连参考模型的全部或部分通讯协议。FCS现场控制系统则把单个分散的丈量控制设备变成网络节点，共同完成自控任务的网络系统与控制系统，所以说现场总线既是通讯网络，又是自控系统。炼钢厂以典型总线类型西门子Profibus－DP作为生产网。其数据传输类型是RS485传输，支持9.6K~12M的通讯速率和中继器（REPEATER）的扩大功能，支持基于光纤传输介质的通讯；也支持点对点、总线及环形光纤网。控制器可配置成双机热备及冗余通讯模式，用于对可靠性要求很高的场合， 控制器或主站控制器基于通用工业PC机、Windows NT软硬件平台。总线接口1般采取PCI总线的PROFIBUS网卡（如CP1613）。炼钢厂只以1.5MDP的通讯速率、光纤传输介质Repeater扩大、双机热备、总线链路而构成生产网，如图3。图3 西门子系统在梅山炼钢厂工艺中的利用示意图

Profibus-DP主要用于工业自动化系统的高速数据传送，实现调理和控制功能，是1种高速低本钱通讯，用于设备级控制系统与分散式I/O的通讯；CP443⑴是以TCP/IP协议进行通讯，下挂EWS工程师站、服务器等等，CP443⑸则是以PROFIBUS协议下挂VVVF、ET200等工控产品，其网络简单，容易保护；由于输入、输出模件ET200是总线传输情势，安在现场的节点，节省了大量的信号线缆政府拆迁能强制执行吗，这也正是有别于DCS的最大优势所在。炼钢厂2号连铸主系统使用6个PLC处理器，双服务器热备，其中VVVF具有两条总线，用于与PLC信息通讯和专机读取、下装变频参数。4、DCS/FCS比较 (1) 开放性和可互操作性开放性FCS将打破DCS大型厂家的垄断，给中小企业发展带来了同等竞争的机遇。可互操作性实现控制产品的“即插即用”功能，从而使不同厂家的工控产品可以互换和替换。(2) 分散性 完全的分散性意味着系统具有较高的可靠性和灵活性，系统很容易进行重组和扩建，且易于保护。(3) 低本钱衡量1套控制系统的整体本钱，不但考虑其造价，而且应当考察系统安装调试特别是运行保护全部生命周期内总投入。相对DCS而言，FCS开放的体系结构和OEM技术将大大缩短开发周期，降落开发本钱，且完全分散的散布式结构将1对1模拟信号传输方式变成1对N的数字信号传输方式，节省了模拟信号传输进程中大量的A/D、D/A转换装置，网络协议传输取代大量的信号线布线中的安装本钱，可靠的性能降落了保护费用。因此从整体上来看，FCS的本钱大大低于DCS的本钱。 从保护角度看，FCS以其协议统1、相互兼容、公道可靠方便生产;从本钱角度，更是FCS取代DCS的理由。5、结束语可以说，开放性、分散化和低本钱是传统的自动控制系统产生划时期的变革因素，其深度和广度将超过历史上任何1次变革，必将首创自动控制的新纪元，由于需要适应工业控制系统的分散化、网络化、智能化的发展方向，TCP/IP以太网必将是今后生产网（包括现场控制级、进程装置控制级、车间操作管理级、全厂优化和调度管理级之间）、办公网和WWW1体化工业系统控制、真正实现开放性的最好选择棚户区改造是拆迁吗。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章