ABB Industrial^IT AC800F系統(tǒng)在宣鋼大型高爐的生產(chǎn)實(shí)踐

——北京杰斯曼 

摘要:

宣鋼共有四座1800M3以上的大型高爐,除4#高爐之外，其它三座高爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)均采用ABB公司的AC800F系統(tǒng)。高爐配置為皮帶上料，并罐無料鐘爐頂，很大程度上提高了高爐的利用率。本文將對(duì)采用AC800F控制系統(tǒng)的高爐自控系統(tǒng)的組成，高爐槽下裝配料、無料鐘爐頂控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，供廣大技術(shù)人員共同學(xué)習(xí)和探討。
關(guān)鍵詞：ABBIndustrial^IT AC800F   Profibus DP總線   并罐無鐘爐頂 

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

宣鋼公司是河北鋼鐵集團(tuán)的骨干企業(yè)，已有90多年的建企歷史，前身是創(chuàng)建于1919年的龍煙鐵礦股份公司。新中國建立初期，宣鋼是*批恢復(fù)生產(chǎn)的大型冶金企業(yè)。2008年6月，宣鋼公司加入河北鋼鐵集團(tuán)有限公司。宣鋼公司主要生產(chǎn)裝備有高爐5座、轉(zhuǎn)爐5座、軋鋼生產(chǎn)線9條、焦?fàn)t6座、發(fā)電機(jī)組11臺(tái)，已經(jīng)形成生鐵800萬噸、鋼820萬噸、材660萬噸的生產(chǎn)能力。主要產(chǎn)品為線材、棒材、型材、帶鋼，其中熱軋帶肋鋼筋、熱軋鋼帶、熱軋圓盤條等產(chǎn)品榮獲“河北省產(chǎn)品”稱號(hào)，熱軋帶肋鋼筋、熱軋等邊角鋼、熱軋槽鋼、熱軋圓鋼等產(chǎn)品榮獲國家“冶金產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量金杯獎(jiǎng)”。

宣鋼在發(fā)展壯大、做精做強(qiáng)的歷程中，始終緊跟時(shí)代步伐，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。宣鋼2004年獲“全國五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀”，2007年獲“全國*勞動(dòng)關(guān)系和諧企業(yè)”稱號(hào)，獲河北省政府頒發(fā)的“河北省質(zhì)量管理獎(jiǎng)”，2008年獲“河北省zui 具社會(huì)責(zé)任感企業(yè)”稱號(hào)，2009年獲“全國鋼鐵工業(yè)先進(jìn)集體”稱號(hào)，2010年榮獲全國“實(shí)施績(jī)效模式先進(jìn)企業(yè)”、全國“講理想、比貢獻(xiàn)”活動(dòng)先進(jìn)集體、全國“廠務(wù)公開民主管理先進(jìn)單位”、河北省政府質(zhì)量管理獎(jiǎng)、“河北省誠信企業(yè)”、張家口市“先進(jìn)基層黨組織”等榮譽(yù)稱號(hào)。

在新的發(fā)展進(jìn)程中，宣鋼堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展、依法發(fā)展、安全發(fā)展、和諧發(fā)展，創(chuàng)建“管理*、隊(duì)伍*、產(chǎn)品*、環(huán)境*”科學(xué)發(fā)展示范企業(yè)，打造“國內(nèi)領(lǐng) 先、*”精品長(zhǎng)材基地，為我國鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好更快發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。

宣鋼共有四座1800M3以上大型高爐。其中1800M3高爐一座、2500M3高爐兩座、2000M3高爐一座，除1800M3高爐以外，其它三座高爐均采用ABB AC800F控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以其迅捷、安全通訊網(wǎng)絡(luò)配置和操作界面人性化、直觀簡(jiǎn)便，合理布局等特點(diǎn)，得到用戶的認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)，此套系統(tǒng)曾在宣鋼小型高爐上及高爐噴煤系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用。技術(shù)人員對(duì)該系統(tǒng)也具有一定的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)人員結(jié)合控制需求，還大膽的采用Profibus DP技術(shù)使AC800F控制系統(tǒng)與TURCK現(xiàn)場(chǎng)總線控制結(jié)合，既節(jié)約了成本投入也方便了維護(hù)，這是AC800F系統(tǒng)在國內(nèi)大型高爐的應(yīng)用。

