现场总线技术在高炉自动化控制系统上的应用

　　1 高炉自动化控制系统技术方案

　　1.1 高炉自动化控制系统网络的基本结构

　　以酒钢3#高炉为背景，进行系统的基本结构描述。高炉自动化控制系统采用的是全PLC系统，控制网络基本形式采用星形工业以太网结构。PLC设备选用施耐德【1】 QUANTUM 系列，网络模板采用140NOE77100以太网络模板，通过网线可直接与交换机相连。总线模板采用CRP81100 Profibus DP模板【2】，用总线电缆通过转换插座连接PLC系统和现场总线。

　　1.2 Profibus DP总线系统配置方案

　　现场总线控制系统(Fieldbus Control System，FCS)既可以单独组成控制系统，也可以与PLC系统或DCS系统混合组成控制系统网络。如图l所示本系统采用FCS与PLC系统组成混合控制系统。PLC的CPU作为FCS的主控制器，而FCS的Micro CPU是作为PLC的从站接入网络的。

　　2 现场总线主要设备的选型和作用

　　2.1 PLC系统的FCS接口卡

　　施耐德QUANTUM PLC 的FCS接口卡是140CRP811O0，它是PLC与FCS之间连接的桥梁，PLC的指令要通过它来向FCS传达，FCS的数据要通过它来向PLC传送。

　　2.2 FCS的Mirco CPU

　　在系统中，FCS的MircoCPU采用TURCK BL20一GW—PBDP一12MB【3】 ，BL20是产品的系列型号，GW 是指GateWay，即网关、路由器的意思，PBDP指Profibus DP，12MB指GateWay的最大传输速度(12MBit/s)。

　　BL20一GW—PBDP一12MB的第一个作用与CRP8110O一样，连接FCS与PLC，传输数据;它的第二个作用是分配各个总线模块设备的地址，正确传达PLC的指令到总线设备上，让总线设备执行PLC的命令。

　　2.3 总线电缆与PLC和FCS的连接

　　如图2所示总线电缆为cable451，它实际是屏蔽双芯线，它的两端接入总线专用9针插头，一端的插头接人总线底板，另一端的插头接人490NAE91100 Profibus DP TAP，NAEgl1 TAP也是一个转换插座，它有二个16针D型头，CRP811的接口是一个25针D型头，所以CRP8ll和NAE911 TAP之间还需要一根16针D型头和25针D型头的转换电缆来连接。

　　3 现场总线系统的数据传输

　　现场总线上传输的是数字信号，而现场设备的信号有数字量信号，也有模拟量信号，这些信号都需要总线设备进行转换(图3)。

　　4 现场设备、总线设备和总线网络的连接

　　本文主要选用的是总线继电器模板和电机驱动模板这两个总线设备。总线继电器模板和电机驱动模板都是标准模板，直接插在总线底板上的(图4)。

　　4.1 总线继电器模板

　　总线继电器模板选用了24VDC输入继电器和24VDC输出继电器两种。24VDC输入继电器接收的是现场各类阀门的开关信号，开关信号是由24VDC极限开关提供的。24VDC输出继电器主要用以驱动现场的电磁阀，通过控制电磁阀来控制液压油路和气路的走向，得以控制阀门的开或关。