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现场总线技术在水泥余热发电项目中的应用
1. 前言
利用水泥生产线烧成系统废气中剩余的热量用于纯低温余热发电，能够争取最大限度地合理利用能源，达到节能的目的。在水泥余热发电中使用基于Profibus技术的现场总线控制系统（FCS），不仅在自动化控制和电气控制方面取得技术领先，还可以降低总的工程造价。
2. 系统设计及应用
水泥余热发电主要是利用窑头熟料冷却机废气余热，设置窑头余热锅炉AQC炉，保证窑头余热锅炉的烟气温度，使之产生与窑尾余热锅炉相同参数的过热蒸汽。同时在窑尾预热器的废气管道上设置SP余热锅炉，其产生的蒸汽与窑头AQC余热锅炉产生的同参数蒸汽合并后送入汽轮机做功。水泥余热发电的热力系统的主机主要有两台余热锅炉和一套凝汽式汽轮机组。
上海自动化仪表有限公司研发的SUPMAX800控制系统能够全方位支持Profibus现场总线通信技术，同时也可以通过本地或远程的I/O模块兼容模拟量的仪表。上海自动化仪表公司同时还开发了Profibus PA的压力/差压、温度、物位变送器以及阀门定位器，还有Profibus DP的电动执行机构等。上海自动化仪表有限公司可以从仪表到控制系统可以为用户提供总体的解决方案，下图就是基于Profibus现场总线技术的水泥余热发电仪控系统的示意图。
图1水泥余热发电仪控示意图
如图1所示，通过SUPMAX800控制系统的Profibus DP主站卡可以扩展出一条DP总线，可以挂接远程I/O、执行机构、智能电机控制器、变频器等设备，还可以通过中继器扩展出多个网段，分别延伸至AQC锅炉、SP锅炉和汽机房。在充分考虑Profibus PA总线供电能力以及阻抗匹配的情况下，通过DP/PA耦合器扩展出多条Profibus PA网络，分别延伸至AQC锅炉、SP锅炉和汽机房。对于距离较远的循环水泵房和化学水处理PLC,可以通过光电转换模块将DP总线进行远距离延伸。
3. 结论
通过在水泥余热发电项目中使用基于现场总线技术的仪表和控制系统，控制系统的I/O点数较传统同规模DCS系统减少60%以上，同时通过取代4-20mA模拟信号传输，减少了A/D转换次数，提高了系统的精度，还实现传输信号的数字化，增强信号的抗干扰能力。同时通过现场总线的设备管理功能增加了系统信息量，可以方便远程对现场设备进行组态、维护和诊断。在项目实施中，减少大量电缆、桥架和敷设工程量，节省电缆和安装费用达60％以上。还可以通过现场总线与多种小型PLC控制系统连接，能够更有效的了解设备的状态并进行控制。
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