2 應(yīng)用工藝流程介紹

2．1控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

高爐的自動(dòng)化系統(tǒng)的組成主要包括：槽上、槽下、爐頂、高爐本體、熱風(fēng)爐、噴煤和循環(huán)水，它們各自獨(dú)立過程站，以工業(yè)以太網(wǎng)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立，實(shí)現(xiàn)工作站之間、上位機(jī)之間數(shù)據(jù)的傳遞，通訊速率可達(dá)100Mbit，使得通訊網(wǎng)絡(luò)更加迅捷、安全。為保證過程的安全、連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)，全系統(tǒng)控制站和電源均采用冗余配置。每對(duì)控制器所帶I/O點(diǎn)數(shù)控制在800點(diǎn)左右，高爐主控室部分設(shè)置1臺(tái)工程師站,操作員站可互做冗余使用，任何一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，其功能都可以在其它操作站上實(shí)現(xiàn)；配套系統(tǒng)可以將循環(huán)水、噴煤、槽下、槽上和TRT、水沖渣等處重要設(shè)備運(yùn)行情況和生產(chǎn)工藝參數(shù)接入主控室，并在操作站上對(duì)所有這些信號(hào)可實(shí)現(xiàn)顯示、控制、存檔、報(bào)表等功能。高爐工程基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)配置圖如下圖所示。

2.2 高爐槽下過程站

槽下供料系統(tǒng)由礦槽、焦槽、給料機(jī)、振動(dòng)篩及稱量設(shè)備、皮帶運(yùn)輸機(jī)、燒結(jié)及球團(tuán)返礦倉、礦石焦炭除鐵器、碎焦分級(jí)及焦丁回收系統(tǒng)、通風(fēng)除塵設(shè)施、液壓站及潤滑系統(tǒng)等組成。供礦系統(tǒng)設(shè)置有燒結(jié)礦槽、球團(tuán)礦槽、塊礦槽和雜礦槽。燒結(jié)礦、球團(tuán)、塊雜礦在槽下按設(shè)定矩陣表一次篩分后分別入相應(yīng)的稱量斗，并按裝料程序向供礦皮帶卸料，然后經(jīng)主皮帶運(yùn)至爐頂料罐。篩分后的返礦經(jīng)碎礦皮帶運(yùn)至篩分樓再次篩分，篩出的粒礦分別入粒礦倉待用，礦粉運(yùn)回選燒。供焦系統(tǒng)設(shè)置有焦炭槽。焦炭在槽下篩分后分別入相應(yīng)的稱量斗稱量，并按裝料程序向供焦皮帶卸料，然后經(jīng)主皮帶運(yùn)至爐頂料罐。篩分后的返焦經(jīng)碎焦皮帶運(yùn)至篩分樓再次篩分，篩出的焦丁分別入焦丁倉待用，焦粉由汽車運(yùn)回焦化廠。焦丁、粒礦合理配比稱量后由焦丁、粒礦皮帶運(yùn)往主皮帶與礦石一起混裝至爐頂料罐。

2.2.1供料皮帶與上料主皮帶

供料皮帶分為供焦和供礦皮帶，設(shè)計(jì)為雙傳動(dòng)裝置，一用一備，平常為一組傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，一旦一組傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障，另一組傳動(dòng)裝置及時(shí)嚙合，以爭(zhēng)取zui短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于供礦、供焦作了兩條皮帶，原則上為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。

主皮帶為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。主皮帶上設(shè)置A、B 二個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。A點(diǎn)為爐頂上料罐卸料（上一批）及閘門動(dòng)作指令點(diǎn)，即當(dāng)料到達(dá)A點(diǎn)發(fā)出有關(guān)設(shè)備動(dòng)作的指令，以作好受料的準(zhǔn)備；B點(diǎn)檢測(cè)爐頂設(shè)備動(dòng)作是否完成，即料到達(dá)B點(diǎn)時(shí)有關(guān)爐頂設(shè)備的動(dòng)作必須完成，否則主皮帶自動(dòng)停車，以避免裝料事故的發(fā)生。主皮帶由兩組傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，每組兩臺(tái)電機(jī)，即使某一臺(tái)電機(jī)停止工作，也不影響主皮帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，主皮帶還設(shè)有防跑偏、防撕裂、防打滑、防堵料的報(bào)警及皮帶測(cè)速、料位跟蹤、安全拉線開關(guān)等裝置。

