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DCSFCS在炼钢厂连铸过程中的应用分析

发布作者: 信息来源: 发布日期: 2019-05-27 09:54 浏览次数:

【本】:

对于典型的dcs(分布式控制系统)/fcs(现场总线控制系统)在我们的炼钢过程中的应用,从整个生产网络配置的角度介绍了两个主要的工业控制系统dcs和fcs,以及钢铁厂。网络指示配置。 Infi90是dcs中使用最广泛的系统之一。西门子系列是fcs中的典型系统。通过炼钢过程中的网络配置,对分布式控制系统和现场总线控制系统进行了对比分析。

[抽象]

Aimattheapplicationofdcs/fcsontheccm'stechnicsinourplant,introducethetypicalnetworkconfigurationanddifferencefromdcs/fcs.infi90,atypeofdcs,usedwidelyin1970s,siemensisatypeoffcsandusedwidelynow。

1.前言

1999年4月,梅山炼钢厂成为一次性成功的初创全连铸钢厂,创造了世界冶金行业历史上同类企业的先进典范。只有梅山炼钢厂和美国nucor公司才开始连铸。钢厂开始一次成功。作为宝钢三大基地的碳钢基地,梅山现在可以生产6大类30多个钢种,并开发高附加值钢种,如冷轧钢鲲焊接钢。鲲管道钢鲲集装箱钢等,包括汽车梁钢鲲焊瓶钢鲲集装箱钢板已成为梅山牌。连铸机的有效运转率和台湾时间的生产也赢得了全国第一的荣誉。 2003年之前,整个炼油在钢铁工艺中,Infi90被用作控制系统。 2002年,炼钢厂在连铸过程中增加了带有siemensplc的2号连铸机作为控制系统。它于2003年2月投入运行,设计图纸速度为2.4米。/m,世界上最先进的控制技术,将在今年的生产计划中发挥主导作用。炼钢过程如图1所示。

图1炼钢工艺流程图

2. Dcs鲲infi90和钢铁厂生产网络配置图

dcs分布式控制系统是基于微处理器的集中管理和分散控制系统。功能分层是现场控制级鲲过程设备控制级鲲车间运行管理级鲲全厂优化和调度管理级别等,形成不同的分工和相关职能部门,使生产线和服务线实现一条龙。 ieee802.4令牌总线传输模式和ieee802.5令牌环网传输模式的通信协议是dcs系统中应用最广泛的。令牌环网络通过在闭环网络中使用唯一的“令牌令牌”来工作。短帧继续在循环中流动,寻找需要发送信息的站点,只有令牌的拦截被授权发送;并且只有一个站发送信息,循环中没有空闲令牌流,如此繁重它可以高效工作,并且在拦截之后,令牌的唯一标识被转换为信息帧。一轮之后,它将返回传输的源站点,检查返回数据,并诊断成功或失败。释放令牌并继续寻找它。Infi90是Bailey开发的典型dcs系统。它自20世纪70年代以来被广泛使用。它成为当时流程工业自动化控制的主流代表,其员工分散鲲地理色散鲲功能色散鲲危险色散鲲设备色散和操作分散提高设备的可用性。炼钢厂连铸循环中分散有22个(12 + 9 + apms)站点;每个站有1到3个控制器(mfp),以形成过程设备控制级别; hmi实现了由其dcs功能定义的商店操作等。形成完美的生产网络。由nis/npm组成的站由令牌协议传输。下面连接的19个控制器形成控制通信。子模块有扩展总线。管理层还依赖于tcp/ip进行监控。因此,每层都有很多独立协议也是dcs的一个重大缺陷。该系统在钢厂的不断改进中得到了充分发展,其网络配置如图2所示。

3. Fcs鲲siemenss7和钢铁生产网络配置图

现场总线是实时控制通信网络,其将最低级别的现场控制器和现场智能仪表装置互连,并遵循iso osi开放系统互连参考模型的全部或部分通信协议。 fcs现场控制系统将单个分布式测量控制设备转变为网络节点,共同完成自控任务的网络系统和控制系统。因此,现场总线既是通信网络又是自动控制系统。该钢厂使用典型的总线型Siemens profibus-dp作为生产网络。其数据传输类型为rs485传输,支持9.6k~12m通信速率和中继器扩展功能,支持基于光纤传输介质的通信;还支持点对点鲲总线和环形光纤网络。控制器可配置为双系统热备用和冗余通信模式。为实现高可靠性,控制器或主控制器基于通用工业PC鲲windowsnt软件和硬件平台。总线接口通常使用pci总线的procibus网卡(例如cp1613)。该钢厂仅使用1.5mdp通信速率鲲光纤传输中转发器扩展鲲双机热备用鲲总线链路组成一个生产网络,如图3所示。

Profibus-dp主要用于工业自动化系统的高速数据传输,实现调整和控制功能。它是用于设备级控制系统和分布式i/o通信的高速和低成本通信; cp443-1是用于通信的tcp/ip协议,挂起ews工程师站鲲服务器等,cp443-5是profibus协议下挂载vvvf鲲et200等工业产品,其网络简单,易维护;因为输入鲲输出模块et200是一种总线传输形式,现场安装的节点可以节省大量信号电缆,这是与dcs不同的最大优势。炼钢厂2号连铸主系统采用6个plc处理器,双服务器热备,其中vvvf有两个总线,用于与plc信息通信和专用机读取鲲下载频率参数。

4.dcs/fcs比较

DCSFCS在炼钢厂连铸过程中的应用分析

(1)。开放性和互操作性

开放式fcs将打破dcs大型制造商的垄断,为中小企业的发展带来平等机会。互操作性使控制产品具有“即插即用”功能,从而可以互换和更换来自不同制造商的工业控制产品。

(2)。分散性

DCSFCS在炼钢厂连铸过程中的应用分析

完全分散意味着系统具有高可靠性和灵活性,系统易于重组和扩展,易于维护。

(3)。低成本

要测量控制系统的总体成本,不仅要考虑其成本,还要考虑系统安装和调试的总投资,特别是运行和维护的整个生命周期。与dcs相比,fcs的开放式架构和oem技术将大大缩短开发周期,降低开发成本,完全分布式分布式结构将1对1模拟信号传输模式转变为1对n数字信号传输方式,在模拟信号传输过程中节省了大量的a/d鲲d/a转换器件,网络协议传输取代了大量信号线布线的安装成本,性能可靠,降低了维护成本。总的来说,fcs的成本远远低于dcs的成本。

从维护的角度来看,fcs与其协议统一为鲲,相互兼容鲲合理可靠的生产;从成本的角度来看,这是fcs替换dcs的原因。

5.结论。

可以说,开放式鲲的开放性和低成本是传统自动控制系统的划时代转换因子。它的深度和广度将超过历史上的任何变化,并且由于需要适应工业控制系统,将创建自动控制的新时代。分散式鲲网络化鲲智能化发展方向,tcp/ip以太网将成为未来生产网络(包括现场控制级别鲲过程设备控制级别鲲车间运行管理级别鲲工厂优化和调度管理级别)鲲办公网络和集成工业系统控制鲲是真正开放的最佳选择。


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