邯钢2*360m2烧结系统电除尘通讯改造

【摘 要】 本文简单介绍了电除尘自动控制系统的组成，通过邯钢集团邯宝公司炼铁厂烧结电除尘通讯技术改造实践，深入的总结了光纤通讯改造的过程。

【关键词】 Profibus DP 光纤 WinCC 通讯

1 前言

邯钢邯宝公司炼铁厂2*360m2烧结于2008年11月竣工并投入生产。配套的配料、机头、机尾、整粒和成品电除尘各2套。随着计算机技术、电子技术、通信技术的飞速发展，电除尘的控制技术水平和自动化程度也越来越高，但从众多的控制方案中选择安全、经济、可靠的的技术方案，必须综合多方因素综合考虑。我厂的电除尘器在生产实践过程中，暴露出了众多自动化控制问题，严重影响设备的运行和管理。因此，在提倡节能减排政策的今天，合理优化电除尘控制系统进行高效的数据通讯和运行管理来提高电除尘器的除尘效率和能耗利用率有着非常重要的现实意义和社会意义。

2 电除尘系统概述

电除尘器由除尘本体和高压供电装置两大部分组成。电除尘器本体是实现烟尘净化的场所，通常为钢结构件。电除尘器的高压供电装置分为高压电源控制系统和低压控制系统。

高压电源控制系统根据烟气和粉尘的性质，随时调整供给电除尘器的工作电压，使之能够保持平均电压稍低于火花放电的电压情况下工作。这样，电除尘器将尽可能获得较高的电晕功率，达到很好的除尘效果。低压控制系统主要用来实现阴、阳极振打控制；保温室温度控制；灰斗卸、输灰控制；安全联锁等功能。自动控制系统应用当今流行的集中管理、分散控制原则，以上位机与下位机组成一个小型工业控制网络，既可以实现电除尘器运行的自动监控。系统能够完成运行数据采集、监控功能（主要用于生成V-I 特性曲线）、趋势分析功能、能量管理控制（EMS）功能、远程控制/设定功能，使工厂除尘设备操作系统真正实现自动运行和综合管理。

电除尘控制系统的硬件组成包括上位机（工业控制计算机）、下位机（分担数据采集、处理功能的PLC和高压电源控制装置）、高压数据RS232/RS485隔离中继器等。电除尘控制系统软件采用基于Windows XP操作平台的SIEMENS WinCC 6.0组态软件，WinCC 6.0软件基于开放的组件技术，专为工厂级系统之间提供易于集成和协同多任务工作环境设计，适合于高速处理各种工艺数据、数据收集和趋势分析、人机友好界面，系统的设定、操作和使用简便迅速；远程通讯诊断和网络技术的应用，进一步提高系统运行效率；优化生产设备和企业资源管理。

3 通讯存在问题

我厂电除尘自动控制的高压电源控制系统通过RS232/RS485隔离中继器，由西门子PROFIBUS-DP总线电缆将信号由现场送至烧结主控室，经RS232/RS485隔离中继器送至上位机；低压控制系统采用SIEMENS S7-300作为站，由西门子PROFIBUS-DP总线电实现Profibus DP实现通讯。因设计初期考虑问题欠周全，低估了工作环境对设备的影响，导致设备在使用过程中时常出现信号中断、数据丢失等问题，大大影响了工作效率和日常运行操作。

造成上述问题的主要原因有：

（1）通讯线缆选型。Profibus DP总线电缆采用实心裸铜线导体作芯线，加厚铝箔和加密裸金属丝编织层，紫色PVC外护套。虽理论单线传输最大距离为1000m，且具有较好的屏蔽效果。但在实际使用过程中，因线路经过烧结主控楼，该区域电缆竖井和桥架线路密集，高压电缆较多，采取了分离措施么没有达到良好的屏蔽效果。

（2）通讯方式选择。RS485通讯方式将多台高压电源控制柜，通过PROFIBUS DP总线电缆，将控制器通过手牵手串联的方式，接到计算机串口上，实现一台计算机（软件）对多台控制器的管理和通讯。通讯距离：最远的控制器到计算机的连线理论上的距离是1200米，建议在800米以内，能控制在300米以内效果最好，而我厂实际控制距离超过800米。RS485较以太网优缺点比较， RS485的优点：成本比较低廉，单独组网，不会受到其他设备的共用网络的干扰。RS485控制器的缺点：组网数量有限，设备越多网络越复杂，受到干扰越大。组网范围有限，一般只能在几百米范围内。通讯速度比较慢，监控画面有延迟，操作相对迟缓。

低压控制的PLC通讯采用Profibus DP通讯方式与RS485的物理接口是相同的接口。

4 改造措施

（1）将西门子PROFIBUS-DP总线电缆改为光纤光缆。

与铜质介质相比，光纤无论是在安全性、可靠性还是网络性能方面都有了很大的提高。除此之外，光纤传输的带宽大大超出铜质线缆，而且其支持的最大连接距离达两公里以上。光纤光缆具有抗电磁干扰性好、速度快、传输容量大等优点。

光纤网络链接的节油常见的有两种，一种是ST接头，一种是SC接头，ST接头通常称为圆头，SC接头通常称为方头。

光缆中的纤芯盒尾纤重的纤芯在光线熔接机中熔接之后安装透明的热缩保护套管，并固定到光纤盒的中部。将PROFIBUS-DP 通讯方式改为TCP/IP。

与PROFIBUS-DP通讯方式相比TCP/IP 通讯方式采用国际标准的流行通讯协议，先进性和性能都比较好，通讯速度快，通讯质量稳，不容易受到外界干扰。

高压电源控制柜采用MOXA NPort 5130将RS485接口转为以太网接口。MOXA针对串口互联网服务器开发了软件NPort Administrator。

低压控制系统的S7-300 PLC站点增加西门子PLC CP343-1 6GK7 343-1EX30-0XE0，并通过Setp7软件对其进行硬件组态，配置IP地址相关参数，实现低压TCP/IP控制。

（2）WinCC视窗监控软件驱动以及变量组态。

WinCC变量管理中新建SIMATIC S7 PROTOCO SUITE驱动，并在TCP/IP下建立变量组及变量，实现低压控制系统通讯。高压柜非西门子或其他品牌标准通讯规约，由生产厂家提供以太网通讯控件GYcom.ocx文件，并在WinCC智能对象中进行注册和组态。

5 结语

本系统改造与2012年7月实施，改造后的控制系统从根本上解决了信号干扰、数据丢失、操作失控等问题，真正实现了管理、监测和控制的一体化、智能化。希望我厂测改造实践能够给电除尘系统设计和维护单位提供参考和借鉴。

参考文献：

[1]崔坚.西门子工业网络通信指南.机械工业出版社.