2.2.2稱量及稱量補(bǔ)償

高爐配料誤差通常由以下兩個(gè)因素產(chǎn)生。其一，稱量斗放完料后邊角掛料，放不干凈；其二，振動(dòng)篩的沖量。為了保證高爐上料的準(zhǔn)確性,上料時(shí)必須把誤差降到zui小,這就需要進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償模型的建立與下列幾個(gè)量有關(guān)：

（1）SSZ：振動(dòng)篩停止振動(dòng)后，計(jì)算機(jī)采集到的料滿后的稱量值，稱為實(shí)篩值；

（2）O_SP：人工設(shè)定的每斗重量；

（3）HH_W:計(jì)算機(jī)發(fā)出料空信號(hào)，稱量斗閘門關(guān)好后采集到的稱量值為稱量值；

（4）TSZ:停篩值，發(fā)出停給料機(jī)命令；

（5）FLOW:發(fā)出停給料機(jī)命令振動(dòng)篩上剩有的沖量；

（6）WCZ上一批料的設(shè)定值與實(shí)際值的偏差值

    由以上定義可知：WCZ=O_SP-SSZ-HH_W

                TSZ=O_SP-FLOW-WCZ

    當(dāng)稱量斗中的料達(dá)到停篩值TSZ時(shí)，給料機(jī)就會(huì)停止運(yùn)行，剩余的量由振動(dòng)篩上的沖量補(bǔ)滿。實(shí)踐證明，在外部設(shè)備不變的情況下，沖量是不變的。通過這樣的設(shè)計(jì),槽下拉料精度很高，為高爐出鐵的質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2.3焦炭水分的測(cè)量設(shè)計(jì)

焦炭水分的測(cè)點(diǎn)共有兩處，分別裝在高爐槽下的1＃、3＃焦炭稱量斗下側(cè)，用來實(shí)時(shí)測(cè)量焦炭的水分情況。設(shè)計(jì)選型為北京首冶儀器儀表有限公司TSY-5中子水分儀，它采用中子射線探測(cè)及計(jì)算機(jī)研制開發(fā)的新型智能核儀表。適用于在線快速測(cè)量物料的水分含量，有標(biāo)準(zhǔn)的4－20mA的電流信號(hào)輸出接口，能很方便地與模擬量輸入模塊連接，可達(dá)到及時(shí)對(duì)物料進(jìn)行水分補(bǔ)償或控制生產(chǎn)的目的。中子水分儀的量程為0%-20%。按線性轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換公式為：

Y=80*X+4

    式中，Y為中子水分儀輸出的電流信號(hào)，mA;X為焦炭水分百分比。

2.3 并罐無料鐘爐頂?shù)臋z測(cè)與控制

并罐無料鐘爐頂所控制的設(shè)備主要有：上料閘、上密閥、下料罐、均壓放散閥、一均、二均、下料閘、下密閥、布料溜槽、探尺、爐頂放散閥等設(shè)備，除布料溜槽、探尺為電機(jī)傳動(dòng)外，其余設(shè)備均采用液壓傳動(dòng)，為此配備了爐頂液壓站、潤滑系統(tǒng)及風(fēng)冷水冷系統(tǒng)。料指令下達(dá)后，打開均壓放散閥卸壓，隨后開啟上密封閥及上料閘，將上罐中爐料裝入下罐。裝料完畢，關(guān)閉上料閘、上密封閥和均壓放散閥，并向下罐均壓。探尺探料降至規(guī)定料線深度，隨即提升到位后，打開下密封閥及下料閘，用下料閘的開度大小來控制料流速度，爐料由布料溜槽布入爐內(nèi)。布料溜槽每布一批料后發(fā)布料完成信號(hào)，步數(shù)步進(jìn)。 溜槽既可實(shí)現(xiàn)多環(huán)往返布料，還可實(shí)現(xiàn)扇形和定點(diǎn)布料。每罐料布完后，依次關(guān)閉下料閘和下密封閥。

