【正文】 DP 用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。對于要求有本征安全的低功耗現(xiàn)場儀表可采用這種供電方式，如煤礦、化工、等對安全性要求較高的行業(yè)。例如，流量變送器不僅具有流量 信號變換、補(bǔ)償和累加輸入模塊，而且還有比例、積分微分（ PID）控制和運(yùn)算功能塊，并具有自診斷功能?，F(xiàn)場設(shè)備和現(xiàn)場儀表種類繁多，沒有任何一個生產(chǎn)商能夠提一個控制系統(tǒng)所需的全部現(xiàn)場設(shè)備。 現(xiàn)場設(shè)備互連。 Profibus 總線技術(shù) 概述 現(xiàn)場總線概述 現(xiàn)場總線是 應(yīng) 用于現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)。補(bǔ)水的作用是在于經(jīng)一定時期運(yùn)行后，整個系統(tǒng)的水難免流失 造成水量不足，此時可打開補(bǔ)水進(jìn)水電動閥 VE5103 對冷卻塔進(jìn)行補(bǔ)水。集水池中的水經(jīng)回收泵 PRY回收進(jìn)冷卻塔 過高而設(shè)計的。同時，由于沙粒中可能摻雜沒有完全粒化的高爐渣，故由一二層水池的沉淀物經(jīng)回流泵 PRC1 和 PRC2 向南粒化爐重新填入?；诉^程循環(huán)進(jìn)行。冷卻水和高爐渣在?；袥_洗產(chǎn)生?；蟮母郀t渣，形態(tài)和普通建筑用黃沙類似。 下圖為高爐渣?；に嚵鞒虉D E 9V 4E 3 1E 3 2沖 洗 水補(bǔ) 水E 4 3轉(zhuǎn) 鼓 電 機(jī)P G R 1 P G R 2V P 1 1 0 6V P 1 2 0 6排 水 池 2P D R 2V E 3 2 2 1V E 3 1 2 1P C C 3V E 3 1 0 6V E 3 2 0 6P C C 1P C C 2V E 3 2 0 1V E 3 3 0 1V E 3 1 0 1P D R 1P D R 3沖 洗 水P B OV E 5 0 0 9V E 5 1 0 3集 水 池排 水 池P R C 1P R C 2V E 4 1 0 1V E 4 2 0 1V E 1 1 1 1V E 1 2 1 1V E 1 1 2 1V E 1 2 2 1P S L 1P S L 2P R YV E 6 1 0 51 4 C6 . 7 2 M 3 / H0 . 6 1 M 3 / h0 . 0 0 M 3 / h0 . 0 3 M p a1 3 C南北冷 卻 塔 2冷 卻 塔 1V E 3 3 0 7V E 3 3 0 6圖 21 高爐渣工藝流程圖 注： PGR1~2——粒化泵、 PCC1~3——冷卻泵、 PDR1~3——排污泵、 PRC1~2——回流泵、PSL1~2——倒渣泵、 PRY——回收泵、 PBO——增壓泵 如上圖，此工藝流程為高爐渣?；恼w過程。 本論文主要研究內(nèi)容 論文以包鋼煉鐵高爐水沖渣傳動系統(tǒng)的改造工作為背景，采用現(xiàn)場總線技術(shù)全面深入的探討了基于 Profibus 和 Modbus 的煉鐵高爐水沖渣傳動監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與研究，著重研究了系統(tǒng)控制的方案設(shè)計、硬件的選型與設(shè)計、 Profibus 總線技術(shù)、Modbus 總線技術(shù)， PLC 的 Profibus 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、編寫 PLC 控制程序 、 PLC 通信及上位機(jī)監(jiān)控軟件 WinCC 的界面設(shè)計。雖然干式?；に囘€沒有達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的程度，但符合我國建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的大趨勢，因此開發(fā)新型急冷干式?；に噥硖娲鷤鹘y(tǒng)的渣處理工藝迫在眉睫。因此，開發(fā)能高效回收高爐渣顯熱、更環(huán)保的爐渣處理技術(shù)迫在眉睫。但是水淬法渣處理工藝也存在一些缺點(diǎn)，比如水淬法渣處理工藝的耗水量大，對我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展來說，水資源的短缺成為除鐵礦資源短缺外的另一制約因素。明特克法核心設(shè)備是通過特殊設(shè)計和制造的一臺螺旋輸送機(jī)和一臺過濾器組成。 底濾法 底濾法是在沖制箱內(nèi)用多孔噴頭噴射的高壓水對高爐熔渣進(jìn)行水淬粒化，然后進(jìn)入沉渣池。 圖拉法 圖拉法水渣處理技術(shù)是由俄羅斯國立冶金工廠設(shè)計院研制，在俄羅斯圖拉廠 20xx m 高爐上首次應(yīng)用。因巴法工藝流程為：高爐熔渣由熔渣溝流人沖制箱，經(jīng)沖制箱內(nèi)的壓力水沖成水渣進(jìn)入水渣溝，然后經(jīng)滾筒過濾器脫水排出。 水渣由傾斜放置的螺旋輸送機(jī)向上輸送，靠重力實(shí)現(xiàn)水和渣的分離，稱為明特克 (MTC)法。渣水混合物流入沉渣池， 用抓斗吊車抓渣 ， 池內(nèi)的水則通過渣池底部或側(cè)部的過濾層排出，一般稱底濾 (OCP) 法。現(xiàn)主要采用 水淬?；に?