１背景 

   ２００１年天鐵集團煉鐵廠原料系統(tǒng)首次試用工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)，經(jīng)過半年多的穩(wěn)定運行，現(xiàn)場總線技術(shù)的先進性得到了大家的認可，并進一步促成在２００２年高爐大修時將工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)運用到高爐、熱風(fēng)爐、爐頂液壓站、溝下油泵房、溝下料倉、噴煤等自動控制系統(tǒng)中去。  

２ 現(xiàn)場總線技術(shù)的簡單介紹  

    現(xiàn)場總線技術(shù)出現(xiàn)于８０年代中后期，從本質(zhì)上來說，它是一種數(shù)字通信協(xié)議，是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，在智能化控制設(shè)備之間實行雙向串行通信、多節(jié)點的數(shù)字通信系統(tǒng)，是一種開放的、數(shù)字化的、多點通信的低層控制網(wǎng)絡(luò)。它使得自動控制系統(tǒng)和設(shè)備有了通信能力?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)ＦＣＳ（Ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）是繼基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合儀式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散型控制系統(tǒng)ＤＣＳ后的新一代控制系統(tǒng)。 

    現(xiàn)代工業(yè)控制思想的是“分散控制，集中監(jiān)控”，從而使得“危險分散，控制分散”，但即使是現(xiàn)在流行的ＤＣＳ控制，其與工業(yè)過程打交道的過程控制站仍然是集中的，現(xiàn)場信號的檢測、傳輸和控制還是采用的４－２０ｍＡ的模擬信號，這正是對分散控制、集中監(jiān)控思想的違背。而ＦＣＳ控制系統(tǒng)真正做到了，把控制徹底地下放到現(xiàn)場，現(xiàn)場的智能儀表就能完成諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制運算和數(shù)據(jù)輸出等大部分現(xiàn)場功能，只有一些現(xiàn)場儀表無法完成的控制功能才由上位機來完成。而且現(xiàn)場節(jié)點之間可以相互通信，實現(xiàn)互操作，現(xiàn)場節(jié)點也可以把自己的診斷數(shù)據(jù)傳送給上位機，有益于設(shè)備管理。 

３ 高爐本體現(xiàn)場總線的主要監(jiān)控參數(shù) 

１ 冷風(fēng)壓力、冷風(fēng)流量、熱風(fēng)壓力、爐頂壓力、大料倉壓力、氣密箱水壓、風(fēng)溫調(diào)節(jié)開度、熱風(fēng)主管溫度、高壓水壓力、高壓水流量、低壓水壓力、低壓水流量、爐底溫度（東、南、西、北、中）、爐基溫度、１段冷卻壁溫度（東南、西南、東北、西北）、高壓冷卻水溫度、低壓冷卻水溫度、冷卻水回水溫度、爐底冷卻水溫度； 

２ ２段冷卻壁回水溫度（東、南、西、北）、３段冷卻壁回水溫度（東、南、東南、西南）、低渣口冷卻壁回水（１＃、２＃）、氣密箱冷卻回水、５段冷卻壁回水溫度（東、南、東南、西南）、７段冷卻壁溫度（東、南、東南、西南、）、６段冷卻壁回水溫度（東、南、東南、西南、）、７段冷卻壁回水溫度（東、南、東南、西南、）、２段冷卻壁回水溫度（西北、東北、西、北）、３段冷卻壁回水溫度（西北、東北、西、北）、鐵口側(cè)冷卻壁回水溫度（１＃、２＃）、高渣口冷卻壁回水溫度（１＃、２＃）、５段冷卻壁回水溫度（西北、東北、西、北）、６段冷卻壁回水溫度（西北、東北、西、北）、７段冷卻壁回水溫度（西北、東北、西、北）、９段冷卻壁回水溫度（東、南、西、北）、９段爐襯溫度（東、南、西、北）、１０段冷卻壁回水溫度（東、南、西、北）、１０段爐襯溫度（東、南、西、北）、１２段冷卻壁回水溫度（東、南、西、北）、１２段爐襯溫度（東、南、西、北）； 

３１４段冷卻壁回水溫度（東、南、西、北）、１４段爐襯溫度（東、南、西、北）、１６段冷卻壁回水溫度（東、南、西、北）、１６段爐襯溫度（東、南、西、北）； 

４上升管溫度（東南、西南、東北、西北）、爐喉溫度（東、南、西、北）、氣密箱溫度、攝像溫度。 

４ 采用現(xiàn)場總線技術(shù)之前高爐監(jiān)控系統(tǒng)  

