PROFIBUS_DP技術在板坯連鑄機系統中的應用
板坯連鑄機電氣基礎自動化控制系統是保證連鑄機正常生產的關鍵系統,相對其它系統而言,對于系統硬件的可靠性、穩定性上要求更高。濟鋼三煉鋼板坯連鑄機基礎自動化控制系統,采用德國SIEMENS公司的S7系列產品,組合成儀控合一的基礎自動化控制系統,PLC之間相互通訊的媒介為PROFIBUS總線。PROFIBUS總線在板坯連鑄機系統中應用廣泛,在設備運行過程中顯示出了它強大的穩定性和可靠性。
2PROFIBUS總線簡介
PROFIBUS協議結構是根據ISO7498國際標準,以開放式系統互聯網絡(OpenSystemInterconnection-OSI)作為參考模型的。該模型共有七層,第一層為物理層,第二層為數據鏈路層,第三-六層未使用,第七層為應用層亦即用戶接口層。用戶接口規定了用戶及系統以及不同設備可調用的應用功能,并詳細說明了各種不同PROFIBUS設備的設備行為。PROFIBUS由三個兼容部分組成,即:(1)PROFIBUS_DP(DecentralizedPeriphery)是一種高速低成本通信,用于設備級控制系統與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS_DP可取代24VDC或4-20mA信號傳輸;(2)PROFIBUS_PA(ProcessAutomatic)專為過程自動化設計,可使傳感器和執行機構聯在一根總線上,并有本征安全規范;(3)PROFIBUS_FMS(FieldbusMessageSpecification)用于車間級監控網絡,是一個令牌結構,實時多主網絡。
3種PROFIBUS(DP、FMS、PA)均使用一致的總線存取協議。該協議是通過OSI參考模型第二層(數據鏈路層)來實現的。它包括了保證數據可靠性技術及傳輸協議和報文處理。但以PROFIBUS_DP的高速、高可靠性、低成本通信應用最為廣泛,濟鋼三煉鋼板坯連鑄機系統中的網絡通訊采用的就是PROFIBUS_DP總線。其特征及現場應用介紹如下。
3PROFIBUS_DP控制網絡在連鑄機中的應用
3.1連鑄機系統總線的選取
在種類繁多的現場總線中,PROFIBUS_DP以高速低成本通信的優勢,用于設備級控制系統與分散式I/O的通信,滿足了生產過程現場級數據可存取性的重要要求,使用PROFIBUS_DP可取代24VDC或4-20mA信號傳輸的通信需求。另一方面又具有單元級領域的所有網絡通信功能。特別在現場“分散I/O”領域,大量的、各種各樣的、可連接的現場設備,如:變頻器、MP270、C7等都可連接使用。現場PROFIBUS_DP應用中采用RS-485雙絞線作為傳輸介質,波特率為1.5Mbit/s。
3.2連鑄機系統PROFIBUS_DP總線的結構形式
PROFIBUS_DP現場總線技術的存取控制,一方面同一級的可編程序控制器或PC之間的通信必須使每一個總線站(節點)在確定的時間范圍內能獲得足夠的機會來處理它自己的通信任務。另一方面,復雜的PLC或PC與簡單的分散的過程I/O外圍設備之間的數據交換必須是快速而準確的。
(1)總線主-從程序。三煉鋼連鑄基礎自動化系統有四大主PLC及結晶器液位、結晶其調寬和各單體設備PLC組成,各PLC即相互獨立,又通過PROFIBUS_DP總線相互聯系通訊,單就其四大主站單體而言,其中PLC作為主站,它負責在預定的信息周期內循環與從站交換信息,發送控制信息,讀取從站的狀態等,如圖1。
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