，就是將熔融狀態(tài)的高爐渣置于水中急速冷卻， 限制其結(jié)晶 ， 并使其在熱應(yīng)力作用下發(fā)生?；?。在急冷處理 過程中，熔態(tài)爐渣中的絕大部分物質(zhì)沒能形成穩(wěn)定 的化合物晶體，而是以無定形體或玻璃體的狀態(tài)將 沒能釋放的熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，從而具有潛在的化學(xué)活性，是優(yōu)良的水泥摻和料。 高爐熔渣由于自身溫度高，含熱量豐富，對能源工業(yè)來說是一種很好的二次能源。 碩士學(xué)位論文中期 報告 論文題目： 基于 PROFIBUS 和 MODBUS 的高爐渣?；瘋鲃颖O(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 號： _________________________ 姓 名 ： _________________________ 專 業(yè) 名 稱： _________________________ 指 導(dǎo) 教 師： 田海 20xx 年 12 月 01 日 趙德 琦 控制工程 20xx02443 1 緒論 高爐渣處理技術(shù) 研究背景 國家 “ 十一五 ” 規(guī)劃提 出了建設(shè)資源節(jié)約型 、 環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略目標(biāo)，并將節(jié)能和減排作為約 束性指標(biāo)執(zhí)行。通常，高爐渣的處理方式為水力沖渣，在處理過程中不僅浪費(fèi)、消耗大量的能源、水源，同時也排出大量的有害物質(zhì)。因此，在高效回收高爐熔渣顯熱的同時，還要保證處理后的爐渣可用為水泥原料。水淬后得到的?；?(水渣 ) 絕大部分為非晶態(tài) ， 其含量超過 95 ％，可用作生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥的原料。 3)脫水 槽法 。 因巴法 因巴法是 20 世紀(jì) 80 年代初由比利時西德瑪公司與盧森堡 Pamp。 因巴法分為熱因巴、冷因巴和環(huán)保型因巴，三種因巴法的爐渣粒化、脫水的方法相 同，都是使用水淬?；?，采用轉(zhuǎn)鼓脫水器脫水，不同之處在于水系統(tǒng)。該法與其他水淬法不同，在渣溝下面增加了?；唽?shí)現(xiàn)機(jī)械?；?，?；蟮臓t渣顆 粒被水冷卻、水淬，產(chǎn)生的氣體通過煙囪排出。沉渣池中的水渣由抓斗抓出堆放在干渣場繼續(xù)脫水，沉渣池內(nèi)的水及懸浮物由分配渠流入過濾池，過濾池內(nèi)設(shè)有礫石過濾層，過濾后的沖渣水經(jīng)集水管由泵加壓送入冷卻塔冷卻后循環(huán)使用，水量損失由新水補(bǔ)充。螺旋輸送機(jī)呈 20 度 傾角安裝 在水渣池內(nèi)， 隨著螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)動，其螺旋葉片將水渣池底部的水渣向上輸送，水則靠重力和渣的翻動擠壓雙重作用向下回流，從而實(shí)現(xiàn)渣水分離和脫水的目的。高爐熔渣含有豐富的熱量，而水淬渣產(chǎn)生大量的低溫蒸汽，除少數(shù)鋼鐵企業(yè)用于冬季取暖外，其余全部白白浪費(fèi)。這些技術(shù)包括干式粒化工藝和化學(xué)?；に嚒? 課題來源及研究意義 本文以包鋼煉鐵廠的高爐水沖渣系統(tǒng)作為背景， 借用先進(jìn)的可編程控制器技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、組態(tài)技術(shù)對現(xiàn)有的 高爐渣粒化傳動監(jiān)控系統(tǒng) 進(jìn)行改造，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、提高安全可靠性和完成全自動化的目的。 2 現(xiàn)場總線技術(shù)對 高爐渣?；瘋鲃颖O(jiān)控系統(tǒng)的改造 工藝流程介紹 原來生產(chǎn)線采用傳統(tǒng)的集中 控制系統(tǒng)。主要設(shè)備是兩個冷卻塔、南北?；靡约稗D(zhuǎn)鼓塔。 然后，?；蟮母郀t渣進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓塔，由于北?；癄t距離轉(zhuǎn)鼓塔一定距離，要有倒渣泵 PSL1 和 PSL2 將?；蟮母郀t渣打入轉(zhuǎn)鼓塔。經(jīng)轉(zhuǎn)鼓電機(jī)分離出來的干粒經(jīng)皮帶卷揚(yáng)機(jī)送入渣倉，待卡車運(yùn)走。其中，若冷卻塔水位過高，可經(jīng)排污泵 PDR2 向排水池排水。 改造方案設(shè)計 現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用 利用 Profibus 和 Modbus 現(xiàn)場總線技術(shù) ，我們可以對將設(shè)備層的各個生產(chǎn)設(shè)備連到現(xiàn)場總線電纜上，大大節(jié)省電纜費(fèi)用，并且控制功能分散到現(xiàn)場儀表中，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散，提高了系統(tǒng)的可靠性。 