基于Profibus-DP的通訊在寬厚板熱處理系統中的應用

　　在預處理區DP網絡中,S7-400 PLC主站與S7-300 PLC之間的通訊和與1#熱處理爐、3#熱處理爐之間的通訊采用的是通過DP/DP COUPLER連接的方法。對于DP/DP COUPLER連接的兩個網段,通訊速率可以不同,因此DP/DP COUPLER非常適用于不同通訊速率的兩個PROFIBUS-DP主站系統之間的數據通訊,但對于通訊數據區,網絡1的輸入區必須和網絡2的輸出區完全對應,同樣網絡2的輸入區必須和網絡1的輸出區完全對應,否則會造成通訊故障。

　　3.3 硬件組態

　　通過Profibus-DP網連接,整個系統構成了一個全數字、全網絡化系統,成為能完成組態、運行、操作等功能的完整的控制網絡系統。預處理區系統的硬件組態如圖2所示。

　　預處理區系統PLC主站由一塊電源模塊PS 407 10A、一塊CPU模塊 416-2 DP、6塊DP通訊模塊CP 443-5、1塊以太網通訊模塊CP 443-1、一塊數字量輸入模板和一塊數字量輸出模板組成。結合圖1和圖2可以看出,磁盤上料和拋丸機通過地址是8和6的兩塊DP/DP COUPLER與預處理區系統通訊,在此系統中直接掛在416-2 CPU自帶的DP端口;系統中所有設備的變頻器掛在第一塊CP 443-5模塊;與三號熱處理爐通訊的DP/DP COUPLER和ET200站RIO05掛在第二塊CP 443-5模塊;ET200站RIO04和6個編碼器掛在第三塊CP 443-5模塊;H7系統的EM277、ET200站RIO01、ET200站RIO02和7個編碼器掛在第四塊CP 443-5模塊;ET200站RIO03、ET200站RIO06、ET200站RIO02和2個編碼器掛在第五塊CP 443-5模塊;與一號熱處理爐通訊的DP/DP COUPLER掛在第六塊CP 443-5模塊。

　　在S7-400中,不需要為現場總線編寫通訊程序,只要通過STEP 7軟件包對DP主站和所有DP從站進行硬件組態,統一分配地址即可[3]。

　　由于在上述硬件組態過程中已經解決了網絡的通訊問題,所以在編程時無須考慮通訊問題,只要像對一臺PLC那樣對所有I/O地址編程即可。由此可見使用PROFIBUS—DP現場總線具有“硬件分散,軟件集中”的特點。

　　3.4 Profibus的故障診斷

　　Profibus是一種抗干擾性比較強的現場總線,但不時還會發生一些故障。在處理故障的過程中我們發現,造成Profibus通訊出現故障的原因,80%都是最簡單的原因,比如:現場沒有接地處理、布線時與動力電纜沒有分開等等。

　　現場診斷一般會使用到BT200和示波器等設備。BT200是西門子的提供的Profibus網絡診斷設備,可以進行網絡距離檢測,網絡連接的質量的檢查(比如斷線、短路等等);而示波器常常用于檢測Profibus通訊的波形[4]。

　　STEP7等編程工具也可以做為網絡診斷的一種工具。在STEP7軟件中,提供了“在線診斷”的功能,可以實時的對Profibus網絡進行最直接的診斷。比如:哪些從站出現故障,可在STEP7的診斷緩沖區中直接得到故障信息。STEP7還提供了一些Profibus的診斷功能塊,比如FB125/FC125等,方便用戶通過編程的方式在程序運行中診斷ProfibusS網絡中出現的故障,同時可將故障信息直接顯示在上位機畫面上。

　　4 結束語

　　本系統在試運行后,運行安全、穩定、可靠,能夠滿足萊鋼寬厚板熱處理生產所需的各項工藝技術指標,系統采用Profibus-DP現場總線方式,PLC通過DP線連接各個ET200站和現場設備,減少了現場電纜的數量和接線工作量,降低了系統故障率。由于所有的測控信息通過總線通信來實現,全數字通信取代了模擬信號的傳輸,提高了系統的控制精度,取得了比較明顯的經濟效益和社會效益。