• 項目概述 （一）、 項目背景 　　天津市第二煤氣廠煉焦車間是全廠生產的核心和經濟效益、社會效益的重要來源，其生產自動化程度和管理、調度水平直接關系到每一爐氣、每一爐焦的生產和質量。煉焦車間有三座焦爐，一、二號爐是八十年代初期建造的，生產參數的監測和控制系統的調節采用的全部是模擬儀表， 90年一、二號爐采用BITBUS采集站，在車間級、廠級調度系統中只實現了監測，但隨著科學技術的發展，原系統已不能更好地滿足生產需要，隨著計算機技術的發展，系統的硬件也已被更新換代，維護非常困難。而90年建造的三號焦爐，采用的則是DCS系統，只對三號爐實行了監控，相對一、二號爐是一個獨立系統。隨著生產的發展，越來越迫切地需要對一、二號焦爐控制系統實現計算機控制，對整個焦爐系統進行一個統一的管理，因此廠方準備在煉焦車間要進行一系列的技術創新。 　　沈陽自動化研究所在“九五”攻關項目中承擔了“新一代全分布式控制系統軟件”研究開發，其研究成果及與其相關的現場總線技術真正滿足煉焦車間自動化系統的需求。沈陽自動化研究所也竭誠為廠服務，提供免費開發，把煉焦車間計算機系統做為現場總線技術應用的示范工程，采用現場總線技術，在繼承現有遺產的同時對老企業實現改造，同時通過現場總線技術在企業生產自動化系統中的應用示范，促進現場總線技術在我國的發展。 （二）、項目涉及的煉焦車間的生產工藝： 　　煉焦車間是煤氣廠的主要生產車間。它是把來自備煤車間煤塔中的質量均勻的配合煤倒入裝煤車，經計量后由裝煤車裝入炭化室，按規定時間在隔絕空氣情況下，高溫干餾。煤中的揮發份逸出，成為荒煤氣進入上升管、橋管各集氣管，經循環氨水噴灑冷卻后進入凈化車間進行凈化，凈化后煤氣一部分回送至煉焦車間供焦爐加熱，剩余的絕大部分出廠供居民使用。焦爐中干餾后的煤變為焦炭，成熟后的焦炭由推焦車推出，經攔焦車導焦柵導至熄焦車，送往熄焦塔用水熄滅，然后送往運焦車間。 　　由煉焦車間的工藝可看出其在全廠生產過程中的重要位置。 • 采用現場總線技術的優越性 （一）、現場總線優點 　　現場總線是連接智能現場設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡。 　　由現場總線及其智能儀表組成的控制系統 與現行控制系統相比，具有一些固有的技術優勢： 　　1、現場總線是一個全數字化的現場通信網絡，它用數字信號代替傳統的模擬信號，因此其測量精度高，抗干擾性強。 　　2、現場總線網絡采用標準的通訊協議，是開放式互連網絡。它可集成滿足現場總線協議的各廠商的通信網絡和現場設備，避免了網絡和設備的一家獨斷，實現了真正意義上的開放。 　　3、基于總線的智能化的現場儀表，可以對量程和零點進行遠方設定，具有儀表工作狀態自診斷功能，能進行多參數測量和對環境影響的自動補償。 　　4、現場總線實現了控制功能的徹底分散，把控制下放到底層。智能化的現場設備集檢測、轉換、運算和控制功能于一體，既降低了成本又增加了安全性和可靠性。 　　5、所有現場設備直接通過一對傳輸線互連，這對傳輸線就是現場總線。這種連接方式減少了連線的數量，易于安裝和維護，使施工費用、電纜費用、調試和維修成本節省40%之多。 （二）、 DCS、FCS及混合系統的結構比較 DCS是基于模擬儀表的控制系統。現場控制站與儀表間通過一對一的方式，實現單向的模擬信號傳輸，易造成大量的導線消耗和繁重的維護量。 　　FCS是基于現場總線的分布式控制系統。它將控制任務下放至本地儀表，危險徹底分散，加強系統的自主能力；儀表與控制系統間通過總線，采用一對多的方式，實現雙向的、全數字信號通訊。FCS具有對量程和零點進行遠程設定和超強的自診斷能力。 　　混合系統既秉承了總線系統的全部優勢，又實現了對企業現有模擬儀表系統的利用，更好地實現與遺產系統的無隙集成，體現了現在與未來的完美過渡。 　　針對天津第二煤氣廠煤焦車間現有的自動化水平，采用現場總線儀表和模擬儀表相結合，在控制系統中把控制任務下放到本地儀表，加強系統的自主能力。同時實現對老工藝系統自動化遺產的有效繼承，提高現有老企業的自動化水平。 • 系統功能設計： 　　在天津第二煤氣廠焦爐計算機控制系統項目中，我們采用現場總線技術與現有系統相結合。在一、二號爐，采用現場總線技術實現監測和對十二個控制回路的控制，在三號爐，保留其 DCS系統，現場服務器通過RS232通訊接口與DCS連接取得三號爐生產參數。集一、二、三號爐生產參數監測于一體，實現煉焦車間計算機自動監控。 　　對原常規儀表系統，我們建議原有儀表系統暫保留，不做更新，待總線系統完善后自然淘汰，儀表移做它用。