月份：2010年7月

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。

关键字：魏德米勒[23篇] 钢铁厚板[1篇] 连铸项目[1篇]

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。

 

1 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。

 

2 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。

3 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。

 

4 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。

 

5 魏德米勒产品技术

 

5.1产品特点

 

(1)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;

 

(2)不中断的总线操作;

 

(3)适合工业应用(由于EMC电缆封装);

 

(4)每路分支短路保护(使用Fuse);

 

(5)高防护等级，IP66;

(6)可用于防爆场合(由于通过 ATEX认证);

 

(7)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。

 

6 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。

1 引言

电源设备的高质量是通信电源系统不间断、优质供电的基础和保障。虽然我们在不断完善检测标准和检测方法，实施通信电源设备的入网和选型制度，但是我们在使用和操作过程中难免会产生一些误解或被一些误导所困惑。为此，我们在综合分析、科学判定的基础上，总结了一些经验，在此与从事电源设备研究、生产、使用的同行商榷。

2 输出能力和效率是评价电源产品质量最重要的技术指标

所谓常规指标是指诸如精度、失真度、平衡度、转换时间、动态反应等，目前，很多电源产品都已经达到了该产品标准的较高指标，但过高指标未必就是实际使用所需要的。某一项性能指标的高低，不能成为判定产品品质优劣的标准。判定产品优劣最重要的指标是可靠性，提高可靠性是电源产品永恒的主题，离开可靠性谈先进性和可使用性都是毫无意义的。而可靠性指标一般都是根据可靠性设计和大量的统计数据进行综合评估的，短时间内难以检测校对，但是我们可以通过检测输出能力和效率来评定其可靠性。在同一规格的产品中，其输出能力强就意味着在正常使用的情况下不是满负荷运行，还有储备的能量，故障比较少；效率高则意味着温升低。符合这样要求的产品一般来说可以认为可靠性高。下面就结合具体设备予以评述。

（1） 集中监控管理系统

当前的通信电源、机房空调的集中监控管理系统应进一步完善并投入运行，在建设该系统时应将重点放在直流系统，特别是在主蓄电池（基础电源系统的－48 V）、发电机组的启动电池、UPS后备电池的智能化管理方面，对于可设可不设的三遥点，就一定不要设置，不要重复设置遥信点，但要加强告警点的设置，要把实用性放在第一位。

在设计和实施监控系统时，如果重复设置三遥点，势必造成工程造价高，系统复杂化，从而降低系统的可靠性。

（2）防雷问题

雷电易引起火灾、爆炸，特别是对电力、通信领域危害更严重。全面防雷应采取综合治理、整体防御、多重保护、层层设防的原则，特别是要严格控制雷击点，安全引导雷电流入地、完善低电阻地网、消除地面回路、电流浪涌保护、信号及数据线瞬变保护等是行之有效的防雷措施。

由于雷电的产生受周边环境等多种因素的影响，因此不管采用任何厂家的防雷器、过电压保护器、过流型避雷器、过压型浪涌抑制器等，都必须与良好的联合接地系统相配合才能有效发挥作用。

（3）交流不间断电源系统（UPS）

UPS的可靠性是信息系统可用性的基本前提，信息系统的发展，就是全面计算机化，今后交流负荷将愈来愈大，重要性会越来越高，所以提高UPS供电系统的可靠性是一大重点。品质好的UPS设备，应该具备以下基本功能：

1） 能在各种复杂的电网环境下投入运行，在电网电压变化范围较大的情况下仍能正常运行；

2） 在运行中不会对供电电网产生其它附加的干扰；

3） 它的输出电性能指标应是全面的、高质量的，能够持续满负荷运行；

4） UPS本身应是高效率的；

5） 有高智能化的自动管理功能。

如果看到某UPS设备生产厂商的宣传资料，不要仅被介绍的输出电压精度如何高、输出波形失真度如何小等高性能指标所迷惑，还应看其输出能力等其它指标。

（4） 油机发电机组的薄弱环节是原动机

油机发电机组是提高交流供电可用度的关键设备，曾是实现无人值守的一大难题。由于汽油发电机组汽油的燃点低，稳定性差，因此采用点火爆发，不要搞无人值守。发电机在我国乃至在世界上都是最经典、最成熟的技术，一般来说，其稳态、瞬态的八大性能指标已经达到了标准规定的比较高的技术水平。世界上的机组制造厂，有的生产发动机而外购原动机，有的生产原动机而外购发动机，有的工厂原动机和发动机均外购。我国的组装技术并不比国外差，远高于周边的一些国家，国产原动机的质量虽然在不断提高，但与发达国家相比，尚有一定差距，适量进口是必要的。

