PROFIBUS-DP在淮鋼棒材生產(chǎn)線中的應(yīng)用

O 引言
　　淮鋼40萬t棒材生產(chǎn)線電氣自動(dòng)化和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的制造及調(diào)試由北京金自天正智能控制股份有限公司負(fù)責(zé)，該項(xiàng)目于2001年10月26日一次試車成功，目前生產(chǎn)基本正常，月產(chǎn)量達(dá)5萬余t。
1 電氣系統(tǒng)的總體配置
　　該系統(tǒng)配置5臺(tái)SIEMENS公司的S7-400系列PLC，分別用于加熱爐燃燒控制，爐區(qū)及軋線區(qū)域輔助控制，主軋線控制，3臺(tái)飛剪控制，冷床及精整區(qū)域控制。設(shè)有4個(gè)操作站，加熱爐區(qū)、軋機(jī)區(qū)、冷剪區(qū)、精整區(qū)各1個(gè)，另外還在主電室設(shè)有工程師站。每個(gè)站均配有SIEMENS公司的PIII工控機(jī)，操作面板采用SIEMENS公司的PP17，各站操作系統(tǒng)為中文WindowsNT4．0，監(jiān)控畫面采用美國Intellution公司的FIX DMACS軟件編制?，F(xiàn)場的潤滑、液壓系統(tǒng)以及軋線各區(qū)域配有21臺(tái)ET200M，主傳動(dòng)采用SIEMENS公司的6RA70系列產(chǎn)品，交流輔傳動(dòng)采用SIEMENS公司的6SE70系列產(chǎn)品，每套傳動(dòng)裝置均配有一塊CBP通信模板，用作6RA70和6SE70調(diào)速裝置與PROFIBUS-DP相連的接口板。操作站、工程師站、PLC之間的通信采用工業(yè)以太網(wǎng)，通信介質(zhì)采用同軸電纜，PROFIBUS-DP主要完成PLC與6RA70、6SE70、PP17以及遠(yuǎn)程ET200M之間的數(shù)據(jù)信息通信功能，PROFIBUS-DP的通信介質(zhì)采用工業(yè)屏蔽雙絞線。
2 PROFIBUS的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)
2．1 主站S7-400系統(tǒng)
　　用于主站S7-400系列PLC 的CPU選型為CPU414-2DP和CPU416．2DP，該型CPU數(shù)學(xué)處理能力極強(qiáng)，帶有內(nèi)部集成的PROFIBUS．DP接口，其組態(tài)靈活，速度快，操作簡捷。每個(gè)PLC均采用一塊CPU模板和數(shù)塊SM422、SM421模板，完成整條軋線在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的順序控制和閉環(huán)控制。由于從站較多，每臺(tái)PLC都配有1～2塊IM467模板，將PLC作為主站連到PROFIBUS-DP，完成與從站接口之間的串接，PLC4還配置有FM450高速計(jì)數(shù)模板和FM453智能定位模板，用于3臺(tái)飛剪的切頭切尾、倍尺速度以及剪刃定位的控制。
2．2 直流調(diào)速系統(tǒng)6RA70和交流調(diào)速系統(tǒng)6從站
　　淮鋼棒材生產(chǎn)線共采用28臺(tái)6RA70系列直流調(diào)速裝置，分別控制18架軋機(jī)，3臺(tái)飛剪、夾送輥、冷床、升降鏈、移送鏈和輸送鏈。交流輔助傳動(dòng)共采用14臺(tái)6SE70系列交流調(diào)速裝置，分別控制人爐、出爐以及爐內(nèi)輥道，2 、4 、6軋機(jī)用提升機(jī)，1 夾送輥，旁通輥道，水冷輥道和冷床輸入輥道。6RA70和6SE70通過CBP通信模板與CPU上的PROFIBUS-DP接口相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在PROFIBUS-DP網(wǎng)上快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息傳輸。在主站硬件配置時(shí)，用STEP7軟件為每個(gè)6RA70、6SE70從站分配PROFIBUS地址，通過6RA70、6SE70的操作面板將總線地址設(shè)定到參數(shù)P918中。PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線周期數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?bào)文編碼結(jié)構(gòu)如下：

　　淮鋼棒材線的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用的參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象為PP04，可用數(shù)據(jù)無參數(shù)區(qū)，有6個(gè)字過程數(shù)據(jù)，主站DP數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)在PROFIBUS-DP的支持下，周期性地與從站中的DP數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在編程時(shí)，用DP網(wǎng)的接收指令SFC14，將DP接收區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱尜A字中，那么主站就知道了6RA70、6SE70從站中的各種邏輯狀態(tài)以及各種實(shí)際值，用戶根據(jù)這些數(shù)據(jù)編寫相應(yīng)的程序，將這些狀態(tài)和實(shí)際值傳給畫面，操作員根據(jù)畫面上的狀態(tài)和實(shí)際值來判斷6RA70和6SE70運(yùn)行的實(shí)際情況。同樣用戶將各種指令和速度參數(shù)通過存貯字發(fā)送指令SFC15，將這些數(shù)據(jù)送到6RA70和6SE70中，實(shí)現(xiàn)主站對從站的控制。
2．3 ET200M 和PP17從站
　　ET200M是一種模塊化的分布式I／O站，通過IM一153接口與PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線連接，本系統(tǒng)中用屏蔽雙絞線將主站CPU的DP接口或主站接口模塊IM467與所有的E3200M從站DP接口依次串接。現(xiàn)場操作箱和操作臺(tái)上的PP17，也是一種模塊化的I／O站， 并帶有內(nèi)部集成的PROFIBUS—DP接口，總線地址通過背面的操作面板來設(shè)定。在S7—4O0做硬件配置時(shí)，STEP7為各個(gè)I／O模塊自動(dòng)分配地址，同樣STEP7為PP17模塊自動(dòng)分配I／0地址，其I／0模塊地址與主站機(jī)架上的I／0模塊地址具有相同的意義，用戶在編程時(shí)無須考慮輸入輸出點(diǎn)是在主站上還是在從站上，也不必考慮數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，與STEP5相比，其軟件編程更為簡捷方便。
3 結(jié)束語
　　淮鋼棒材線控制系統(tǒng)采用的PROFIBUS—DP總線技術(shù)，以PLC為主站，6SE70，6RA70，PP17，E3200M為從站，主、從站之間的數(shù)據(jù)交換通過數(shù)字通信方式進(jìn)行，因而為系統(tǒng)的安裝調(diào)試維護(hù)工作都帶來了極大的方便。另外，由于采用分級(jí)控制，使得該系統(tǒng)安全、簡單、速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，保證了該控制系統(tǒng)的可靠性。