2.3.1下料閘的控制

高爐采用比例閥來對(duì)下料閘進(jìn)行控制。比例閘是由比例電磁鐵取代普通液壓閥的調(diào)節(jié)和控制裝置而構(gòu)成的，它可以按給定的輸入電壓或電流信號(hào)連續(xù)地、按比例地、遠(yuǎn)距離地控制流體的流量，采用比例閥既提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和精度，又簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。

確定下料閘的開度有給定時(shí)間法和計(jì)算時(shí)間法。給定時(shí)間法用給定時(shí)間布完一定數(shù)量的爐料來確定料流開度，計(jì)算時(shí)間法用矩陣給出的時(shí)間布完一定數(shù)量的爐料來確定料流的開度。宣鋼10#高爐采用給定時(shí)間法，這樣上料操作工可以隨時(shí)更改下料閘的設(shè)定角度，以滿足生產(chǎn)的需要。

程序中自動(dòng)開下料閘的條件:下密開到位、上密關(guān)到位、料滿、無禁止布料、下密開到位、上料閘無開命令；自動(dòng)關(guān)下料閘的條件：料空、料流開到位、延時(shí)5秒關(guān)閉。

2.3.2傾動(dòng)和回轉(zhuǎn)的控制

傾動(dòng)由交流異步電機(jī)控制，調(diào)速裝置是西門子變頻器6ES7系列，為一備一用，當(dāng)任何一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)能馬上投入使用。傾動(dòng)速度為1.6º/s,正常的傾角范圍為2º-53º。當(dāng)傾動(dòng)設(shè)定角度與實(shí)際角度的誤差在大于5º時(shí)，由控制站輸出高速命令，當(dāng)設(shè)定角度與實(shí)際角度的誤差在小于5º時(shí)，由控制站輸出低速命令，當(dāng)設(shè)定角度大于實(shí)際角度時(shí)，且兩者的差大于0.85º，由控制站輸出傾動(dòng)上傾命令；當(dāng)設(shè)定角度小于實(shí)際角度時(shí)，且兩者的差大于0.98º,由控制站輸出傾動(dòng)下傾命令。                 

傾動(dòng)找角有兩種方法：

（1）重量法：根據(jù)下罐中物料的重量（凈重）W，布料總?cè)?shù)m，計(jì)算其料流量Q，根據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到的料流曲線矩陣表格（不同物料，不同料流量與下料閘開度的關(guān)系）查出（或算出）下料閘開度。若設(shè)定某一傾角位置布n圈料，則為n/m份料，當(dāng)稱量系統(tǒng)顯示在該圈上布完W·n/m 重量的物料時(shí)，傾動(dòng)開始傾到下一傾角。                              （2）時(shí)間法：當(dāng)稱量系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修時(shí)使用。物料重量是根據(jù)設(shè)定料重或從槽下稱量得到的該批料重，設(shè)定總?cè)?shù)，算出料流量，再根據(jù)料流曲線表格查出（或算出）下料閘的開度。若在某一傾角位置布n圈料，則7.5n秒時(shí)間后傾動(dòng)便步進(jìn)到下一傾角位置。

編程人員根據(jù)控制需求和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，采用了時(shí)間法，滿足了生產(chǎn)要求。

     回轉(zhuǎn)由旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制，其旋轉(zhuǎn)速度為8r/min，設(shè)置有六個(gè)旋轉(zhuǎn)顯示方位，即0º、60º、120º、180º、240º、300º，使操作人員隨時(shí)能觀察到溜槽旋轉(zhuǎn)到達(dá)的方位。

程序中自動(dòng)轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)的條件為：、畫面選擇環(huán)形布料、探尺上極限位、下罐料滿、傾動(dòng)到位、下密壓緊開到位。自動(dòng)?；剞D(zhuǎn)的條件為：畫面選擇環(huán)形布料、下罐料空、下密關(guān)到位、料流關(guān)到位。

