Profibus在PLC与横河DCS网络通讯中的应用

摘要 本文介绍了Profibus总线技术在电解工序装置上的设计和应用情况。中泰化学股份有限公司采用Profibus总线技术实现了整流PLC和横河CS-1000 DCS系统的通讯连接。

关键词：Profibus总线技术；CS -1000 DCS；S7-200 PLC

中图分类号TP393 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）51-0181-01

计算机数字通讯技术及信息技术的发展，推动了自动化技术的进步；特别时近年来兴起的Profibus现场总线技术，是计算机数字通讯技术向工业自动化领域的延伸，他的发展将促使自动化系统结构发生重大变革，是传统的基于PLC及DCS控制技术系统发展的必然归宿。

Profibus是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS传送速度可在 9.6kbaud-12Mbaud范围内选择。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。Profibus现场总线技术的一个显著特点是其开放性，允许并鼓励不同厂家按造现场总线技术标准，自主开发具有特点及专用技术的产品。依照现场总线技术规范，不同厂家产品可以方便完成组态与集成，构成面向行业，适合行业特点的自主控制系统。Profibus是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

我厂新扩两万吨离子膜的自动控制系统采用的是日本横河的CS-1000控制系统。该系统属于中小型控制系统，是一种通过V net/VL net总线技术将诸如人机界面站、现场控制站连接在一起的实时控制系统，在化工行业应用广泛。整流装置的PLC自动控制系统采用的是深圳巨业公司自主开发的控制系统，此系统用6台S7-216 PLC和2台PC机（操作站）构成一个PPI本地网；经过网桥和单片机组成的现场控制站相连。

离子膜工序在工艺运行过程中控制和电器部分的控制应紧密相连，这是工艺过程控制的要求。因为工艺人员需要随时了解电器部分的运行状况，特别时，采取相应的措施。而在整流工序中，现场控制设备分布范围比较广，如果采用传统的控制方案，势必要敷设大 量的控制和信号电缆，浪费大量的人力和物力，十分不经济，同时使系统复杂，可靠性降低 。采用目前比较流行的现场总线技术，可以降低成本，同时提高系统的可靠性，使系统易于扩展和维护。在实际的应用过程中采用了Profibus现场总线技术进行横河CS-1000系统和西门子PLC两个不同系统互连，整流PLC控制系统的EM277通讯卡将整流的控制参数通过Profibus通讯线送到CS-1000系统中的专用Profibus通讯卡，CS-1000控制系统对整流的控制参数进行监控调节，以便工艺人员时刻观察整流工序的各个参数的变化情况，为以后在离子膜工段对整流作远程控制着准备。

具体实施如下：

1）CS-1000系统采用的控制站为PFCD-E型CPU，这种CPU支持现场总线技术，模件为ACP71型支持Profibus现场总线；因CS-1000系统本身无法对Profibus的主站、从站进行配置，所以选用离第三方软件，德国的HILSCHER软件进行主站、从站配置。在第三方软件中首先件从站的GSD文件（电子设备数据单）拷贝到HILSCHER的数据库中。在主站设备中选择COM-DPM作为主站，站地址为1，从站设备名为拷贝到数据库中的GSD文件名。整流部分有两个从站，所以这里相对的建立两个从站。站地址分别王伟2、3。主、从站结构配置完毕，将此配置作为一个文件导出名为EXPROE.DBM。在CS-1000中，需在ZOM中进行缓冲区的定义。将在第三方软件EXPROE.DBM导入到ZOM中，然后进行下装；

2）整流控制部分采用了EM277（profibus-DP扩展接口）作为PLC通讯与ACP71通讯的接口，其作用相当于一个网关，进行通讯协议之间的相互转换。用step7软件将需通讯的数据在功能块图中写入到相应的变量区。CS-1000软件在组态时应与此变量区相应，给出相应变量的值显示到流程图中。4号和5号整流柜作为两个从站，在EM277的地址分别设定为2和3。然后进行程序下装，通讯线采用光纤，防止干扰破坏（一般用普通的屏蔽双绞线），两边的接头采用的是带集成终端电阻的总线连接器；

3）CS-1000系统和整流控制系统运行时，在运行过程中发现通讯电缆经过一个高磁场区，为防止交变磁场产生的干扰，造成通讯卡件的损坏，所以在两端各加装一个光纤隔离器，使系统的通讯更加安全可靠；

4）在CS-1000系统的操作界面专门增加整流工序远控界面，如图所示：

整流控制系统与电解工序CS-1000 DCS通过 Profibus总线通讯，方便了工艺人员的操作，整流的控制情况、参数及各种故障信号均可在离子膜控制室观看到，装置的开、停车和升降电流工作可在离子膜控制室进行控制。

参考文献

[1]崔坚，李佳.西门子工业网络通信指南.机械工业出版社.

[2]阳宪惠.现场总线技术及其应用.清华大学出版社.

[3]廖常初.S7-300/400PLC应用技术.机械工业出版社.

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