现场总线技术在氯碱厂控制系统改造中的应用

1 引言

　profibus现场总线具有开放性好、扩展性强、速度快等特点，由其构成的兼容网络系统，可应用于不同的场合。其中profibus-dp能够满足生产过程中现场级数据的可存取性，具有单元级领域的所有网络通信功能。随着网际网络与信息技术的的日渐成熟，工业界有越来越多的通信与自动化应用正逐渐形成采用以太网和tcp/ip协议作为主要通信接口的趋势。氯碱厂的氯乙稀车间的原控制系统的plc是由西门子simatic s5-135u通过开关量实现对步进炉区域的在线设备进行手动和自动控制。由于系统老化、线路繁多和抗干扰能力差等原因，近年来系统故障率很高，造成设备运行不稳定，维护困难。2007年3月对原系统进行了升级改造，主站采用s7-300plc，将profibus-dp技术和ethernet(以太网)技术结合起来，沟通了生产过程级和现场级控制设备之间及其与更高管理级之间的联系，实现在线监控、设备故障诊断及维护等，使生产处于动态控制状态中，根据现场实际情况，实时、协调组织，实现了对厂区域各车间设备简单、稳定、精确的自动控制。

2 自动控制系统的网络组成

　 2.1 基础控制系统

图1 网络结构图

　设备控制系统网络结构参见图1。profibus-dp网络是网络集成的最底层，主要是连接现场设备，如分散式i/o、传感器、驱动器、执行器等。profibus现场总线是国际性的开放性现场总线标准，是一种符合iec61158标准和中国国家gb标准的现场总线。profibus-dp经过优化的高速、廉价的通信连接，是专门用于自动控制系统和设备及分散的i/o之间的通信网络。profibus-dp用于基础控制层的高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。数据结构见表1。

　 本系统选用s7-315-2dp plc处理器作为主站，符合en51070标准，提供的通信功能包括mpi、dp。远程i/o站及驱动设备(变频器)使用im153接口模板和cbp2通讯板连接到profibus-dp网上作为从站，一方面主站s7-300plc将控制数据(如辊道电机速度设定、电机的启/停信号、电机的复位信号、位移模拟量、液压泵启/ 停信号以及设备显示信号等) 发送到传动装置( 变频器) 和et200m；另一方面传动装置(变频器) 和远程i/o站的数据(如高炉转速、传运带的负荷值、故障信息、位置检测等) 通过通信传送到主站plc指定的寄存器地址。