2.4 爐頂與槽下系統(tǒng)的通訊

槽下配好料后，通過主皮帶向爐頂供料，兩者緊密相聯(lián)，通過以太網(wǎng)通信，交換的數(shù)據(jù)較多。

2.5 槽下至爐頂傳送的數(shù)據(jù)

料頭到A點(diǎn)：槽下選中的稱斗*個(gè)閘門開，選時(shí)45S,料頭進(jìn)入主皮帶，延時(shí)50S,料頭到檢點(diǎn)信號(hào)發(fā)出，爐頂設(shè)備開始動(dòng)作，開均放。

料頭到B點(diǎn)：槽下選中的稱斗*個(gè)閘門開，選時(shí)45S,料頭進(jìn)入主皮帶，延時(shí)80S,料頭到檢點(diǎn)信號(hào)發(fā)出，如果料罐上密關(guān)，翻板沒到到位，則自動(dòng)停主皮帶，否則容易發(fā)生堵料事故。

料尾到B點(diǎn)：槽下選中的zui 后一個(gè)稱斗放空，延時(shí)60S，料尾進(jìn)入主皮帶，延時(shí)2m,發(fā)出料罐裝料完成信號(hào)。

槽下到爐頂傳送的其它數(shù)據(jù)主要有料的品種及重量信號(hào)、槽下配料表中當(dāng)前運(yùn)行的步號(hào)、料的品種及重量信號(hào)。

2.6 爐頂至槽下傳送的數(shù)據(jù)

要料信號(hào)：下密開到位，料流非關(guān)，則向槽下發(fā)出要料信號(hào)，槽下如果具備放料條件，則開始自動(dòng)放料。

停主皮帶信號(hào)：爐頂如遇到突發(fā)事故，可人工按下停主皮帶，此信號(hào)傳到槽下，控制停主皮帶。

趕料信號(hào)：程序設(shè)定兩種上料方式，一種是趕料，一種是不趕料，可以上料工進(jìn)行選擇使用。在正常生產(chǎn)時(shí)，為趕料方式。

3    方案確定

煉鐵工藝的實(shí)現(xiàn)必須滿足電氣、儀表和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源共享，實(shí)現(xiàn)EIC三電一體化；編程及控制統(tǒng)一，能在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，通訊方便，系統(tǒng)開放性好，采購成本較低，性價(jià)比高的特點(diǎn)。為此Industrial^IT AC800F控制系統(tǒng)以其靈活的通訊協(xié)議配置，豐富的功能模塊庫，滿足不同的控制、通訊及運(yùn)算的需求等特點(diǎn)成為項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的。

4 控制系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)概述

為保證高爐生產(chǎn)過程的安全、連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)，過程控制站、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電源均采用冗余配置。過程控制站之間及其與操作員站之間的通訊總線為雙光纖環(huán)網(wǎng)配置，通訊速率可達(dá)100Mbit，使得通訊網(wǎng)絡(luò)更加迅捷、安全。高爐按區(qū)域共設(shè)置12套冗余配置過程控制站, 分別是熱風(fēng)爐、高爐本體、爐頂上料、循環(huán)水、噴煤、除塵、槽下、槽上、轉(zhuǎn)運(yùn)站、水沖渣等，每個(gè)過程控制站配置2臺(tái)操作員站,系統(tǒng)配置1臺(tái)工程師站。操作員站可互做冗余使用，任何一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，其功能都可以在其備用操作站上實(shí)現(xiàn)，并在操作站上對(duì)所有這些信號(hào)可實(shí)現(xiàn)控制、顯示、存檔、報(bào)表等功能。

4.1工程師站

設(shè)一臺(tái)工程師站，工程師站在高安裝AC800F CBF9.1版本組態(tài)軟件，運(yùn)行在 Windows XP sp2系統(tǒng)下。工程師站使用以太網(wǎng)與過程站及操作員站進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)硬件編輯、過程站編程調(diào)試、操作員站組態(tài)。

