Profibus—DP在碱回收燃烧工段的应用

　　现场总线技术是目前正在兴起的一种全新的控制技术。目前比较流行的现场总线技术主要有：Profibus、基金会现场总线FF 等。Profibus是一种国际的、开放的、不依赖于生产厂商的总线标准。它由互相兼容的3部分组成：①Profibus-DP；主站和从站之间采用轮换查询的方式通讯，用于设备级控制系统和分散式I／O的通讯；②ProNaus-PA，电源和通讯数据通过总线并行传输，可使得传感器和执行机构通过一根总线相连接，主要用于单元级和现场级通讯；③Profibus—FMS，用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主站网络。
　　近年来Profibus在众多总线控制技术应用中已经占据首位，广泛应用于加工制造自动化、过程控制自动化、楼宇自动化等领域。在开发设计造纸厂碱回收车间燃烧工段的自动控制系统中，考虑到目前的自动化水平和成本，将Profibus-DP现场总线技术应用与DCS技术相结合，取得了良好的应用效果。
1 燃烧工段控制需求
　　碱回收燃烧工段的工艺流程如图1所示。蒸发工段送来的浓黑液进入圆盘蒸发器，经过炉膛烟气的再次蒸发浓缩后送到人炉黑液槽。浓黑液经过加热器加热后，由喷枪喷人碱炉燃烧，熔融物送人溶解槽后形成绿液并被送往苛化工段。一、二次风经预热器和炉膛周围的余热再次加热，并按照一定比例送入炉膛。三次风被直接送人炉膛，炉膛出来的烟气经过圆盘蒸发器和静电除尘器后通过引风机送往烟囱。黑液在碱炉内燃烧产生大量的热量，此热量使汽包中的一部分水生成蒸汽，通过分汽缸送往各个工段，送上汽包软化水经除氧器来补充汽包水量，将汽包水位稳定在一定的范围内。

2 燃烧工段控制设计
2．1 控制系统网络结构设计[1]
　　针对上述工艺及控制特点，燃烧自动控制系统采用现场控制级和过程监控级（如图2）两层网络结构。现场控制级采用可靠性很高的可编程控制器（PLC），并基于现场总线和分布式控制技术，其可靠性不依赖于过程监控级计算机，即使在监控级计算机关机或停电的情况下，生产依旧可以正常进行。过程监控级采用2台操作站（OP站1和OP站2）实时监督生产状况。操作站配置成双机系统，有效实现故障切换，提高系统监控的可靠性和数据记录的准确性，为现场控制提供安全、可靠的信息互联。上位机采用的是西门子WinCC6．0软件，下位机采用的是Step 75．2。如图2所示，输入输出为模拟量的外部设备如压力计、气动阀门等都与EI‘200M上的模拟量输入模块（SM331）、模拟量输出模块（SM332）相连；电机的启、停等信号与Eq‘200M上的数字量模块SM321（数字量输入模块）、SM322（数字量输出模块）相连。现场总线仪表等设备（如压力传感器等）可以直接与总线相连。