基金会现场总线FF技术在焦化厂循环水泵房应用

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本系统采用法国施耐德电气公司的 Modicon TSX Premium 自动化平台作为实现自动控制系统的自动化平台， Modicon TSX Premium 是施耐德电气公司推出的下一代的用于敏感 / 关键性应用的自动化平台 PLC ，是将其在工业通讯方面的经验和最新的 TCP/IP 技术相结合的结果。具有革命化的分布式结构，其提供的热备解决方案保证控制的连续和过程的执行。

• CPU 单元：面向中大型应用的高性能控制系统，单机可控制的 I/O 点数达 2048 点。

• I/O 方式：具有革命化的分布式结构 ————Bus X 总线，支持多个控制器。

• 通讯方式：简便且强大， TCP/IP 以太网， Unitelway ， Modbus ， Modbus Plus ， FIPWAY ， FIPIO ， AS-I ， Interbus-s 。

• 增加可用性

• 它增加控制系统在最小成本下的可用性。 Premium 热备解决方案为许多类型的体系结构，集中式和分布式结构，二者提供不断增加的可用性。更先进的 FECA (Failure Mode/Effect Criticality Analysis) 的研究和从标准目录中选用经过测试的元件使其成为一种可靠的耐用的解决方案，安装更简单，具有 :

• 部分或全部冗余 I/O 接口

• 执行器上的平滑切换

• Premium 和 PL7 的诊断服务功能

• 监视系统数据交换的透明性

• 当正常 / 备用切换时，用于与监视系统通讯的以太网模块自动切换，因而避免在监视工具上的黑洞现象。因为使用同一 IP 地址与正常的 PLC 通信，监视应用避免了系统中地址切换的复杂管理。

• 无限制的可用性

• 热备覆盖了基础设施和批处理领域中的典型应用。这些应用不需要瞬时切换，他们能够使用现场总线的全部服务。现场总线信息服务 ( 即插即用、诊断等 ) 全部保留。典型的通信时间是 1～2 秒，对于负荷最大的系统为 5 秒。

• I/O 的冗余与共享

• Telefast 连接附件使冗余 I/O 的连接快，价格低。现场总线设备 ( 分布式 I/O 、子站 PLC 、人机界面、变频器等 ) 由正常的和备用的 CPU 共享 ( 部分冗余 ) 。

• 光纤集线器与交换机，提供 “ 安全与可靠的 ” 解决方案

• 经由以太网 (10/100 Mbps) 光纤环和现场总线 (Fipio) 的数据传输由集线器、交换机和收发器来管理。介质可用性由遇故障时的自动通讯来保证，对于集线器小于 20ms ，对交换机小于 300ms 。

• 通信的有效性

• 光纤环网能够使设备分布在长距离上，当介质出现故障时，仍保持有效。

网络结构采用总线式工业以太网，通讯速率 10-100Mbps 自适应，主控 CPU 、监控计算机都在工业以太网中，通讯介质采用双绞线，具有接线简单，易于铺设等特点。主控 CPU 采用 TSX P57-20 处理器，通过双 CPU 机架，实现电源、 CPU 和通讯模块的热备，分站内各机架间采用 REMOTE I/O 方式通讯，通讯介质采用同轴电缆，传输速率为 1.544Mbps 。系统内所有模块均为 Premium 系列模块，均可实现带电插拔。

本系统采用 TSX Premium P57-20 处理器作为系统中央处理器，配备相应离散量 / 开关量输入输出模块，针对配煤工段、筛贮焦工段以及配煤工段分别配置三套系统，通过总线式工业以太网实现系统连接。系统配置总图如下：

机架和附件

• 典型炼焦车间工艺流程

• 供煤 PLC 系统

供煤自动化过程控制系统属于原料厂过程控制系统中的一部分，在原料厂使用过程控制系统的目的是：

• 编制运输作业计划是原料厂处理作业顺利进行，并为焦炉、高炉、烧结等稳定的提供原料。

• 监视设备、维持作业稳定。

• 由计算机控制各输送机械是原料堆积和输送作业顺利进行，减少操作员的工作负荷。

• 技术收集库存信息，以便有效管理。即最终能与高炉、烧结、焦炉良好配合，保证原料厂高产、高效和高质运行。

为了保证生产运行的可靠性，供煤系统采用自动(联锁)、手动(单机)两种控制方式，自动、手动方式由开关进行切换。全部操作控制都在主控制室里进行，仪表盘上设有各个设备的启、停按钮，还有为 PLC 提供输入信号的控制开关。

为了保证输煤系统的正常、可靠运行，该系统应满足以下要求：

• 供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序，即对各设备进行联锁控制;

• 各设备启动和停止过程中，要合理设置时间间隔(延时)。停车延时按设备的不同要求而设定，以保证停车时各输煤皮带上无剩余煤;

• 运行过程中，某一台设备发生故障时，应立即发出报警并自动停车，其前方(指供料方向)设备也立即停车。其后方的设备按一定顺序及延时联锁停车;

• 各输煤皮带设有双向跑偏开关，关键时刻实现自动停车;

对输煤过程有关情况(报警、自动停机等)做出实时纪录。

一个控制站用于组态和操作

该控制站可以为 PLC 控制器编制应用控制程序、硬件配置组态、网络通讯组态、流程画面组态及监视、历史数据记录、生成报表、报警监视及确认。可提供多种画面调用方式，在发生故障后有提示并转入故障画面，以动态图形方式(棒图、曲线图等)显示压力、流量、温度;对重要的测量数据整点保存，运行日报、月报及报表的生成、显示、打印;实现调节阀状态变位记录，事故顺序记录及事故追忆记录;设备变位时 画面闪烁提示，并在报警框有汉字提示的名称及当前变位状态，当参数越限时，除了闪烁提示，同时显示当前越限值和越限给定值;对于设备变位、保护动作、保护报警等功能提供音响提示。