PROFIBUS總線實現工業網絡

前言

　　PROFIBUS現場總線可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。

　　網絡是企業綜合自動化的基礎,在整個企業的網絡體系結構中,現場總線處于基礎地位,因此構建完整的現場總線控制網絡模型具有重要的意義。這種模型延伸到控 制領域的最高層,即管理決策層,因此要求控制網絡和信息網絡緊密結合,保證從底層現場設備到頂層生產管理之間,正確的數據傳輸和數據轉發。OPC規范以 OLE/DCOM為技術基礎，而OLE/DCOM支持TCP/IP等網絡協議，因此可以將各個子系統從物理上分開，分布于網絡的不同節點上。OPC標準保 證了自動化系統之間及商業系統之間可以經過工廠來共享信息和相互操作，因此采用OPC接口技術可以使控制網絡與管理信息網絡實現無縫聯接。

　　1、系統設計需求與任務

　　為了與國際接軌，實現企業的信息化、現代化要求。廣東某堿廠擬建成完善的企業管理、生產過程監控的信息網絡系統，利用先進的技術實現網絡互聯， 建成一個適合現代化辦公及工業過程控制的網絡系統，與此同時，使其與廣域網的互聯，實現信息的充分共享和信息發送的安全機制。系統將廠區6個生產車間近 856個溫度、壓力和液面等測試點及報警點在中央控制室全集中監控，并將現場設備的實時數據發布到公司網頁，用戶可在瀏覽器上進行瀏覽訪問，實現對各類信 息數據的共享。要求控制網絡具有很高的實時性、可靠性、數據完整性和可用性，各控制分站可以實現對現場級工業設備進行安全可靠的監視控制，并具有友好美觀 的人機界面，能夠動態顯示工藝流程，并且參數設置簡單，歷史、實時趨勢曲線查詢、報警及報表自動打印等功能。

　　2、系統的設計

　　數據采集與遠程監控系統是利用S7-300系列的CPU315-2DP可編程序控制器及PROFIBUS-DP通信模塊、擴展I/O 模塊等通過PROFIBUS現場總線互聯構成。各控制分站數據采集、監測系統綜合布線以PROFIBUS-DP為主架結構，在6個車間根據輸入點的不同， 用14個S-300的PLC及I/O擴展模塊連接工業現場的傳感器;控制分站把PLC采集到的現場實時數據利用PROFIBUS總線送到主控制室的主檢測 計算機上顯示。并結合資源信息共享的要求，利用PROFIBUS總線和INTERNET技術建成完善的企業管理、生產過程監控的信息網絡系統，實現控制網 絡與信息網絡的緊密集成。控制網絡通過實時數據庫和OPC接口技術實現與信息網絡的互聯，建立企業綜合實時信息庫，為企業的優化控制、調度決策提供依據。

　　廣東某堿廠數據采集與遠程監控系統主要由分布式I/O數據采集、主站監控、遠程監控、公司內局域網、過程控制，網絡綜合布線等子系統組成。

　　系統結構與配置如下所示：

　　2.1數據采集與監控系統

　　根據廣東某堿廠數據采集與遠程監控系統的特點，采用西門子公司的全集成自動化產品構成。采用S7-300系列的CPU315-2DP及 PROFIBUS-DP通信模塊、擴展I/O 模塊SIMATIC ET200M等構成數據采集系統，通過PROFIBUS總線集成;經多方考慮，該方案具有較高的性能價格比。在傳統的工廠自動化中，輸入/輸出設備連接到 一個集中的機架，在設備改變和系統擴展時,導致接線工作量大，成本高，柔性度低;系統應用SIMATIC ET200分布式I/O通過開放的、標準化的現場總線系 統來連接部件，是解決這些問題的最佳方案。控制分站人機界面采用西門子全集成的PROTOOL組態軟件，開發出友好美觀的人機界面，能夠動態顯示工藝流 程，并且使其參數設置簡單，歷史、實時趨勢曲線查詢、報警及報表自動打印等功能;現場執行級設備由PLC集中控制，并采用自適應、模糊、智能PID等控制 算法編程，使其控制安全可靠，實現單元級設備的優化控制，能夠滿足現場設備的各種控制要求。

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