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学兔兔 《仪器仪表与分析监测》201 1年第3期 基于现场总线技术的高炉控制系统研究 The study of Blast Furnace Control System based on fieldbus 薄 涛 窦桂华2 (1·唐山开元自动焊接装备有限公司 河北唐山 063000；2．唐山学院信息工程系 河北唐山 063000) [摘要] 针对高炉控制系统中，传统的控制方案都是以PLC为基础的集中式控制， 存在线缆过多、 线路复杂、干扰强烈、维护难度大等问题，提出了应用FCS方案，采用分散式控制系统， 将控制工作下 放到现场的方法。该方法不仅可以节约大量电缆，保证节点设备的自诊断能力，还能够在控制中心或总 线发生故障时，启动半自动模式，保障生产的顺利进行。实践表明，该控制系统能够为企业节省成本， 并提高企业的信息化水平。 [关键词] 现场总线；PLC；FCS；高炉 [中图分类号] TF748 [文献标识码] A 高炉控制系统本身机理复杂，模型难以建立， 引言 对象具有不确定性和时变性。系统中的各个参数 现场总线控制系统 (Fieldbus Control System， 之间存在关联和耦合。为解决这些复杂控制问题 FCS)是第五代过程控制系统，是用于现场仪表与 开发的各种新的控制技术，如预测控制、鲁棒控 控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字、 制、自适应控制、模糊控制等，都需要硬件有很 智能、双向、多变量、多点和多站的通信系统。 强的信息处理能力。基于系统的优化控制往往能 具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信 带来显著的经济效益。先进控制、优化控制以及 速率快、造价低廉和维护成本低等特点H 。 CIMS方案的实施，都是建立在信息的集中分析处 FCS在国外的应用已经发展到仪表级。它采用 理基础上，这就给FCS的信息采集、传输、处理、 基于公开化、标准化的开放式解决方案，实现了 应用提出了更高的要求。 真正的全分布式结构，将控制功能下放到现场， 现场仪表由于功耗、体积、环境条件苛刻等 使控制系统更加趋向于分布化、扁平化、网络化、 方面原因，处理信息能力不会太强。基于现场总 集成化和智能化。现场节点之问可以相互通信， 线的智能仪表虽然具有控制功能块，但是由于目 实现互操作，现场节点也可以把自己的诊断数据 前定义的功能块功能有限，不能承担所有的控制 传送给上位机，有利于设备管理。控制系统只是 任务。在FCS中使用控制站来进行高级控制、系 处理采集到的信号和提供人机界面以及逻辑控制。 统优化、调度等任务，不承担基本实时级的控制 任务 。 1 高炉控制系统现状 现代大工业需要的是计算机集成制造系统， 高炉控制系统是高度集成的具有强大信息传 即CIMS或者CIPS。CIMS的重点在于信息集成。 递、处理能力的容错性系统。由于DCS遵循的 通过现场总线连接到企业网络的智能仪表，能提 “集中信息，集中监控，分散控制”原则而被普遍 供过程变量以外的 “非控制信息”，进行故障诊 采用，而FCS是对这一原则的进～步体现，它把 断、远程组态、调校，因而使预测性维护成为可