对于机组来说，不要迷信国外原装进口机组，发电机也不要强调用国外的，重要的是关注由原动机质量决定的一些指标，如超载额定容量10%的1 h功率是否能达到，是否能够一次加100%的额定负载，每小时燃油的消耗量是不是比较低等。

（5） 整流器设备

对于整流器设备，我们要选择输出能力强、效率高的产品。由于电子设备多是在开关机的瞬间过程出现故障的，因此在验收设备时最好适量增加开关机的次数。

（6） 蓄电池

蓄电池是保证直流不间断供电的最后一道防线，是技术维护工作中的重中之重。阀控式密封铅酸蓄电池的预期寿命是在环境温度为25℃、浮充电压不超过2.25 V/只且长期浮充状态下的寿命，这是一个设计的理论值。要选择品质好的阀控式密封铅酸蓄电池，从生产电池的角度来看，由于其使用场所及放电方式不同，因此对电池的要求也是不一样的。

• 接入网用电池，应选择适合小电流、长时间深度放电的电池。
• UPS用电池，应选择适合大电流、短时间深度放电的电池。
• 太阳能供电系统配套的电池，应选择适合长时间深度放电、回充速度快、充放电效率高、无规律充放电、充电电流时大时小的电池。

根据这些特点，厂商应该在电池的合金成分、活性物质配方、极板厚度、结构、开闭阀压力等方面做特殊设计。目前还没有能够满足以上各种使用要求的电池。

对于大容量的主电池，有些人认为采用内并联的一体化电池比外并联好，这是一种误解。在需要大容量电池时，从提高可靠性、增加可维护性、避免环流等诸多方面考虑，宜采用单体电池外并联的方式；在选用主电池时，应要按照标准进行全面检测，对测试结果进行综合分析、评估，最主要的还是应根据实际运行情况，择优选用。

另有一些人认为阀控式密封铅酸蓄电池比防酸隔爆电池好，这也是不全面的。阀控式密封铅酸蓄电池在正常使用的情况下无酸雾逸出，所以适合在分散供电、车载电源、军队和野外等特殊的场合使用。在固定通信局站，当有条件设置电池室时，采用防酸隔爆型蓄电池仍有一定的可取之处。

（7） 阀控式密封铅酸蓄电池容量的在线检测

阀控式密封铅酸蓄电池容量的在线快速准确检测在目前还是一大难点。现在有两种最有效的方法，一种是找出一组电池中的落后电池（落后电池只能在放电状态下才能正确判定，电池端电压下降最快的就是落后电池），然后对一只落后电池单独进行在线放电，这一只最差电池的容量就代表该组电池的有效容量。电池放电后，在线将该只电池充分充满后可再投入正常运行，这种传统、经典、成熟的操作方法对系统供电电压的变化影响甚微，对电池健康状况的诊断最准确，但所需时间长，不适合远程监控中快速采样判定。第二种方法是用放电曲线对比法，将每次基本恒定负载的放电曲线与电池满容量状态下的原始放电曲线相比较，放电几分钟即可，放电曲线愈接近原始曲线，说明电池组的有效容量愈正常，放电曲线比原始曲线下降得愈快，说明电池组的有效容量损失得愈快。采用这种方法，需要有不同厂家、不同型号、不同放电率的电池原始放电曲线存储在计算机内，以作为比较的基准。这种方法的困难是缺乏原始的放电曲线，而且不同的电池曲线的离散性较大。

如何了解阀控式密封铅酸蓄电池的容量已引起世界上许多电池研究者和生产厂专家的广泛关注，目前国际上出现了一种新的快速方法，即通过测量电池的电导或电阻来判断电池的容量。这种方法对判定电池的好坏也有参考意义。

电导是传导电流的能力。阀控式密封铅酸蓄电池的故障，如板栅腐蚀和增长、接触不良、活性物质可用量减少、失水等均集中表现于电池内阻的增大，电导值降低，因此，电导或电阻的高低可提供反映电池故障和使用程度的有效信息。

• MTTB电流内阻测量计

测试方法：用交流发电装置向电池组注入一个低频60 Hz的交流信号，测量通过电池的交流电流和每只电池两端的交流电压，计算出Vac/Iac电阻值。

• CCT-20电导实验装置

测试方法：在电池单体或组件上施加一个AC 20～30 Hz的信号并测量注入电流，然后计算出I/U，并显示出这个值，作为测量的电导。

总之，两种测试方法都是向蓄电池注入一个测试信号，测量电池两端的交流电压和通过电池的电流。如果在蓄电池上有一定量的纹波电压，在这种情况下，则必须采用离线测试或采用各种消除纹波的装置。

