图尔克现场总线产品在韶钢7号高炉布袋除尘的应用

图尔克现场总线产品在韶钢7号高炉布袋除尘的应用

　　摘要：本文介绍了TURCK　PROFIBUS现场总线产品的特点及韶钢7号高炉布袋除尘控制系统中如何根据现场情况选用不同的现场I/O模块，并对如何防止控制系统的通讯故障造成设备的不可控进行了介绍。

　　一、前言

　　韶钢7号高炉为2500m3级高炉，其除尘系统采用全干法布袋除尘,在全国甚至世界上都属首次。由于高炉容量大，煤气产生量大，含尘量相应增多，除尘箱体也相应增加，我厂7号高炉布袋除尘系统的除尘箱体多达28个，如果采用传统控制系统,电缆及施工量将较小高炉布袋除尘系统成倍增加。所以为了简化控制系统，减少施工量，采用了TURCK现场总线产品，同时为了确保布袋控制系统不影响高炉的生产，控制系统采用了西门子S7－414H的冗余CPU。

　　二、PROFIBUS -DP现场总线简介

　　PROFIBUS是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准，PROFIBUS的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。PROFIBUS-DP用于处理控制器和输入输出设备间的数据交换，是一种主/从控制系统，它包括一个（或多个）主站和多个从站，在一个网络中从站数量最多可达126个，主站循环扫描每个从站。主站与从站之间通过基于RS485标准的物理层的2芯屏蔽双绞电缆进行通讯。一个完整PROFIBUS-DP网络一般同以下几部分组成。
　　1．主站
　　（1）主站指PLC．PC或可做一类主站的控制器。主站完成总线通信控制与将从站收集的信号进行运算。
　　2．从站
　　从站用于收集现场信息和将从站发出的执行指令输出到执行机构。从站可以是
　　（1） PLC（智能型I／O）：PLC可做PROFIBUS上的一个从站。PLC 自身有程序存储，PLC的CPU部分执行程序并按程序驱动I／O。做为PROFIBUS主站的一个从站，在PLC存储器中有一段特定区域作为与主站通信的共享数据区。主站可通过通信间接控制从站PLC的I／O。
　　（2） 现场I／O模块，用于连接工业控制系统中的各种现场装置。按主站指令驱动I／O，并将I／O输入及故障诊断等住处返回给主站。通常现场I／O模块由主站统一编址，这样在主站编程时使用分散式I／O与使用主站的I／O没有什么区别。
　　（3） 驱动器．传感器．执行机构等带PROFIBUS接口的现场设备，可由主站在线完成系统配置．参数修改．数据交换等功能。
　　3. 网络附件，包括总线电缆、电源电缆、总线T型头、模块总线接插件终端电阻等。
　　本系统所用的TURCK现场总线FLDP系列产品属于第二类从站，即现场I/O模块具有以下特点：。
　　（1）IP67的防护等级，能应用于各种恶劣的工业环境。
　　（2）使用快速接插件连接方式，安装更换更加快捷，同时避免了误接线的发生。
　　（3）自动识别和调整波特率与主站一至。
　　（4）具在输入/输出短路组诊断和组保护功能。能简单、快捷、准确地发现故障位置。

　　三、工艺流程及控制设备

　　韶钢7号高炉布袋除尘工艺流程如下所述：

　　高炉煤气经重力除尘后，如果温度较低，在布袋材质所允许的温度内，则荒煤气经阀A直接进入4排共28个布袋箱体过滤；如果温度较高，超过布袋材质所允许的温度，则关闭阀A，打开1－6号冷却器中的1个或多个冷却器进、出口电动蝶阀进行冷却，然后再进入布袋箱体过滤。为了便于检修，6个冷却器双分为两组，每组前后各加一个进出口电动阀和眼镜阀。每个冷却器前后各一个电动蝶阀和眼镜阀。每排箱体荒煤气总管上安装一台电动蝶阀和眼镜阀，每排净煤气总管上安装一台电动蝶阀。每个箱体出入口蝶阀采用了气动蝶阀和气动眼镜阀。

　　布袋箱体过滤方式为小布袋外滤式脉冲反吹，每个箱体的脉冲反吹电磁阀为15个。
　　清灰工艺流程为：先利用高压氮气脉冲反吹，将布袋外表面积尘吹下，利用尘土自身的重力下降到高位灰仓，打开高位灰仓，将灰卸到中间灰仓。然后启动螺旋输送机，再打开中间灰仓，将中间灰仓的灰卸到正在运转的螺旋输送机将灰运至运灰小车。为了确保高位灰仓和中间灰仓的灰能顺利下降，高位灰仓和中间灰仓各安装了两台仓壁振动器。

　　四、各设备控制方式选择

　　整个干法布袋除尘的设备主要有电动蝶阀、气动蝶阀、电动眼镜阀、气动眼镜阀、振动器、气动球阀、螺旋输送机。根据电动眼镜阀、气动眼镜阀操作机率小，而且大多是检修时才操作的特点，二者的操作均未纳入操作室操作，仅在现场安装控制箱。

　　电动蝶阀的输入点有现场开、现场停、现场关、阀门开到位、阀门关到位、阀门开过转矩、阀门关过转矩等7个，输出点有阀门开、关到位指示、阀门开、关运转批示、阀门故障指示、现场操作指示等6个。因此每个阀门用一个8输入8输出的TURCK现场模块FLDP－88IOM。为施工方便和减少现场操作箱，每个冷却器的出、入口电动蝶阀所用的现场模块共用一个操作箱。

　　每个箱体有脉冲反吹电磁阀15个，用1个16点输出的TURCK现场模块FLDP－16OM，4个箱体的电磁阀所用输出模块共用一个现场安装箱。

　　布袋箱体进出口气动蝶阀只有1个输出和两个输入，而且较为分散，不易采用现场模块，因此布袋箱体进出口电磁阀的输入、输出均送入中控室的PLC输入输出模块。每个箱体清灰部分有开高位灰仓、开高位灰仓振动器、开中间灰仓、开低位灰仓振动器、高位灰仓开到位、高位灰仓关到位、低中间仓开到位、中间灰仓关到位等8个输入信号，有高位灰仓开、关到位指示，中间灰仓开关到位指示，高位、中间灰仓振动器运行指示、高位、中间灰仓振动器运行、上下球阀运行等8个输出信号，刚好1个箱体用1个TURCK现场模块FLDP－88IOM。