PROFIBUS-DP技術(shù)在石灰窯電氣控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

0 引言
　　電氣控制系統(tǒng)中隨著PLC的問世，用PLC內(nèi)部程序（虛擬繼電器）代替實際繼電器控制，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。隨著PLC的不斷發(fā)展，控制功能越來越強大，一臺PLC可同時控制幾十臺變頻器，但控制信號的增加，需要大量的控制電纜和顯示裝置。尋求一種更高速度、更低成本、低功耗、高可靠性的控制系統(tǒng)，擺在我們面前。使用PROFIBUS—DP總線技術(shù)是目前最好的方法。
1 PROFIBUS—DP技術(shù)應(yīng)用簡介
　　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)，非常適合于電氣控制系統(tǒng)。
　　PROFIBUS通信協(xié)議已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但PROFIBUS—DP從站的開發(fā)必須符合使用者的要求，所以開發(fā)PROFIBUS—DP智能從站越來越受到人們的重視，但由于PROFIBUS協(xié)議的復(fù)雜和繁瑣性，目前國內(nèi)大多數(shù)廠家使用的PROFI．BUS—DP智能從站產(chǎn)品都是進(jìn)口的。
　　2006年北京鼎實有限公司開發(fā)的嵌入式PRO—FIBUS總線橋，提供了一個簡單的接口，它廣泛用于變頻器、電機(jī)啟動保護(hù)裝置、智能高低壓電器、電氣測量裝置、各種變送器、智能現(xiàn)場測量設(shè)備及儀表等等。
2 PROFIBUS—DP技術(shù)在石灰窯電氣控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用
2．1 石灰窯電氣控制系統(tǒng)中使用PROFIBUS—DP
技術(shù)的必要性
　　石灰窯電氣控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的PLC控制方式見圖1，動力線和控制線都直接接入主控室柜內(nèi)。由于石灰窯電氣控制系統(tǒng)龐大（例如某鋼廠所用石灰窯PLC控制系統(tǒng)中，數(shù)字量用了大約1 500點，模擬量用了大約600個點，變頻器20臺），且電氣設(shè)備分散，控制線用量很大，一套300 t石灰窯控制信號電纜的造價約占總電纜金額的40％。

　　通過加入智能儀表，使用PROFIBUS—DP總線技術(shù)（見圖2），一方面由于現(xiàn)場設(shè)備使用統(tǒng)一的通信協(xié)議，控制器只需用一根通信電纜就將分散的現(xiàn)場設(shè)備連接，完成對所有現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控，從而除去了控制中的傳輸導(dǎo)線，可節(jié)約資金30萬。另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)，大捆大捆的傳輸導(dǎo)線需要單獨挖電纜溝或架電纜橋架，給施工帶來很多不便，且對檢修、維修也帶來很大困難。從站的建立，保證了控制的可靠性和維修、改造的方便性。尤其對于現(xiàn)場控制帶來了極大的方便，人們可以在現(xiàn)場根據(jù)運行設(shè)備的情況，通過智能儀表給PLC和變頻器發(fā)布命令，控制電機(jī)的啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等。

2．2 從站硬件組成
　　從站的核心是筆者自行開發(fā)的智能儀表，其結(jié)構(gòu)框圖見圖3。

　　它由兩大部分組成，第1部分是嵌入式PRFI—BUS總線橋；第2部分是用戶產(chǎn)品模板：包括了用戶單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸出、鍵盤控制、輸出顯示和地址設(shè)置6大部分。RS485總線驅(qū)動器一側(cè)與9針D型插座相連，另一側(cè)通過光耦與SPC3相連。