电池内阻的增大引起内部压降升高，必然会降低有效容量。由于有效物质的多少和电解液的多少及密度表征电池的储能能力，因此，电化学电阻的增大对容量的影响更加明显。在电池内所有的电阻均对容量有影响，但它们的影响程度不同，这就意味着电池的内阻和容量有密切关系，但不是线性关系。

从总体上来讲，各种电子设备、动力设备、电化学设备，都要注重检测输出能力和效率，一般来说，输出能力强、效率高的产品就是品质好的产品。

3 如何才能正确评价电源产品的品质

• 要正确评价产品质量首先要制定好检测标准，要从适合实际使用的情况出发，科学制定产品的技术性能指标，但决不是指标越高越好，因为高指标可能会造成整体可靠性的降低，成本抬高。在检测产品可靠性方面要严格把关，要做满负荷和超载10%额定负荷的输出能力检测。电子产品的高温试验、电池的低温试验宜提高标准。检测的产品应采用抽样而不能送检，执行抽样规定必须严格。在执行的过程中，要不断总结设备在网上的运行情况，根据技术进步和运行需要适时修订标准。对新技术、新产品要采取积极的态度。
• 要为质量保证体系完善的企业营造良好的销售氛围，要使好的产品在批量生产中稳定产品质量。为了提高透明度，建议各公司在网上公示其体系审查情况。
• 要使生产厂商、经销商有合理的利润。价位低的产品一般来说不是好产品，价位高的产品也不一定是好产品，但好产品居多数。
• 电源技术支撑单位要恪尽职守，适时对有关产品质量方面的误解和误导加以说明。
• 要非常谨慎地在一定范围内通报因产品质量而造成的事故，做到决不隐瞒。

随着市场经济的飞速发展，汽车，仪器仪表、无线电，国防及航空航天工业等尖端技术领域对带钢的品种、规格，性能和质量不断提出更高的要求，在带钢生产上冷轧较热轧更能满足各行各业发展的需要。当生产厚度减小到一定尺寸的薄带钢时，大多数都采用冷轧方式。现代带钢生产，大多是热轧后又进行冷轧，为提高带钢表面质量、改善力学性能和获得精确的尺寸偏差提供了保证。

宝钢五冷轧带钢工程是宝钢“十一五”规划中的重大工程项目， 也是国内乃至国际单体规模最大的冶金工程项目之一。一期主要建设内容包括热轧钢卷运输机组、连续常化酸洗机组 (APL) 、 酸洗轧机联合机组 (PL-TCM) 、 1#2#单机架轧机机组 (RCM1/RCM2) 、冷卷准备机组(CPL) 、连续退火机组(CAL)、1#2#连续热镀锌机组(1#2#CGL) 、4#硅钢连续退火涂层机组(4#SACL) 、热镀锌重卷机组(RCL) 、冷轧重卷机组、无取向硅钢精整机组(RTL) 、取向硅钢精整机组、1#2#取向硅钢脱碳退火机组(DCL) 、高温罩式退火炉(BAF) 、高温环形罩式退火炉(RAF) 、热拉伸平整机组(FCL) 。二期预留3#单机架轧机机组(RCM3) 、3#取向硅钢脱碳退火机组、热拉伸平整机组等多条机组。

魏德米勒作为一个全球电气联接技术产品领域的领先制造商，凭借其卓越的功能性、方便性、可靠性及安全性，15 年来始终不移的服务于中国广大客户，得到客户的广泛认可。在此工程中，为该项目提供了全面的电联接解决方案及优质产品，包括从端子、接线盒(包括防爆接线盒) 、重载接插件到继电器、电源、模拟信号隔离器、电涌保护器再到工业以太网络产品的各类优质电气联接产品。

1 项目设计负责及魏德米勒产品

宝钢五冷轧带钢工程项目工厂设计由中冶南方工程技术有限公司(WISDRI)和上海宝钢工程技术有限公司(BSEE)负责完成，其中中方负责的系统设计及设备成套主要由中冶南方、宝菱电气、宝信等公司提供。该工程是汇聚了国内冶金行业专家们智慧和宝贵经验的巨制，集中体现了中国冶金自动化和设备系统制造的较高水平。

