探讨profibus现场总线在钢厂控制领域中的应用

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1、探讨PROFIBUS现场总线在钢厂控制领域中的应用（广东韶钢炼轧厂512123）摘要：在钢厂的控制领域中，应用PROFIBUS现场总线是集成化控制的需要。木文就PROFIBUS现场总线在钢厂控制领域的应用进行分析，着重对转炉投料系统进行研究。关键词：现场总线；钢厂控制；Pmfibus-DP;变频器.1八—刖目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.H.当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。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。

2、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。可以说，建设现代化的数字钢厂离不开现场总线技术。转炉炼钢投料控制系统中辅原料的加入时间、加入量对钢的纯度、硬度、品种的控制有着重要的作用，因此转炉辅原料配料的及时、准确性显得尤为重要。一、投料系统工艺及构成辅原料投料系统井10个辅原料仓，每个仓都有2台电振机；该系统采用Profibus-DP现场总线通讯方式，10台变频器作为从站通过Profibus-DP现场总线连接到系统主站两门子

3、S7-400PLC。二、PROFIBUS技术概述（一）、PROFIBUS协议模型和ISO/OSI协议模型的关系PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准以0SI作为参考模型。但省略了3〜6层，同吋又增加了服务层。Profibus-DP使用了第一层（物理层），第二层（数据链路层）和用户接口，第三层到第七层未加以描述。这种结构确保了数据传输的快速和有效进行。用户接口规定了用户系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同Profibus-DP设备的设备行为，还提供了传输用的RS485传输技术或光纤传输技术。（二）、PROFIBUS技术的体系结构PROFIBUS技术由三个兼容

4、的部分构成，它们分别是：（1）Profibus-DP,是主站和从站间采用轮循的通讯方式，主要适用于自动化系统中现场级和单元级通信，其通讯速率可以达到12M，并II能够连接智能马达控制器、执行结构、远程I/O、阀门定位器、人机界面HMI和变频器等智能设备。Profibus-DP的基本功能和特征：1.远程离高速通信2.分布试结构3.易于安装、开放式的通讯网络4.可靠性高、具备自诊断功能。（2）Profibus-PA,是电源和通信数据通过总线并进行传输，主要适用于面向过程自动化系统中现场级和单元级通信，艽通讯速率为31.25kb/s,并且能够连接现场智能仪表；（3）Profibus-FMS,其

5、定义了主站和主站间的通讯模型，主要适用于自动化系统中车间级和系统级的过程数据交换。三、控制组态（一）、闭环控制闭环控制用于需要稳定、定量的工艺参数的控制。若测量单元故障，控制器冋路自动切换至手动，且于控制室进行事敌报警。可从控制室操作员站选择调整调节冋路参数（PID参量常数值），授权级别保护进入调整的状态。工艺中流量、液位、温度、压力、PH、电位的控制大都采用闭环控制，闭环控制通过CFC组态来实现。投料系统中对原料的取料称重就是采用闭环控制方式，实现对原料的准确投料控制。（二）、开环控制开环控制用于控制像开关阀及电磁阀等独立的设备。能实现电机的远程/就地控制，手动、自动的切换。开环控制能

6、实现开关阀及电磁阀的开、关操作，只反馈全开、全关状态。开环控制通过CFC组态来实现。投料系统中控制要求不高的各传送带使用开环控制方式，简单可靠易维护。（三）、顺序控制顺序控制采用SFC组态来实现，用于执行一组逻辑控制和程序流控制（像条件的跳变和重复）。带有详尽的用户界面用于程序运行监督及一个逐步控制的规定。投料系统中对多种原料添加吋皮带的顺序传送则是采用顺序控制。（四）、保护、联锁、限位值控制保护、联锁、限位值控制功能通过软件执行，通过CFC组态来实现，用于设备的保护和工艺流程的稳定。如各大功率电机设备都包含有安全保护和工艺联锁，当安全保护吋，就地启动不起作用。四、电振机变频控制的实现。

7、（一）、硬件配置①根据电机参数及变频范围（0〜50Hz）,选用ABBACS550-01-038A-4变频器。在变频器的SLOT2插槽内插入RPBA-01适配器模块，变频器的通讯接口通过RPBA-01适配器模块与Profibus-DP网络连接，它将变频器连接到•一个PROFIBUS网络，与控制器PLC进行通信。②依系统工艺控制要求，PLC选择西门子S7-400，选择带PROFIBUS网络接U的CPU416-2DP,方便与PROFIBU