IEC 對現(xiàn)場總線一詞的定義為 :現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在現(xiàn)場設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與控制裝置之間實(shí)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)?，F(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表是指傳感器、變送器和執(zhí)行器等，這些設(shè) 備通過一對傳輸線互連。將不同廠家提供的設(shè)備按照最佳性價比的則實(shí)現(xiàn)“即接即用”，從而構(gòu)成控制回路，這就是現(xiàn)場總線設(shè)備互操作性的含義，即由第三方提供的現(xiàn)場設(shè)備自由地集成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS。由于功能模塊分散在多臺現(xiàn)場設(shè)備中，并且可以同一組態(tài)，可以靈活選用各種功能塊，構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。波特率從 。 （ 3）通信：點(diǎn)對點(diǎn)（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。強(qiáng)大的診斷功能，三級診斷信息。每 DP 從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為 246 字節(jié)。 DP 主站上帶可變定時器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。 ProfibusDP 基本特征 （ 1） 速率：在一個有著 32 個站點(diǎn)的分布系統(tǒng)中， PROFIBUSDP 對所有站點(diǎn)傳 送 512 bit/s 輸入和 512 bit/s 輸出，在 12M bit/s 時只需 1 毫秒。 ：一個站點(diǎn)的某具體 I/O 模塊故障。此外，還可以將控制命令發(fā)送給個別從站或從站組，以實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)的同步。 。下列設(shè)備可以做 DPM2。不過現(xiàn)在一般都用通用的 PC 和 STEP 7 編程軟件來做編程設(shè)備，用 PC 和 WinCC 組態(tài)軟件做監(jiān)控操作站。西門子公司提供了不同大小和功能的 TP 和 OP 供用戶選用。通信適配器用來接收主站的指令，按主站指令驅(qū)動 I/O，并將 I/O 輸入及故障診斷等信息返回給主站。 智能 DP 從站（ I 從站）。西門子的 SINUMERIK 數(shù)控系統(tǒng)SITRANS 現(xiàn)場儀表、 MicroMaster 變頻器、 SIMOREGDCMASTER 直流傳動裝置都有 PROFIBUSDP 接口或可選的 DP 接口，可以做 DP 從站。 Modbus 總線技術(shù) 概述 Modbus 作為一個通信協(xié)議是由 MODICON 公司在 1979 年首次提出的，它是一個標(biāo)準(zhǔn)的、真正開放的、在工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議?？刂破魍ㄓ嵤褂弥鲝募夹g(shù)，即主機(jī)能起動數(shù)據(jù)傳輸，稱查詢。從機(jī)對于主機(jī)的廣播查詢，無響應(yīng)返回 Modbus 協(xié)議報據(jù)的設(shè)備地址，請求功能代碼，發(fā)送數(shù)據(jù)，錯誤校驗碼，作的代碼，建立了主機(jī)查詢格式，從機(jī)的響應(yīng)信息也用Modbus 協(xié)議組織，它 包括確認(rèn)動返回數(shù)據(jù)和錯誤校驗碼。數(shù)據(jù)字節(jié)中包含從機(jī)須執(zhí)行功能的各附加信息，如功能代碼 03 將查詢從機(jī)，并讀保持寄存器。如出現(xiàn)錯誤，則修改功能碼，指明為錯誤響應(yīng)，并在數(shù)據(jù)字節(jié)中含有一個代碼，來說明錯誤，錯誤檢查區(qū)允許主機(jī)確認(rèn)有效的信息內(nèi)容。 選擇 ASCll或 RTU 模式用于標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 總線?？蓹z測部分信息，錯誤可作為一種結(jié)果設(shè)定。 在 ASCll 模式中，以 (:)號 (ASCll3AH)表示信息開始，以回撤一換行鍵 (CRLF)(ASCllOD)和 OAH)表示信息結(jié)束。典型的 ASCll信息幀見下表： 表 1 開始 地址 功能 數(shù)據(jù) 縱向冗余校驗 結(jié)束 1 字符 2 字符 2 字符 n 字符 2 字符 2 字符 RTU 模式中，信息開始至少需要有 個字符的靜止時間，依據(jù)使用的波特率，很容易計算這個靜止的時間 (如下表中的 Tl— T3— T4)。當(dāng)接收第一個地址數(shù)據(jù)時，每臺設(shè)備立即對它解碼，以決定是否是自己的地址。 同樣一個信息后，立即發(fā)送的一個新信息， (若無 個字符的靜止時間 )這將會產(chǎn)生一個錯誤。消息幀中的功能代碼域包含了兩個字符 (ASCll)或 SBitS(RTU)。 Moudbus 定義的標(biāo)準(zhǔn)的通信功能碼如 下表 所示： 表 3 功能碼 hex 功