现场总线产品在铝行业物流设备中的应用

2.控制系统构成

电解铝生产是典型的流程型生产模式，生产工程是否稳定直接影响到电解铝生产的顺利进行。因此在电解铝的生产中，必须实时检测生产工艺参数，以保证生产计划安全高效地完成。青海铝厂把INTERBUS现场总线系统用于阳极组装及残极处理车间。该车间长216m，为电解车间制备新阳极组，即将电解槽上卸下的残极运至本车间，经装站挂到积放式悬挂输送机（以下简称悬链）上，由悬链吊运残极依次通过电解质清理、残极抛丸处理、残极压脱、磷铁环压脱、导杆矫直、钢爪清刷、涂石墨、导杆清刷、浇铸磷生铁等流水作业站，组装出新的阳极组。悬链生产线是该车间的主体，电解槽上换下的残极在该生产线装站挂到悬链上。悬链上装有约120组小车，小车上吊运着残极，沿悬链前进，在不同作业站进行处理，最后在卸站下线进入浇铸工作区，经浇铸后成为合格的新阳极组。
由于本工程的现场I/O检测点数量多，且分布广、距离远、现场作业环境恶劣。该厂由于地处西北，冬天温度可达零下20度，PLC的防护等级比较低，一般工作温度为零度至40度，很难满足现场恶劣环境的要求。如将PLC放在控制室内采用传统的集中式控制，将耗费大量的控制电缆和电缆桥架，并且极大增加敷设电缆和安装桥架的工程量，同时给调试带来很大的不便，并对日后的维护产生很大的困难。
针对于上述情况，为了适应现场环境、工艺和便于维护的要求，选择一种控制子站数目多，布线简单、维护方便、工作温度范围适应现场环境、系统安全可靠，诊断功能强大的系统。INTERBUS系统除了可以连接菲尼克斯自己的控制器以外，还可以连接ROCKWELL，SIEMENS，SCHNEIDER等公司的PLC，采用一根总线电缆连接、总传输距离长达12.8KM，工作温度范围为零下25度到零上55度，强大的诊断功能给维护带来极大的方便。
自动作业系统采用菲尼克斯的INTERBUS总线，采用新的Fieldline系统，共有89个节点，对现场设备的作业进行信号的采集控制。根据工程需要，整个控制系统由操作员站（OPS）和控制站（PLC）两级构成。系统硬件结构图如图1所示。该系统由计算机、PLC、INTERBUS现场总线组成的多级、开放式集散数据采集和监控管理系统。因车间内粉尘大，所有菲尼克斯的现场I/O模板都选用IP67防护等级的Fieldline一体化模块INTERBUSM12，通过两个M12连接器连接总线，用于向远程总线供电，并提供INTERBUS通信。FieldlineM12模块允许传感器和执行器通过标准M12连接器相连。采用西门子公司的SIMATICS7-300系列PLC，CPU为315-2DP。另采用1块菲尼克斯公司提供的INTERBUS控制板IBSS7300DSC-T将S7300PLC和INTERBUS相连接。系统操作站选用研华工控机，监视控制站的所有信息，进行显示、操作、记录、数据处理、报表输出，并可以按一定的权限进行控制的组态和参数修改等操作。系统控制站通过控制单元检测和控制装备对整个生产过程实行实时控制，并通过系统总线与操作员站相连，向操作站传递现场的实时数据并且接受操作站的管理和控制信息。编程软件为菲尼克斯的CMD,组态、监控和诊断软件CMD，是贯穿系统整个生命周期中所使用的工具，即从规划和组态，到系统的调试，再到系统运行以及维护中的诊断。无论你使用的是什么类型的控制器，这个软件都适用。启动阶段如总线发生故障，出错位置可以在CMD和直接在电路图视窗中显示出来。

3、结束语

本系统经过现场调试，用户考核，INTERBUS系统运行稳定，完全满足工艺控制要求，具有自动化程度高、可靠性高、精确度高、响应时间快、维护量小的特点。同时，提高了生产过程自动化水平、改善了劳动条件、降低了生产成本，使企业的自动化水平迈上了一个新台阶，得到了用户的好评，极具推广价值。

参考资料：《菲尼克斯电气自动化系统手册》、《INTERBUS用户手册》