ABB AC800F CBF9.1軟件不僅可用于過程站編程組態(tài)，還可以完成操作員站畫面、記錄與歸檔信息的組態(tài)；同時(shí)還是一種高性能的過程調(diào)試工具。AC800F  CBF9.1建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，支持同一個(gè)項(xiàng)目下所有資源的調(diào)用，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享；豐富的功能模塊庫，用于實(shí)現(xiàn)不同的控制、通訊及運(yùn)算的需求。此外，還支持用戶自定義接口，根據(jù)用戶要求開發(fā)功能塊即用戶自定義功能塊，方便用戶組態(tài)；支持現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的數(shù)據(jù)讀取與編程功能。編程語言與圖形化編程語言標(biāo)準(zhǔn) IEC 1131-3*兼容,可以根據(jù)用戶實(shí)際控制要求，任意選用 FBD、LAD、IL、SFC 等編程方式。系統(tǒng)具備大量標(biāo)準(zhǔn)功能塊及功能子程序，如調(diào)節(jié)塊具備標(biāo)準(zhǔn)、比率、步進(jìn)、2位、3位、變參數(shù)等功能塊供用戶根據(jù)實(shí)際情況選用。ABB AC800F CBF9.1軟件支持離線編程及在線修改參數(shù)，被修改的參數(shù)具備自動(dòng)備份功能可以恢復(fù)；該軟件還可以在線調(diào)試，可以單步運(yùn)行、跟蹤、仿真調(diào)試。

4.2操作員站

操作員站硬件選用適用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的DELL計(jì)算機(jī)。操作員站安裝 DIGIVIS軟件，中文語言,軟件運(yùn)行環(huán)境為 Windows XP操作系統(tǒng)。操作員站使用以太網(wǎng)與過程站及其它設(shè)備進(jìn)行通信，操作員站之間數(shù)據(jù)及畫面*可以共享。

DIGIVIS軟件顯示功能支持標(biāo)準(zhǔn)預(yù)定義顯示:如總貌顯示、用戶自定義畫面顯示、控制組顯示、趨勢(shì)顯示、報(bào)警顯示、操作面板顯示、操作記錄列表(實(shí)現(xiàn)各種操作的實(shí)時(shí)記錄)顯示等，用戶自定義流程圖顯示即支持傳統(tǒng)DCS流程圖，軟件具有強(qiáng)大的三維圖形庫可以調(diào)用，該庫可以由用戶自行擴(kuò)充。此系統(tǒng)還可實(shí)時(shí)診測(cè)顯示：系統(tǒng)總貌、系統(tǒng)過程站和系統(tǒng)模件三大部分，診斷狀態(tài)信息在診測(cè)畫面上以圖形方式顯示及文字詳細(xì)提示；DIGIVIS軟件趨勢(shì)顯示功能支持趨勢(shì)組態(tài)，畫面可以進(jìn)行靈活操作，支持FTP協(xié)議數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能；DIGIVIS還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作記錄及打印。

4.3過程站

A、過程控制站的CPU采用一對(duì)PM802作為冗余控制器，控制器之間用一對(duì)EI803反線連接，即DigiNetP，確保數(shù)據(jù)同步，無擾切換。

B、每一個(gè)控制器都有獨(dú)立的電源模塊SD802，雙路24伏供電分別來自兩個(gè)電源模塊SD823，每個(gè)SD823的220伏又來自于不同的兩段電源跨接的UPS(在線式不間斷電源) ，*實(shí)現(xiàn)了電源的冗余備用。

C、控制器與S800 I/O站之間的通訊采用標(biāo)準(zhǔn)的，且容易擴(kuò)展Profibus DP總線協(xié)議，該總線的通訊速率為1.5 Mb/s，通訊介質(zhì)采用標(biāo)準(zhǔn)的Profibus DP電纜，其通訊距離為1200米。總線采用低阻抗的雙絞屏蔽電纜，Profibus DP總線替代了來自現(xiàn)場(chǎng)傳感器與執(zhí)行器的昂貴的信號(hào)傳輸線。

D、過程站采用赫斯曼環(huán)網(wǎng)交換機(jī)通過環(huán)形光纖以太網(wǎng)與操作員站及其它設(shè)備進(jìn)行通信。環(huán)形光纖以太網(wǎng)采用全局?jǐn)?shù)據(jù)庫,所有變量及標(biāo)簽均可以在環(huán)形光纖以太網(wǎng)范圍共享。模件具備實(shí)時(shí)檢測(cè)及遠(yuǎn)程診測(cè)功能。

