Profibus—DP在堿回收燃燒工段的應(yīng)用
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Profibus提供了3種通信協(xié)議類型：DP、FMS、PA。Profibus．DP使用了第1層、第2層和用戶接口層，第3到第7層未使用，這種精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)確保高速數(shù)據(jù)傳輸。直接數(shù)據(jù)鏈路映像程序DDLM提供對(duì)第2層的訪問。在用戶接口中規(guī)定了Profibus-DP設(shè)備的應(yīng)用功能，以及各種類型的系統(tǒng)和設(shè)備的行為特性。由于Profibus-DP是為高速傳輸用戶數(shù)據(jù)而優(yōu)化的Profibus協(xié)議特別適用于可編程控制器與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)分散I／O設(shè)備之間的通訊。
2．3 現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)置
當(dāng)總線上使用溫度、壓力變送器等現(xiàn)場(chǎng)總線儀表時(shí)，終端電阻安裝在每條總線的最后一臺(tái)儀表上；當(dāng)沒有使用現(xiàn)場(chǎng)總線儀表并且只使用了ET200M從站，那么在使用的西門子專用的DP通訊接頭上就帶有終端電阻。通過它自帶的開關(guān)可以設(shè)置是否使用終端電阻。
現(xiàn)場(chǎng)總線上的每臺(tái)總線設(shè)備都必須分別設(shè)置1個(gè)不同的站地址。有些設(shè)備通過自帶的軟件進(jìn)行地址設(shè)定設(shè)置，每條總線上的物理地址必須和軟件組態(tài)中的地址相同；有些設(shè)備上帶有設(shè)置地址的撥碼開關(guān)（例如ET200M）。就可以按照8421碼進(jìn)行地址的設(shè)置；也有的可以在操作面板上進(jìn)行設(shè)置（如西門子位置定位器）。
所有的總線、支線或者其他信號(hào)線都必須單獨(dú)架設(shè)橋架，盡量避免干擾?？梢詫⒖偩€、支線還有信號(hào)線的屏蔽線連接在一起，然后在控制柜中集中一點(diǎn)接地。
2．4 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中的通訊[3]
在現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，主站可連接32個(gè)從站點(diǎn)，最大傳輸距離可達(dá)1000m。通過中繼器還可增加站點(diǎn)并可延伸通訊距離，便于將來系統(tǒng)擴(kuò)展。需要指出的是，在各站點(diǎn)之間要注意接地點(diǎn)電位的平衡問題。下位機(jī)PIE系統(tǒng)采用的是CPU414．2DP加3個(gè)ET200M從站構(gòu)成，主站CPU414．2DP具有1個(gè)MPI接口和1個(gè)DP接口，可以與MPI網(wǎng)絡(luò)和DP網(wǎng)絡(luò)連接。MPI網(wǎng)絡(luò)的通訊速率設(shè)置為187．5kbps，Profibus．DP網(wǎng)絡(luò)的通訊速率設(shè)置為1．5Mbps。
有時(shí)要求在幾個(gè)工段控制系統(tǒng)中有信息交互，即需要幾個(gè)CPU之間進(jìn)行通訊，而且在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中并不需要增加額外的通訊模塊，如果距離過遠(yuǎn)則需要使用中繼器。在程序設(shè)計(jì)中，可以使用Profibus網(wǎng)絡(luò)通訊的系統(tǒng)功能（SFC）和系統(tǒng)功能塊（SFB）。下面列舉了作為主站的CPU的通信程序。
CAIJ．SFC14 ／／接收數(shù)據(jù)子程序
LADDR ： =W #16#3E8 ／／輸入?yún)^(qū)的起始地址 ·
RET vAL ： ：MW100 ／／返回值存儲(chǔ)在MW100中
RECORD ：P#DB5．DBX0．0 BYTE 10 ／／指向存放輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)指針
CA1 SFC15 ／／發(fā)送數(shù)據(jù)子程序lADDR ： =W#16#3E8 ／／輸出區(qū)的起始地址
RECORD ：P#DB6．DBX0．0 BYTE 10 ／／指向存放輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)指針
RET_VAL ： =MW102 ／／返回值存儲(chǔ)在MW102中
在采用交互式通訊時(shí)，應(yīng)注意收發(fā)雙方通訊速度的匹配。例如：若發(fā)送方速度過快，接收方來不及應(yīng)答（Acknowledge），發(fā)送方會(huì)顯示接收方已無接收資源的錯(cuò)誤代碼，這可通過適當(dāng)降低發(fā)送頻率來解決。
PC與PLC間的通訊，在控制室設(shè)置的2臺(tái)OP站上各安裝1塊西門子CP5611通訊板卡，監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過CP56ll通訊板卡與現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的2臺(tái)PLC通訊。
2臺(tái)OP站實(shí)時(shí)讀取PLC數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)工藝流程和工藝數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。同時(shí)，2臺(tái)OP站對(duì)PIE進(jìn)行監(jiān)督控制和參數(shù)優(yōu)化功能，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)級(jí)PLC完成復(fù)雜的控制算法?，F(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)與過程監(jiān)控級(jí)之間的數(shù)據(jù)交換均采用密碼通訊與校驗(yàn)，避免信號(hào)傳輸干擾。
3 結(jié)束語
通過實(shí)際應(yīng)用可以總結(jié)出Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線具有下列優(yōu)點(diǎn)：
?。?）更新、擴(kuò)充了DCS的功能。傳統(tǒng)的DCS中加入了現(xiàn)場(chǎng)總線，不但保持了DCS的穩(wěn)定性，且引入了現(xiàn)場(chǎng)總線的靈活性；同時(shí)可減少硬件數(shù)量，安裝、維護(hù)的工作量隨之減少。
?。?）提高了系統(tǒng)的靈敏性、精確性。與此現(xiàn)場(chǎng)總線有關(guān)的信號(hào)，無需再像傳統(tǒng)的DCS在發(fā)送與接收過程中通過數(shù)模／模數(shù)反復(fù)轉(zhuǎn)換，而是直接進(jìn)行CPU間的通訊，從而提高了信號(hào)采集的品質(zhì)和系統(tǒng)的控制質(zhì)量。
?。?）降低了DCS的負(fù)荷，提高了系統(tǒng)的控制品質(zhì)。由于一部分調(diào)節(jié)任務(wù)分配到現(xiàn)場(chǎng)智能儀表或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)的CPU上去實(shí)現(xiàn)，DCS中相關(guān)自動(dòng)處理單元中的CPU的負(fù)載得到降低，相關(guān)設(shè)備的調(diào)節(jié)品質(zhì)得到提高。
（4）由于現(xiàn)場(chǎng)總線具有自診斷和簡(jiǎn)單的故障處理能力，并通過數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢總線設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與診斷維護(hù)信息。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄒彤．WinCC組態(tài)軟件的編程技巧[J]．化工自動(dòng)化及儀表，2001，28（2）：63
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[3] 廖常初．ST-300／400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
評(píng)論