马钢第三炼钢厂4#转炉工程选用了当今世界上先进的现场总线操控体系，即西门子公司的PCS7操控体系。其间仪控体系在马钢公司内首先选用了在冶金职业还较少运用的Profibus-PA总线技能，彻底改变了传统的测控形式，使整个仪控体系的技能层次跻身于国际先进水平。
在其二级操控体系选用了西门子PCS7系列PLC，下挂Profibus-DP网，并经过DP/PA Link（链接器）将总线仪控设备接入工业操控网络，真实完结了“会集办理，涣散操控”的意图。一起全数字化通讯形式的抗干扰能力强、丈量操控精确度高，凭借数字双向传输的特色和先进的设备办理软件，可完结参数长途给定，收集丰厚的外表信息，有利设备毛病确诊，改进办理状况。进程操控级由二级核算机构成，经过工业以太网与根底级PLC相连，并依托操控模型和数据库对一级操控体系施行辅导、办理和盯梢。该体系将仪控、电控合为一体，它是具有工厂集成化概念的开放型的工业操控体系。
一 体系组成
根底级选用一套PCS7 PLC作为铸机的操控器，其CPU类型是AS416-2DP，并带有通讯功用，可与扩展单元的IM-153、IM-157通讯卡以及变频器经过Profibus-DP操控网相联，其间扩展单元选用ET-200M和链接器作为子站。操控软件为STEP 7，并集成西门子进程设备办理软件PDM。操控级选用西门子工控机作为监控站，与PLC经过快速工业以太网（根据TCP/IP协议）衔接，体系运转西门子公司根据Windows 2000的PCS7全集成软件。
1. 硬件构成
图1仅给出了体系与外表相关的装备。
其间PC1为上位机监控站，ET200为电控体系的长途站。链接器为PCS7的从站之一，一起又是现场总线仪控设备的PA主站，由网络部件耦合器（Coupler）完结一切Profibus-PA总线现场外表与DP总线的链接，在传输更多检测、操控信息的一起亦可获取总线设备自确诊信息。整个操控体系中，仪控体系除了和电控共用的操作站以及相应的一次检测元件外，仅有一个现场操控箱。
2. 软件装备
操作站软件为PCS7软件，网络渠道为Windows 2000，PCS7自带数据库，并供给监控画面和PLC组态东西。PCS7内含组态软件为STEP7及西门子进程设备办理软件PDM。
操作站主要是在用户和一切体系功用之间供给一个人机界面，各类人员可经过操作站拜访各自权限范围内的体系资源。例如：经过操作员能够调出进程显现画面，观察到进程回路的参数、状况、趋势和报警状况，完结对进程回路的操作和参数的调整。进程工程师能够组态进程和显现画面和进程操控数据库，进行其他各种组态作业。软件工程师能够进入软件开发环境，编写、调试和履行用户的应用程序。
体系保护人员可观察到体系各个设备的作业状况，并对这些设备进行确诊操作。
二 体系功用
4#转炉体系工程一切设备的电气传动和外表操控悉数选用会集操控、会集监督的方法，完结以PLC为中心的根底主动化操控。
1. 出产流程散布
（1）主质料体系
铁水倒罐站；废钢供给。
（2）副质料体系
熔剂上料（1#皮带机～5#皮带机）；熔剂加料（4#转炉本体）。
（3）铁合金体系
转炉铁合金供给、加料。
（4）4#转炉及辅佐设备
转炉本体；底吹体系；顶吹氧气和溅渣护炉；转炉和氧枪冷却水；活动烟罩与炉口烟道之间的水封；活动烟罩、氧枪口、加料口的冷却水；氮封体系；炉下车辆。
（5）4#吹氩站
合金加料；顶吹氧气、氩气；底吹氩气。
2. 顶吹信号显现与主动调控
a. 信号显现与调控
