Profibus-DP在板坯連鑄機自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言
　　Profibus的應(yīng)用領(lǐng)域包括加工制造、過程和建筑自動化，如今已成為國際化的開放式現(xiàn)場總線標準，即EN50170歐洲標準和IEC61 158國際標準的一部分。并且，在2001年12月成為我國的現(xiàn)場總線標準。Profibus由Profibus—FMS（Fieldbus Message Specification），Profibus—PA（Process Automation）和Profibus—DP（DistributivePeriphera1）3部分組成。
　　其中，Profibus—DP具有高速傳輸、價格低廉等特點，實現(xiàn)起來比較簡單，主要用于分散設(shè)備間的數(shù)據(jù)高速傳輸。該總線物理層采用RS485傳輸方式，傳輸速率為9．6kbps 12Mbps。一般用于自動化控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備級間的開關(guān)量的通信。因而可滿足全數(shù)字交直流調(diào)速系統(tǒng)對于快速的時間響應(yīng)要求。目前80％以上的Profibus應(yīng)用是基于Profibus—DP。
　　基于Profibus—DP現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)與以前的集散型控制系統(tǒng)DCS相比，具有很多優(yōu)越性：
　?。?）采用雙絞線、光纜或無線電方式傳送數(shù)字信號，從而大量削減現(xiàn)場儀表與控制室之間一對一連接的導(dǎo)線，節(jié)省安裝費用，提高可靠性和抗干擾能力，增強控制精度，信息傳輸速率可達1 12Mb／s，傳輸距離可達數(shù)公里。
　?。?）由于采用了統(tǒng)一的國際標準，不同廠家的產(chǎn)品在硬件、軟件、通信、連接方式等方面互相兼容，使系統(tǒng)具有開放性，這對用戶的操作、維修、擴展都是十分有利的。
　?。?）由于現(xiàn)場設(shè)備本身可完成自動控制的基本功能，導(dǎo)致現(xiàn)場總線已構(gòu)成一種新的全分布式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。從根本上改變了現(xiàn)有DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。
　　許多控制功能從控制室移至現(xiàn)場儀表，大量過程檢測與控制的信息就地采集和處理，在新的技術(shù)基礎(chǔ)上實施就地控制，使過程控制基本分散到現(xiàn)場，而控制室內(nèi)的儀表裝置主要完成數(shù)據(jù)處理、監(jiān)督控制、優(yōu)化控制、協(xié)調(diào)控制和管理自動化功能。
　?。?）開放式系統(tǒng)，系統(tǒng)分層分級集成，設(shè)計靈活，網(wǎng)絡(luò)可采用多種拓撲結(jié)構(gòu)。

2 Profibus—DP在濟鋼三煉鋼板坯連鑄機中的應(yīng)用
　　濟鋼三煉鋼板坯連鑄機工程是濟鋼“十五”發(fā)展的重點項目，板坯連鑄機電氣基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)是保證連鑄機正常生產(chǎn)的關(guān)鍵系統(tǒng)，相對其它系統(tǒng)而言，對于系統(tǒng)硬件的可靠性、穩(wěn)定性要求更高。其基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)配置，采用德國SIEMENS公司的S7系列產(chǎn)品組成儀控合一的基礎(chǔ)自動化控制級，用于主PLC與從PLC之間的相互通訊，使之現(xiàn)場設(shè)備可正常運行。PROFIBUS總線在板坯連鑄機系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，在設(shè)備運行過程中顯示出了它強大的穩(wěn)定性能和可靠性。作為Profibus—DP網(wǎng)的典型配置如圖1所示。

　　PLC（SIMATIC S7—300或S7—400系列）作為一級DP主站，主要包括C—PLC（公共PLC）、S_PLC（鑄流PLC）、I_PLC（儀表PLC）、R-PLC（輸出PLC）這4臺PLC作為一級主站，負責在預(yù)定的信息周期內(nèi)循環(huán)與從站交換信息，發(fā)送控制信息，讀取從站的狀態(tài)等。組態(tài)軟件Factroy Link作為二級DP主站，系統(tǒng)操 與監(jiān)視等。MM440變頻器加上cB通 訊板（Profibus通訊模塊）后作為從站，可帶這樣的從站32個，如果加上中繼器，最多可達127個從站。MM 440是MICROMASTER 4系列變頻器中的頂尖機型，而且有更加精確的控制性能，即含有MM 420所具有的安裝簡便和用戶友好的優(yōu)勢，還具有快速的輸入響應(yīng)，優(yōu)化的矢量控制特點。另外由于內(nèi)置制動單元，使變頻器在制動和減速方面，具有優(yōu)良的功能品質(zhì)。