魏德米勒产品可靠安全的产品品质， 使其满足不同机组， 不同应用场合的使用要求。在连续常化酸洗机组、酸洗轧机联合机组中，根据工况特点，要求采用的产品具有良好的抗腐蚀性;连续退火机组、取向硅钢脱碳退火机组、高温罩式退火炉和高温环形炉，则需要充分考虑产品使用在高温环境中的稳定性……特别是 PROFIBUS 总线技术和工业网络技术在冶金行业中的发展和应用，魏德米勒以太网交换机以其适用于苛刻的工业环境的更宽操作温度，同时秉承魏德米勒一贯的高质量标准，给用户最安全保证。

　　2 魏德米勒以太网产品的特性及应用

工业以太网已逐渐成为工业网络的主流技术，以太网技术具有很好的通用性，保证系统间可互相兼容;办公室设备可直接访问生产数据，而无需进行网络转换;以太网技术发展到今天已具有更高的速度、更宽的带宽，可以实现更多的新功能;利用以太网的TCP/IP 协议，可以实现设备的远程调试和维护。工业以太网技术给系统设计者和操作人员带来很高的附加值，由于标准的通用性，最终用户可以很容易的将现有设备与网络进行整合。

对于在工业场合建立一个可靠的网络，会面临很多挑战，特别是线缆的联接。经过调查，大约 80%的网络故障是由于各种联接问题造成的，如：插头松脱、接触不良、潮湿、断线、EMC 干扰等。魏德米勒以太网产品符合“在开发式自动化工厂”时代的客户要求，产品面向网络基础架构，为客户提供品质可靠的各种连接产品。交换机是工业以太网基础架构的核心，魏德米勒拥有独有的以太网快速光纤环网专利技术。满足冶金工业生产中高速、实时性、大数据量处理，以及冗余备份、快速恢复的应用要求。以下列举了具有网络管理功能的魏德米勒管理型交换机的主要特征。

(1)魏德米勒 IE SWxx-M 工业以太网管理型交换机的产品特征：

10BaseT，100BaseTX

RJ45 接口/每段长度 100m

温度范围：-40℃到+75℃

铝制外壳/TS35 导轨安装或强面安装

IEEE802.3x;IEEE802.3;IEEE802.3u

CE，UL508认证

冗余供电(10…36VDC，8…24VDC)

半双工/全双工

LED指示：电源，速率，温度监测，连接建立/工作

自适应和流量控制

自动交叉

广播风暴控制

通过终端程序或网络浏览器设置

速率自适应或固定速率，单双工方式可选，流量控制

端口干路，实现高速骨干网和链路故障转移功能支持服务质量(QoS)802.1p

支持虚拟局域网 802.1q

可设置的故障继电器

SNMP协议管理

端口镜像

IGMP侦听

生成树 IEEE802.1s，快速生成树 IEEE802.1w

(2)而且还具有适用于工业场合的特性：

坚固的金属外壳，很好的 EMC 性能和高品质的外观。

2 个可选的光纤接口，用于强电磁干扰环境下的长距离传输。

全部产品宽度一致，便于设备扩展。

插拔式电源接头，有冗余供电接头可选

MTBF时间>60 年

由1台IE SW14/2SC-M做主站，两台 IE SW8-M 及4 个光电转换器做从站构建的光纤环网结构。这种环网结构被称为 RapidRing™技术的快环，工程师们可以简单有效地实现环网冗余，可以防止由于单根线路故障而导致的错误。使用时首先选定一个交换机设为主机，网络中其他交换机设为辅机。只用端口 1 和 2 来组环，一个交换机的端口 1 连到环中下一个交换机的端口2。备用链路总是连到主交换机的端口2，这个链路可以预先定义，完成后即可使用。另外 RapidRing™技术还支持使用光电转换器的网络。

管理型交换机第一次使用前需要进行组态，可以通过以太网接口组态，也可以通过 RS232 串口组态。操作简单的交换机组态界面，可对多种功能进行设置，如端口干路 Trunking、虚拟局域网 VLAN、快环 RapidRing™、DHCP 协议(自动分配IP地址)等等。

针对环网冗余的组态，每台交换机提供两项选择，一种是公共标准协议(即众所周知的拓补树协议) ，另一种是魏德米勒专利快环冗余协议。根据默认，组态窗口设定是依照公共协议 RSTP并显示它的决定性参数来评估每个交换机。若需要选择快环作为冗余配置，点击快环控键按钮，选择快环显示。于是界面跳转到一个相应新的屏幕页。接下来是对 1.“输入传输速率控制组态”传输类型限制的设定(包括广播传输、多点传输、单位传输、目标 LOOKUP 失败、MAC 控制框架) ;端口及最大数率的设定。2.“输出传输速率控制组态”端口及最大数率的设定。百兆交换机的最大数率原始默认设置是 100Mbps。

对网络设备分配 IP 地址是组态中很重