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PROFIBUS-DP現場總線在四川德勝燒結廠配料自(zì)動化中的(de)應用

日期:2012年(nián)6月5日 09:11

1.系統概述
     在鋼鐵廠煉鋼過程中,各種原料的(de)配料比的(de)精确性,直接影響到鋼材的(de)等級質量!我公司針對鋼鐵行業配料開發的(de)配料綜合自(zì)動化系統,既保證了生産過程的(de)先進、可(kě)靠、合理(lǐ)性,又降低(dī)了投資成本。2010年(nián)4月份,在四川德勝燒結廠安裝配料系統就是典型應用!該系統共有20條配料皮帶秤生産線,選用了美國柯力的(de)重量傳感器進行精确計量,選用德國申克光電脈沖測量傳感器對皮帶稱的(de)運行速度進行監視(shì),選用AB公司的(de)變頻器對皮帶秤電機進行變速驅動,每台電子(zǐ)皮帶秤采用了我們超凡的(de)CF-910B儀表控制分站整合控制,各配料電子(zǐ)皮帶秤生産線選用AB公司的(de)可(kě)編程控制器PLC集中控制,上位機采用研華工控機,由Wincc軟件實現系統組态控制。上位系統的(de)通訊網絡采用Ethernet以太網。各個控制分站、交流變頻器與AB公司的(de)可(kě)編程控制器PLC之間以Profibus-DP協議方式相連。它完全與電位無關地(dì)運行,其優點是,不必花費昂貴的(de)等電位連接費用,且大大增強了網絡的(de)可(kě)靠性。 其網絡拓撲圖:
 

 

 

 

 

2.工藝要求
針對生産配料需要,能根據配料方案,将物料按比率自(zì)動分配給各電子(zǐ)皮帶秤,同時對各配料重量進行統計!

3. 本項目通訊的(de)數據
3.1、儀表控制分站上傳數據:
變量名               類型    相對地(dì)址       格式         備注
瞬時流量值          float       0-3     XXXX.XX          t/h
累計量              Long        4-7     XXXXXX           t
1号變頻器控制輸出   int         8-9     XXX              0-500整型數對應變頻器0-50赫茲
2号變頻器控制輸出   int        10-11    XXX              0-500整型數對應變頻器0-50赫茲
帶  速              float      12-15    X.XXX            m/s
皮帶秤遠程就地(dì)      byte       16        x                (1:遠程/0:就地(dì))
通訊正常            byte       17        x                (1:正常/0:不正常)
3.2 儀表控制分站接受主站輸出數據:
變量名               類型    相對地(dì)址     格式           備注
設定流量值          float      0-3       XXXX.XX        t/h
總累計清零          char       4-5                      (10進制256:清零/0:不變)

4.采用Profibus的(de)原因
超凡的(de)CF-910B儀表控制站共有三種通訊方式:
傳統的(de)4-20ma模拟通訊方式,缺點:精度差、可(kě)靠性不強、
Rs422超凡通訊方式,缺點:兼容性差
內(nèi)嵌PROFIBUS-DP總線橋通用通訊方式
前兩種通訊方式的(de)缺點,成就了PROFIBUS通訊
PROFIBUS 是一(yī)種具有廣泛應用範圍的(de)、開放的(de)數字通信系統,适合于快速、時間要求嚴格的(de)應用和(hé)複雜的(de)通信任務,特别适用于工廠自(zì)動化和(hé)過程自(zì)動化領域。
     PROFIBUS-DP是一(yī)種經過優化的(de)高(gāo)速通信連接,是專為(wèi)自(zì)動控制和(hé)設備級分散I/O之間的(de)通信設計的(de),主要側重用于工廠自(zì)動化,用于分布式控制系統的(de)高(gāo)速數據傳輸,其傳輸速率高(gāo)達12Mbps。截止目前,DP的(de)應用占到整個PROFIBUS應用的(de)80%安裝實例,代表了PROFIBUS的(de)技術精華和(hé)特點。
    正是基于Profibus現場總線技術上的(de)成熟和(hé)開放兼容性,以及實際應用後的(de)經濟效果,因此我們超凡的(de)90%的(de)儀表控制站采用了它。

5、內(nèi)嵌PROFIBUS-DP總線橋的(de)實現
    我們在OEM北京鼎實創新科技的(de)嵌入式PROFIBUS-DP總線橋之前,我們自(zì)己也試圖設計儀表內(nèi)嵌PROFIBUS-DP總線橋,但考慮到可(kě)靠性,同時鼎實科技的(de)嵌入式PROFIBUS-DP總線橋接口方便,低(dī)成本促使我們直接選擇了它!
硬件接口:直接用儀表MCU的(de)UART與其連接,并提供一(yī)個獨立的(de)+5V電源!如(rú)圖:

 

 

 

 

軟件接口過程:1、發送初始化報文,清空接收區,初始化總線橋;2、顯示初始化結果,成功顯示“AA”,失敗顯示“00”;3、成功,進入數據的(de)交換。
6.Profibus-DP組态說明
    在以上的(de)配料自(zì)動化控制系統中,Profibus-DP現場總線應用在交流變頻器、超凡儀表CF-910B與AB公司PLC之間的(de)通訊上。
6.1硬件組态
    Profibus-DP總線共有41個站,分别是AB公司PLC作為(wèi)Master,站号設定:2;其餘均為(wèi)Slave,它們有超凡儀表CF-910B,站号設定:3-22;交流變頻器,站号設定:23-42。主站上應用AB公司PLC的(de)
DP模塊。BUS終端器設定一(yī)定要正确,即BUS末端為(wèi)ON,前面接點為(wèi)OFF。通訊距離(lí)約為(wèi)800m。如(rú)圖:

 

 

 

 

 

 

 Profibus-DP的(de)布線嚴格按照适配模件的(de)說明來接線,通訊電纜用Profibus-DP總線專用電纜。屏蔽層的(de)接線保證了單端接地(dì)。
6.2軟件組态
    在本系統中變頻器和(hé)PLC選用的(de)都是AB公司的(de),确保了參數匹配正确,在Master站AB公司PLC上,要對DP進行組态,通過自(zì)帶軟件包結合ProfiDrive的(de)定義程序來進行。組态的(de)關鍵是正确地(dì)選擇Profibus-DP的(de)方式,或相關的(de)GSD設備描述文件,在本項目中,使用超凡自(zì)帶的(de)CF-910GSD設備描述文件()!PROFIBUS通訊按照标準20字節入,8字節出,通訊速率選擇為(wèi)19.2kB/s。根據實際的(de)應用效果看,該速率滿足系統的(de)信号交換要求。

7.設計、安裝和(hé)調試體會
    在本次配料自(zì)動化控制系統的(de)設計、安裝和(hé)調試過程中,Profibus-DP的(de)應用無疑是正确的(de),隻是在現場安裝過程中,要改進和(hé)注意以下幾點:
(1) DP電纜接頭既要保證連通,也要保證其牢固性!
(2)嵌入式PROFIBUS-DP總線橋與儀表的(de)物理(lǐ)接口采用16P雙排插針,無其他固定,出現過不可(kě)靠情況,後面的(de)工程中物理(lǐ)接口如(rú)還采用16P雙排插針,一(yī)定要有其他固定,以保證接觸牢靠。
(3)考慮現場安裝條件與原始設計和(hé)系統要求有差異時,要有預備解決方案。
    随着我們超凡公司的(de)自(zì)動配料系統在各個行業的(de)成功應用,加上PROFIBUS 總線強大的(de)生命力,PROFIBUS-DP也會得到越來越廣泛的(de)應用。