魏德米勒产品在马鞍山钢铁厚板连铸项目上的成功应用———魏德米

　　　
  前言
  
　　马钢是我国特大型钢铁联合企业之一。现拥有我国最先进的热轧 H型钢生产线和我国最大的车轮轮箍专业生产厂，另外还具有多条国际标准的生产线。目前粗钢产能具备 1200 万吨规模。
   
　　 魏德米勒立足中国 15年来，一直致力于以客户需求为目标，为客户提供优质的产品和服务。随着 PROFIBUS 总线技术在钢铁行业的普及与应用，魏德米勒 T型总线接头产品得以广泛应用，马钢 2X2 板坯连铸项目上也采用了品质卓越的高防护等级 PROFIBUS PA  总线 T 型接口产品。



  正文
     
一、连铸生产
  
　　连铸是钢铁生产中一个重要的环节，连铸就是合格钢水在铸机中冷却成板坯的过程。根据钢坯形状不同，分为板坯、方坯和圆坯。其中板坯连铸具有设备多，容量大，坯料冷却较慢的特点，且切割方式只采用火焰切割。整个生产过程中有很多压力、温度、流量和液位的检测点，点数分布比较分散；钢坯浇铸生产现场环境温度高、多粉尘，是典型的重工业生产环境。



  二、PROFIBUS DP/PA现场总线技术
  
　　现场总线技术的兴起是工业自动化通讯领域的伟大革命。在应用规模上，冶金行业明显高于其他行业，由于冶金行业 Siemens 产品应用最多，相对应的Profibus 也是应用最多的现场总线。其中最典型的两个标准是 PROFIBUS DP  和PROFIBUS PA。PROFIBUS DP 的主要应用领域是工厂自动化（Factory Automation），是基于 RS485 串口和 FO 传输技术的通讯协议，DP 层的传输数率高达 12MBit/sec。常见的 DP 层设备为 PLC、HMI、位置调节器、传动设备、马达软启动器、气动阀、远程 I/O站和 PA链接器、段耦合器等。



  　　PROFIBUS PA 的主要应用领域是过程自动化（Process Automation），是基于 MBP-IS 传输技术的通讯协议，PA 层的传输数率在 31.25Kbit/sec，以低数率传输数据，并且在传送数据的同时为设备供电（总线供电方式）。PA 层的设备主要是分布在现场的各种传感器和执行器，如流量计、位置传感器、温度传感器、分析仪表、液位计以及一些I/O站点设备。PROFIBUS PA总线通过段耦合器与 PROFIBUS DP总线相连接。采用 PROFIBUS PA技术，可以只用一根公共总线电缆控制多个传感器和执行器。每个网段上可以运行 32 个要求设备，使用中继器后可以将设备扩展到 126个。总线长度达到 10Km。不用中继器总线长度达到 1000m （危险区域）或 1900m。另外它是根据过程工业的技术专门开发的，特别适用于要求远程供电和本质安全的应用场合。



  三、魏德米勒 PROFIBUS PA总线 T头产品与冶金行业
  
　　冶金行业作为一个典型的过程控制行业，在现场总线的应用上除了广泛使用PROFIBUS DP 外，还会使用PROFIBUS PA，尤其是在点数较多，分布较散，要求远程供电的工况中。运用 PROFIBUS PA 技术，可以明显的节省空间和成本，即电缆接线成本、过程控制系统统计费用、现场设备的远程监控和编程成本（包括I/O卡和逻辑控制器的使用成本）。相比传统的4-20mA传输技术， PROFIBUS PA的数字量传输具有更高的精确度（减少多变量转换）和抗干扰性。并且 DP 层和PA层传输环相对独立，互相不受影响。钢铁连铸生产中检测点数多且比较分散，现场生产环境恶劣，对设备的使用要求很高。在工业通讯网络设计中应用了包含DP 层和 PA 层的数据传输技术。现场大量的检测仪表信号通过现场总线接口（T型头）与总线联接，实现数据通讯。根据该项目的特点选用了魏德米勒 PROFIBUS PA  总线四路分配器，一块总线分配器可以最多联接四个现场总线仪表设备。特别是每路分支有短路保护功能（Fuse）的设计，避免在某分支发生故障时，影响到同一总线链路上其他数据的安全稳定传输。并且支持在线即插即拔，设计合理的 M12 接线头可方便地更改总线上的连接设备。多种总线连接拓补结构，可架构多种解决方案。



  四、应用
  
　　魏德米勒 PROFIBUS DP 和 PROFIBUS PA总线分配器，具有高达 IP66 的防护等级，多路分配，带/不带有源总线终端器（在非本安的 T 头里，终端电阻已集成在 T 头里，通过跳线选择即可，不需要单独采购），带过压保护和短路保护功能，切实满足恶劣冶金生产现场和数据传输的安全高效要求。该项目 1 号机组铸流控制系统采用西门子的 S7-400 PLC 控制系统，远程分布式 I/O采用 ET200S。共使用了 93片 PROFIBUS PA四路分配 T 型头。   
  
五、魏德米勒产品技术
  
产品特点：
  
ⅰ 即插即用，即使在高危险区域也支持即插拔操作。由于插头设计科学，使现场设备的更换容易
ⅱ 不中断的总线操作
ⅲ 适合工业应用（由于 EMC  电缆封装）
ⅳ 每路分支短路保护（使用Fuse）
ⅴ  高防护等级，IP66
ⅵ  可用于防爆场合（由于通过 ATEX认证）
ⅶ 非本安的 T 头已集成终端电阻，可通过跳线选择
   
　　现在有带过压保护或限流功能的产品，用来保护其连接的测量装置，使总线电路免受过电压和短路的影响。限压安全元件使用了气体放电管和抑制二极管，防止短路影响使用了限流部件。当使用带限流功能的 T 头时，限流值有 20、40、60mA 三段可以进行调节。这些 T 头具有全部标准产品的优点，同时附加过压和短路保护。


结束语
      
　　项目投产以来，魏德米勒 PROFIBUS PA总线 T 头在马钢连铸生产中运行稳定，再次验证了魏德米勒卓越的产品品质。
  
　　魏德米勒还为冶金行业提供电源、继电器、电涌保护器、隔离变送器等电子产品，工业以太网产品，其他现场总线接口产品，接线端子和现场接线盒及电缆接头产品。多年来广泛应用于冶金行业的各个工艺现场和控制系统中，优质的产品质量和客户服务受到用户的肯定。