    應(yīng)用現(xiàn)場總線之前，高爐生產(chǎn)過程計算機監(jiān)控系統(tǒng)由上位機（工控機）、 ＧＥ－Ｆａｎｕｃ９０－３０ＰＬＣ 、現(xiàn)場儀表（包括變送器、熱電偶 、熱電阻、料位計等）、信號電纜等組成如圖１所示。  

    從圖１可以看出，現(xiàn)場所有的變送器、調(diào)節(jié)器、熱電偶、熱電阻、料位計、流量計等設(shè)備的信號電纜、設(shè)備電源電纜都必須從高爐操作室挨個敷設(shè)到現(xiàn)場儀表，所以在施工中線管、電纜橋架的安  
裝敷設(shè)量很大， 同時操作室儀表柜內(nèi)接線端子的數(shù)量也就很大了由此產(chǎn)生的信號干擾也必然增大， 在系統(tǒng)的調(diào)試和運行中出現(xiàn)的問題也必然較多。 

５ 采用現(xiàn)場總線技術(shù)后的系統(tǒng)構(gòu)成 

    使用圖２所示的現(xiàn)場總線后，高爐計算機監(jiān)控系統(tǒng)由上位機（工控機）、 ＧＥ－Ｆａｎｕｃ９０－３０ＰＬＣ （同以前相比，這里的信號模板顯然用得少了）、 Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 現(xiàn)場控制總線、 ｐｉｃｏｎｅｔ 模塊、現(xiàn)場儀表、信號電纜（同樣，這里用的信號電纜比以前大大減少了組成。 

    從圖中可明顯看出，采用了現(xiàn)場總線技術(shù)后，現(xiàn)場信號電纜就近接入ｐｉｃｏｎｅｔ模塊，電纜的用量和施工量大大減少，判斷和查找故障節(jié)點的思路更加簡單明了，由于現(xiàn)場總線具有超強自診斷、顯示故障的功能，調(diào)試和維護起來就更加容易。  

６ 現(xiàn)場總線 Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 的主要特點 

１ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 用于主控器（如 ＰＬＣＧＥ－Ｆａｎｕｃ－Ｓｅｒｉｅｓ９０－３０） 與現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。 

２ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 使用基于ＲＳ４８５標(biāo)準的物理層。它是一個兩線差分系統(tǒng)，具有極好的抗電磁干擾能力。 

３ Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 通常采用主－從方式進行工作。 

４ １２Ｍｂｐｓ是其快的通訊速率。掃描１０００個Ｉ／Ｏ點的時間少于１ｍｓ。 

５ 一個系統(tǒng)多可以有１２６個節(jié)點，數(shù)千個模擬量和數(shù)字量。 

    在 Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 網(wǎng)絡(luò)中的每一段多３２個節(jié)點。兩個中繼器之間為一段，如果沒有中繼器，那么整個網(wǎng)絡(luò)即為一段。在給定速率下，每段長度必須在要求的長度內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)速度在５００ｋｂｐｓ以上時，多可使用４個中繼器，在５００ｋｂｐｓ及其以下時，多可使用７個中繼器。 

７ 系統(tǒng)的先進性  

    Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 系統(tǒng)可以自動診斷、顯示故障的位置。診斷包括總線節(jié)點的通訊故障、電纜故障，以及現(xiàn)場裝置和連接件的斷路、短路故障，使設(shè)備維護人員可以迅速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的各種故障位置和狀態(tài)。  

    系統(tǒng)調(diào)試更加靈活方便：可以根據(jù)需要，將系統(tǒng)分為幾個部分分別進行調(diào)試。在進行復(fù)雜故障的排除中也可以采用同樣的方法?？偩€節(jié)點具有ＩＰ６７的防護等級，具有防水、防塵、抗振動的特性，可以直接安裝于工業(yè)設(shè)備上，大量減少了現(xiàn)場接線箱，使系統(tǒng)美觀實用。 

   變頻器、人機界面等復(fù)雜的現(xiàn)場裝置，可以通過獨立的 Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ 接口直接連接到現(xiàn)場總線上，以獲取更多的設(shè)備信息。