Profibus现场总线在冷库监控系统中的应用

目前，我国大型冷库的制冷监控系统主要采用人工或集中式控制系统，控制器与现场设备之间靠大量的I／O电缆连接，不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性。控制系统传送4～20mA模拟量信号，并以此监控现场设备，这样，由于控制器获取信息量有限，现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能较弱；另一方面也很难完成现场设备的动态监控、远程参数设定、修改等功能，造成制冷控制系统的信息集成能力不强和可维护性较差，影响冷库的生产效率，并给生产管理带来诸多不便。

随着计算机网络技术在工控领域的应用和发展，建立基于Profibus—DP现场总线的冷库制冷监控系统成为解决这一问题的有效途径。Profibus现场总线是一种全数字化的、串行、双向传输、多分支结构的通信网络，用于工厂／车间仪表和控制设备的局域网。由于它采用纯数字技术，在单根电缆上连接多个仪表和设备，所传递的信息量大（不仅有控制数据，也有组态、状态和诊断等数据），加之其具有更强的抗干扰性能，更低的安装、运行和维护成本，因此其在冷库制冷监控系统中的应用，将大大减少布线工作量与电缆投资，避免信号干扰，使系统更可靠，操作更简便，监控更直观。

2、系统组成及主要功能

该万吨冷库制冷系统有一台独立的开启式螺杆压缩机，分别给六个库房供冷，库房用循环风机吹送冷风，其中，1号—5号库是冷冻库，有60个—18℃测温点，6号库是冷藏库，有12个0～4℃测温点；控制风机12组共计60台风机。控制系统要求自动控制冲霜过程，压缩机、氨泵、水泵、冷风机等设备的开、停及压缩机的能量增减。在中央控制室监控冷库各制冷设备的运行状况、显示库房温度、回气总管压力、冷凝总管压力、低压循环桶的液位、各台压缩机的运行参数及曲线。库房的温度、总管压力可以根据实际需要，在中控室进行设定。

2.1系统组成

根据以上制冷工艺的要求，该监控系统由Profibus—DP总线构成单主从工作方式，如图1所示。主站选用Siemens的S7—300PLC（CPU315—2DP），站地址设为2，实现总线通信控制与管理，完成周期性数据访问。从站为三台S7——200PLC（CPU226）和一块远程I／O（ET200M），站地址分别设定为3、4、5、6。主站与S7—200PLC从站之间的Profibus—DP通信是通过EM277通信模块将CPU226作为DP从站实现的。上位机选用研华工控机，内置专用的通信网卡CP5611，通过MPI口与PLC相连。工控机作为人机操作站，装有西门子的编程软件STEP7V5.1和组态王监控软件。利用STEP7V5.1编程软件首先对系统进行相应网络配置，如通信端口的设置，站地址和数据传输速率的设定等；然后通过MPI端口对主站S7—300进行硬件组态，由电源模块PS307、CPU315—2DP、模拟量输出模块SM332、数字量输入模块SM321和数字量输出模块SM322组成。上位机选用组态王进行各种画面的组态，实现数据浏览、参数设定、手／自动操作、故障报警、历史数据记录等操作，监控制冷控制系统的有关参量，并具有完备的报表管理功能。

主站带有Profibus—DP接口可以和三个从站进行数据通信。主站还可以通过远程I／OET200M控制压缩机、氨泵和水泵的起停，并能根据用冷量的大小，增减压缩机的投人数量，同时采集压缩机的运行参数等。