總線橋技術(shù)在回轉(zhuǎn)窯溫度監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用

曹博安，李金明，李曉云

總線橋技術(shù)在回轉(zhuǎn)窯溫度監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用

Application of Bus Bridge Technique on Kiln Temperature Monitoring

曹博安，李金明，李曉云

以前工程設(shè)計(jì)一般采用“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”方法，即在需要檢測(cè)溫度設(shè)備附近設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)溫度控制箱，將設(shè)備軸承或油溫處的測(cè)溫?zé)犭娮鑀t100測(cè)得的信號(hào)引至現(xiàn)場(chǎng)溫度控制箱內(nèi)的智能溫度變送儀表上，每一臺(tái)測(cè)溫?zé)犭娮鑀t100對(duì)應(yīng)連接一臺(tái)智能溫度變送儀表，然后由智能溫度變送儀表將Pt100測(cè)得的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4～20mA信號(hào)送至車間計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，如圖1所示。

這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備中所有測(cè)溫?zé)犭娮鑀t100跟現(xiàn)場(chǎng)溫度控制箱內(nèi)的智能溫度變送儀表一一對(duì)應(yīng)，在設(shè)備機(jī)旁就能顯示各個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度，調(diào)試方便，當(dāng)測(cè)溫元件或智能溫度變送儀表出現(xiàn)故障時(shí)能夠快速查找并解決問題。但缺點(diǎn)是所有送到車間計(jì)算機(jī)控制柜的4～20mA信號(hào)全部采用電纜連接，按40臺(tái)測(cè)溫儀表來測(cè)算，將占用大量的電纜和計(jì)算機(jī)模擬量輸入模塊，并且工程施工中電纜敷設(shè)費(fèi)用增加。

下面介紹一種采用總線橋來采集回轉(zhuǎn)窯監(jiān)測(cè)溫度的裝置——總線橋多路溫度巡檢儀控制裝置，它采用多通道數(shù)字式溫度檢測(cè)儀表，一般每臺(tái)多通道數(shù)字式溫度檢測(cè)儀表可以連接8路、16路甚至32路Pt100測(cè)溫?zé)犭娮栎斎胄盘?hào)。在溫度巡檢儀儀表正面有LED數(shù)字式實(shí)時(shí)溫度顯示和超限報(bào)警，背面接線端子處設(shè)置有RS-485接口采用雙絞屏蔽電纜連接，將回轉(zhuǎn)窯設(shè)備本體上測(cè)得的模擬溫度信號(hào)通過多通道數(shù)字式溫度檢測(cè)儀表上配置的RS485接口連接到Modbus總線上，再通過總線橋?qū)odbus信號(hào)轉(zhuǎn)換成Profibus-DP信號(hào)，接入到工廠車間計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總線系統(tǒng)中進(jìn)行集中顯示與連鎖控制。如圖2所示。

RS-485接口數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10M，它采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力強(qiáng)，最大通信距離約為1.2km。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言，通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其他設(shè)備之間可以通信，它已經(jīng)成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過此協(xié)議，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。它定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的；它描述了一臺(tái)控制器請(qǐng)求訪問其他設(shè)備的過程，如何回應(yīng)來自其他設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄；它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。Modbus的優(yōu)點(diǎn)主要有：

（1）標(biāo)準(zhǔn)開放，用戶可以免費(fèi)放心地使用而不需要交納許可證費(fèi)，不會(huì)侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

（2）支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，支持Modbus的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品種類很多。

（3）幀格式簡(jiǎn)單、緊湊、通俗易懂。

Profibus是一種國(guó)際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，廣泛適用于電力、化工、冶金、建材等領(lǐng)域。Profibus主要有三種類型：Profibus-FMS（現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范），Profibus-DP（分布式外設(shè)）和Profibus-PA（過程自動(dòng)化）。傳輸速率為9.6kB～12MB，傳輸距離一般在100～1200m，通過增加中繼器可延長(zhǎng)傳輸距離并且最多可連接127個(gè)站點(diǎn)。Profibus-DP是一個(gè)分布式I/O系統(tǒng)，它能使主站（通常是一個(gè)可編程控制器PLC）使用大量的外圍設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸主要呈周期性，主站讀取來自從站的反饋信息，并給從站發(fā)出指令信息。網(wǎng)絡(luò)配置原理圖如圖3所示。

圖1 工廠DCS系統(tǒng)

圖2 總線橋多路溫度巡檢儀控制裝置

圖3 網(wǎng)絡(luò)配置原理

圖3中PLC表示主站可以是單臺(tái)可編程控制器PLC或工廠DCS系統(tǒng)，PM-120是可以將Modbus轉(zhuǎn)換成Profibus-DP的總線橋設(shè)備，各個(gè)Modbus從站即多通道數(shù)字式溫度檢測(cè)儀表。采用總線橋多路溫度巡檢儀控制裝置來采集監(jiān)視回轉(zhuǎn)窯設(shè)備溫度和利用Profibus-DP總線通訊將信息傳送到工廠DCS系統(tǒng)。這樣系統(tǒng)故障率相對(duì)較低、生產(chǎn)維護(hù)工作量小、節(jié)省了一定的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)模擬量模塊成本，同時(shí)節(jié)省了原來“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”設(shè)計(jì)時(shí)的從現(xiàn)場(chǎng)溫度控制箱連接到工廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模擬量傳輸電纜和工程施工時(shí)的電纜敷設(shè)費(fèi)用?！?/p>

中材裝備集團(tuán)與蒙西水泥集團(tuán)簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議

近日，中材裝備集團(tuán)有限公司與內(nèi)蒙古蒙西水泥集團(tuán)公司在呼和浩特市蒙西水泥總部簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，雙方將在促進(jìn)我國(guó)水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步與裝備優(yōu)化升級(jí)、提高企業(yè)效益的宗旨下，展開設(shè)備供貨等全方位合作。

蒙西水泥集團(tuán)市場(chǎng)總監(jiān)朱先勝、總工程師李學(xué)勇等，中材裝備集團(tuán)副總經(jīng)理隋明潔、科力公司總經(jīng)理邊漢民、市場(chǎng)營(yíng)銷公司常務(wù)副總經(jīng)理梁棟、備件公司副總經(jīng)理劉長(zhǎng)雨、椿本公司副總經(jīng)理吳衛(wèi)國(guó)等參加了儀式。隋明潔與李學(xué)勇代表雙方在戰(zhàn)略合作框架協(xié)議上簽字。

隋明潔副總經(jīng)理介紹了集團(tuán)的整合運(yùn)營(yíng)情況，并就集團(tuán)的新產(chǎn)品、新技術(shù)以及備件供應(yīng)、系統(tǒng)解決方案做了簡(jiǎn)單的介紹，希望中材裝備集團(tuán)通過進(jìn)一步的努力，加強(qiáng)與蒙西水泥的溝通，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)蒙西水泥的售后服務(wù)，為蒙西水泥進(jìn)一步提升提供新技術(shù)裝備、解決方案以及備件倉儲(chǔ)，提供全方位、全過程的服務(wù)。

雙方另就近期開展新技術(shù)交流培訓(xùn)工作進(jìn)行了詳細(xì)溝通，并就蒙西水泥新計(jì)劃的萬噸線項(xiàng)目技術(shù)設(shè)備進(jìn)行了進(jìn)一步的交流。

TP273.5.

B

1001-6171（2014）02-0102-02

中材（天津）控制工程有限公司，天津300400；

2013-09-07；編輯：呂光