Profibus在PLC與橫河DCS網(wǎng)絡(luò)通訊中的應(yīng)用

閆澤民

新疆中泰化學(xué)（集團(tuán)）股份有限公司，新疆烏魯木齊 830009

Profibus在PLC與橫河DCS網(wǎng)絡(luò)通訊中的應(yīng)用

閆澤民

新疆中泰化學(xué)（集團(tuán)）股份有限公司，新疆烏魯木齊 830009

本文介紹了Profibus總線技術(shù)在電解工序裝置上的設(shè)計和應(yīng)用情況。中泰化學(xué)股份有限公司采用Profibus總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了整流PLC和橫河CS-1000 DCS系統(tǒng)的通訊連接。

Profibus總線技術(shù)；CS -1000 DCS；S7-200 PLC

計算機(jī)數(shù)字通訊技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展，推動了自動化技術(shù)的進(jìn)步；特別時近年來興起的Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)，是計算機(jī)數(shù)字通訊技術(shù)向工業(yè)自動化領(lǐng)域的延伸，他的發(fā)展將促使自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變革，是傳統(tǒng)的基于PLC及DCS控制技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的必然歸宿。

Profibus是一種國際化．開放式．不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud-12Mbaud范圍內(nèi)選擇。廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動化。Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)的一個顯著特點(diǎn)是其開放性，允許并鼓勵不同廠家按造現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，自主開發(fā)具有特點(diǎn)及專用技術(shù)的產(chǎn)品。依照現(xiàn)場總線技術(shù)規(guī)范，不同廠家產(chǎn)品可以方便完成組態(tài)與集成，構(gòu)成面向行業(yè)，適合行業(yè)特點(diǎn)的自主控制系統(tǒng)。Profibus是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。

我廠新擴(kuò)兩萬噸離子膜的自動控制系統(tǒng)采用的是日本橫河的CS-1000控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于中小型控制系統(tǒng)，是一種通過V net/VL net總線技術(shù)將諸如人機(jī)界面站、現(xiàn)場控制站連接在一起的實(shí)時控制系統(tǒng)，在化工行業(yè)應(yīng)用廣泛。整流裝置的PLC自動控制系統(tǒng)采用的是深圳巨業(yè)公司自主開發(fā)的控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)用6臺S7-216 PLC和2臺PC機(jī)（操作站）構(gòu)成一個PPI本地網(wǎng)；經(jīng)過網(wǎng)橋和單片機(jī)組成的現(xiàn)場控制站相連。

離子膜工序在工藝運(yùn)行過程中控制和電器部分的控制應(yīng)緊密相連，這是工藝過程控制的要求。因?yàn)楣に嚾藛T需要隨時了解電器部分的運(yùn)行狀況，特別時，采取相應(yīng)的措施。而在整流工序中，現(xiàn)場控制設(shè)備分布范圍比較廣，如果采用傳統(tǒng)的控制方案，勢必要敷設(shè)大 量的控制和信號電纜，浪費(fèi)大量的人力和物力，十分不經(jīng)濟(jì)，同時使系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性降低 。采用目前比較流行的現(xiàn)場總線技術(shù)，可以降低成本，同時提高系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)。在實(shí)際的應(yīng)用過程中采用了Profibus現(xiàn)場總線技術(shù)進(jìn)行橫河CS-1000系統(tǒng)和西門子PLC兩個不同系統(tǒng)互連，整流PLC控制系統(tǒng)的EM277通訊卡將整流的控制參數(shù)通過Profibus通訊線送到CS-1000系統(tǒng)中的專用Profibus通訊卡，CS-1000控制系統(tǒng)對整流的控制參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控調(diào)節(jié)，以便工藝人員時刻觀察整流工序的各個參數(shù)的變化情況，為以后在離子膜工段對整流作遠(yuǎn)程控制著準(zhǔn)備。

具體實(shí)施如下：

1）CS-1000系統(tǒng)采用的控制站為PFCD-E型CPU，這種CPU支持現(xiàn)場總線技術(shù)，模件為ACP71型支持Profibus現(xiàn)場總線；因CS-1000系統(tǒng)本身無法對Profibus的主站、從站進(jìn)行配置，所以選用離第三方軟件，德國的HILSCHER軟件進(jìn)行主站、從站配置。在第三方軟件中首先件從站的GSD文件（電子設(shè)備數(shù)據(jù)單）拷貝到HILSCHER的數(shù)據(jù)庫中。在主站設(shè)備中選擇COM-DPM作為主站，站地址為1，從站設(shè)備名為拷貝到數(shù)據(jù)庫中的GSD文件名。整流部分有兩個從站，所以這里相對的建立兩個從站。站地址分別王偉2、3。主、從站結(jié)構(gòu)配置完畢，將此配置作為一個文件導(dǎo)出名為EXPROE.DBM。在CS-1000中，需在ZOM中進(jìn)行緩沖區(qū)的定義。將在第三方軟件EXPROE.DBM導(dǎo)入到ZOM中，然后進(jìn)行下裝；

2）整流控制部分采用了EM277（profibus-DP擴(kuò)展接口）作為PLC通訊與ACP71通訊的接口，其作用相當(dāng)于一個網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行通訊協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換。用step7軟件將需通訊的數(shù)據(jù)在功能塊圖中寫入到相應(yīng)的變量區(qū)。CS-1000軟件在組態(tài)時應(yīng)與此變量區(qū)相應(yīng)，給出相應(yīng)變量的值顯示到流程圖中。4號和5號整流柜作為兩個從站，在EM277的地址分別設(shè)定為2和3。然后進(jìn)行程序下裝，通訊線采用光纖，防止干擾破壞（一般用普通的屏蔽雙絞線），兩邊的接頭采用的是帶集成終端電阻的總線連接器；

3）CS-1000系統(tǒng)和整流控制系統(tǒng)運(yùn)行時，在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)通訊電纜經(jīng)過一個高磁場區(qū)，為防止交變磁場產(chǎn)生的干擾，造成通訊卡件的損壞，所以在兩端各加裝一個光纖隔離器，使系統(tǒng)的通訊更加安全可靠；

4）在CS-1000系統(tǒng)的操作界面專門增加整流工序遠(yuǎn)控界面，如圖所示：

整流控制系統(tǒng)與電解工序CS-1000 DCS通過 Profibus總 線通訊，方便了工藝人員的操作，整流的控制情況、參數(shù)及各種故障信號均可在離子膜控制室觀看到，裝置的開、停車和升降電流工作可在離子膜控制室進(jìn)行控制。

[1]崔堅，李佳.西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南.機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用.清華大學(xué)出版社.

[3]廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.

TP393

A

1674-6708（2011）51-0181-01

閆澤民，工程師，多年從事電氣自動化儀表在生產(chǎn)過程中應(yīng)用的研究，有較強(qiáng)的實(shí)際生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)