E、控制站的冗余設(shè)計(jì)思想。

ABB AC800F過程站采用的冗余控制系統(tǒng)的可靠性比傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)有很大提高。主要技術(shù)指標(biāo)有：

a、 AC800F中央控制器中預(yù)裝有冗余軟件，用戶在組態(tài)時(shí)可*忽略其冗余特性，象對(duì)非冗余系統(tǒng)組態(tài)一樣只需輸入用戶程序。

b、事件驅(qū)動(dòng)同步功能,對(duì)于執(zhí)行后能引起 兩個(gè)冗余 CPU的內(nèi)部狀態(tài)不同的所有命令，如更新過程映象區(qū)，直接訪問 I/O，中斷與報(bào)警，定時(shí)器的更新等， CPU之間自動(dòng)進(jìn)行同步，而不是以特定的時(shí)間周期進(jìn)行同步。

b、冗余的兩個(gè)控制器分別安裝在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上，使電源，通訊卡件及 CPU被分成兩個(gè)獨(dú)立部分。

c、冗余的每個(gè)控制器配置一個(gè)電源模塊SD802，兩路24伏輸入分別來自兩個(gè)*獨(dú)立的電源模塊SD823.

5  工藝過程的實(shí)現(xiàn)及運(yùn)行效果

高速以太網(wǎng)、Profibus DP/PA等幾種協(xié)議的靈活應(yīng)用,使系統(tǒng)方便地與其它PLC或現(xiàn)場(chǎng)總線儀表互連,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間兼容與良好的過渡。過程控制的硬件配置、軟件編程及人機(jī)界面(HMI)部分的完備設(shè)計(jì)制作使得許多設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的操作和運(yùn)行，減少了設(shè)備的維護(hù)工作量，生產(chǎn)事故的發(fā)生。“熱態(tài)備用”的冗余概念使得設(shè)備故障處理速度快，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備信息的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化。設(shè)備自投運(yùn)以來，該高爐在生產(chǎn)正常的情況下，每小時(shí)的上料可達(dá)到9批，由于其配料速度與配料精度的提高，收到了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

6    應(yīng)用體會(huì)

宣鋼高爐控制系統(tǒng)采用具有世界較高水平的綜合性開放ABB AC800F DCS控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐整個(gè)配套系統(tǒng)工藝生產(chǎn)的監(jiān)視、控制與計(jì)量。ABB AC800F控制系統(tǒng)具有靈活的通訊協(xié)議配置，其支持多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)方便地與其它PLC或現(xiàn)場(chǎng)總線儀表互連,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間兼容與良好的過渡。自主研發(fā)的軟件也同樣安全可靠和具有實(shí)用性。

6.1、通訊環(huán)路的迅捷和安全

ABB AC800F DCS采用先進(jìn)的快速以太網(wǎng)技術(shù)：雙光纖冗余環(huán)網(wǎng)。分布式 I/O模塊、通過功能強(qiáng)大的實(shí)時(shí)總線系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通訊，可直接連接基于總線的智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。使得通訊網(wǎng)絡(luò)更加迅捷、安全。數(shù)據(jù)傳輸快，質(zhì)量好，因環(huán)路通訊而影響生產(chǎn)的現(xiàn)象從未出現(xiàn)。

6.2、AC800F硬件的安全可靠和可維護(hù)性

為保證出鐵過程的安全、連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)，全系統(tǒng)控制站處理器和電源均采用冗余配置。配套系統(tǒng)配置的操作員站,可互做冗余使用，任何一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，其功能都可以在其它操作站上實(shí)現(xiàn)； AC800F硬件采集的各類模擬信號(hào)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、誤差小，而且信號(hào)質(zhì)量好，故障率低。

7 意見及建議
   AC800F控制系統(tǒng)來對(duì)高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定起到了至關(guān)重要的作用，但是隨著公司ERP二級(jí)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)，基礎(chǔ)自動(dòng)化逐漸與管理層建立了數(shù)據(jù)交換接口，數(shù)據(jù)報(bào)表的在線生成和輸出在我公司還沒有建立，因此，建議ABB公司資深的技術(shù)專家和工程師幫助我公司盡早實(shí)現(xiàn)。