基于profibus的海上油田注聚控制系统设计与应用

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1、基于Profibus的海上油田注聚控制系统设计与应用　　摘要：本文介绍了基于Profibus-DP总线的海上石油平台注聚控制系统。该系统以组态王为上位机，S7-300为主站，8台变频器为从站，通过Profibus-DP总线控制多台ABBACS800变频器。　　关键词：Profibus-DP通讯；西门子PLC；ABB变频器　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.044　　海上石油平台注聚控制系统位于一个具有正压防爆功能的集装箱内，是一个中型的PLC控制系统，

2、采用西门子S7-300315-2DP作为中央控制单元。有8台变频器，每个变频器有启停控制、频率给定、运行状态、运行频率等4个控制运行信号，如果采用常规的方式PLC+硬线控制，则需要8个DI、8个DO、8个AI、8个AO，PLC需增加扩展模块DI一块、DO一块、AI一块、AO两块、IM365一块，还需要增加输出继电器、输入继电器、线槽空间等。导致控制系统占用空间增加，集装箱布置不下、布线系统复杂，、故障率高等一系列问题。而采用PROFIBUS总线控制方式可以规避以上问题。　　1PROFIBUS总线

3、简介　　常用的Profibus-DP是总线技术应用的一种，基本特征是：全部设备均与总线连接，每个分段上最多可接32个站（主站或从站），每段的总线终端电阻确保操作运行不发生误差，两个总线终端电阻必须一直有电源；采用拓朴结构，保证在运行期间，接入或断开一个或多个站时，不会影响其它站的工作。　　2系统的设计　　2.1硬件设计　　上位机软件：组态王，与下位机MPI通讯。　　主站：西门子315-2DP一个，带两个通讯口，一个口是MPI，与上位机进行通讯。一个口为DP通讯。　　从站：ABBACS800变频器

4、8台，由于ACS800变频器不带DP通讯，每个变频器需要增加ABBRPBA01DP适配器模块。　　总线连接器：9个。　　2.2西门子S7-300概述　　S7-300PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。此项目使用的是CPU315-2DP，有两个通讯接口。　　2.3ACS800变频器及参数设置　　ACS800变频器与CPUS7-300通过现场总线连接成网络后，除了在STEP7软件进行硬

5、件组态、编写控制程序以外，在变频器上也要进行适当的参数设置。除了常用的参数外，还需要进行通讯参数的设置。其中99组参数为电机参数，按照铭牌数据进行设置。PROFIBUS-DP通讯需要设置的参数。　　10.01COMM.CW11.03COMM.REF16.01YES30.18FAULT51.04451.0610498.02FIELDBUS98.07ABBDRIVERS　　3硬件组态　　运行STEP7软件包，进行S7-300硬件组态，首先对计算机参数做相应设置，如通信端口设定，波特率设定、MPI地址

6、设定，然后通过MPI端口对S7-300进行硬件组态，新建一机架，在机架上配置电源，CPU、AI模块，其中在CPU中设定MPI地址为2，DP主站地址为2。然后对变频器进行组态，步骤如下：　　（1）安装ABB变频器GSD文件ABB_0812.GSD；　　（2）在系统PROFIBUS-DP硬件配置的中添加从站ABBDrivesRPBA-01站?为3、4、5、6、7、8、9、10（或其它地址号）。　　（3）插入PPOTypeModule为4；　　最后编译无误后，下载到PLC确认。　　4软件组态　　通过硬

7、件的组态，主站对从站的输出区（OUTPUT）的数据结构为：Output的第一个字是用于ABB传动通信协议的控制字CW；Output的第二个字是变频器的给定值REF1；控制字为16位，16#47E表示变频器准备合闸，16#47F表示变频器开始运行。频率值为0-50HZ，需要按比例转换成0-20000的对应值，并送入对应的PIW值。主站对从站的输入区（INPUT）的数据结构为：Input的第一个字是用于ABB传动通信协议的状态字SW；Input的第二个字是变频器的实际值ACT1（由ACS800参数9

8、2.02决定）；返回的状态字内容可以根据状态字表进行查询，常见的状态有准备运行，运行、报警、跳闸等。反馈回的变频器速度值是0-20000，需要按比例转换成0-50HZ的频率值进行显示。　　5调试　　在step7软件中，硬件配置完成后，编译并下载到CPU300之中，在线诊断各个从站的状态。有出现变频器从站不在线的情况。需要从以下几个方面进行检查：　　（1）终端的总线连接器终端电阻是否处于On状态和带电，中间的总线连接器终端电阻是否处于OFF状态。（2）终端的总线连接器进线必须从进线孔处进入。（3）