氧气总管调压阀阀前（气源）压力指示、记载；氧气紧迫切断阀开/关状况指示与联锁；氧气总管调压阀阀后压力指示、记载、调理；氧气总管压力调理阀阀位显现；氧气支管流量指示、记载、调理、补正核算；氧气支管流量调理阀阀位显现；氧气支管切断阀阀后（吹氧管进口）压力指示、记载；氧气支管切断阀阀位显现；累计一炉钢水用氧量：4000Nm3/炉；累计一炉吹氧时刻。
b. 报警及联锁
氧气气源压力低限值报警；氧气气源压力低-低值（LL）报警及联锁操控（与氧枪升降设备联锁）；氧气支管进口压力低限报警；氧气支管进口压力低-低值报警及联锁（与氧枪升降设备联锁）；氧气支管流量低限报警；氧气支管流量低-低值报警及联锁；快速提枪并封闭支管切断阀。
3. 底吹信号显现与主动调控
底吹信号显现、主动调控、报警及联锁，与顶吹根本相同。
4. 进程现场总线装备
仪控体系悉数经过Profibus-PA现场总线方法完结检测与操控。
尽管耦合器可直接挂在DP网上，但要占用一个DP地址，且无法扩大，而每个链接器可扩大5个耦合器，并且在非防爆区每个最多可挂接30台非防爆现场总线外表，所以在平衡经济性和体系可扩大性的前提下，选用了一个链接器配几个耦合器的硬件装备形式。整个体系选用了Profibus-PA总线线型拓扑结构，在这种形式下，PA总线上的智能总线外表的地址编号将不受DP地址编号的约束，能够在相应的耦合器下恣意编址，有利于总线设备的扩大和保护。
三 体系特色
因为选用了Profibus-PA现场总线技能，所以悉数检测与操控外表均选用了全数字化通讯的智能外表，然后极大地提高了体系的稳定性和可靠性。
（1）可靠性高
在整个转炉上下渠道之间，网络线替代了一切惯例操控外表运用的操控电缆，并且一切测控元件均以并联方法挂接在一根网络线上，并以数字通讯方法与上位核算机交流检测与操控数据，一起测控元件内部的毛病自确诊功用，可将设备危险信息在产生毛病前预告给上位机，提示工程人员及时进行扫除，保证出产安全顺利。
（2）精确度高
因为选用数字通讯方法，所以实践的采样精确度和操控精确度均非模仿信 号可比，技能水平彻底进入了另一个全新范畴，为出产工程师供给了精确的出产参数，有利于优化产品，操控出产本钱和节能、降耗。
（3）体系扩展灵敏
PA通讯网络的节点便是测控元件，所以恣意节点的添加或删去都不会影响网络的全体功用。经过在DP网线上增减若干链接器，就可添加或删去若干组PA网络，每组PA可扩展30个测控元件，便于体系扩容和工艺流程的优化。PA网络可散布在工厂的任何方位，这样，与涣散在各地的各种设备衔接更为简略。
（4）下降工程造价和工程量
在转炉上下渠道之间测点涣散且各自相对会集，若选用惯例核算机操控计划，不光布线杂乱、桥架树立，并且毛病扫除时刻长，不利于主动操控进程的快速康复。选用Profibus-PA现场总线技能，将极大地节约电缆、桥架的材料费和基建装置量，一起也取消了操控站上输入/输出组件，节约了机柜，减小了操控室的面积。
四 结束语
马钢第三炼钢厂4#转炉操控体系在完结“三电一体化”的根底上，成功地将Profibus总线技能应用于出产全进程，提高了体系的操控水平缓可靠性，一起下降了运转本钱。与惯例体系比较，仅仪控体系就比原概算节约30%的出资。别的，内嵌的进程设备办理软件PDM，削减了所需其他软件的品种，也下降了相关软件费用。尤为重要的是，因为现场总线外表具有自确诊功用，因而，能够预先确诊和保护在线设备，提早扫除毛病、削减停机时刻，提高了出产的安全性，一起大大下降了体系运转、保护费用，为整个高效连铸机的安全安产供给了重要的技能保证。
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