PROFIBUS-DP技術在石灰窯電氣控制系統改造中的應用

0 引言
　　電氣控制系統中隨著PLC的問世，用PLC內部程序（虛擬繼電器）代替實際繼電器控制，已經得到廣泛應用。隨著PLC的不斷發展，控制功能越來越強大，一臺PLC可同時控制幾十臺變頻器，但控制信號的增加，需要大量的控制電纜和顯示裝置。尋求一種更高速度、更低成本、低功耗、高可靠性的控制系統，擺在我們面前。使用PROFIBUS—DP總線技術是目前最好的方法。
1 PROFIBUS—DP技術應用簡介
　　PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場總線標準，非常適合于電氣控制系統。
　　PROFIBUS通信協議已經在很多領域得到了廣泛應用，但PROFIBUS—DP從站的開發必須符合使用者的要求，所以開發PROFIBUS—DP智能從站越來越受到人們的重視，但由于PROFIBUS協議的復雜和繁瑣性，目前國內大多數廠家使用的PROFI．BUS—DP智能從站產品都是進口的。
　　2006年北京鼎實有限公司開發的嵌入式PRO—FIBUS總線橋，提供了一個簡單的接口，它廣泛用于變頻器、電機啟動保護裝置、智能高低壓電器、電氣測量裝置、各種變送器、智能現場測量設備及儀表等等。
2 PROFIBUS—DP技術在石灰窯電氣控制系統改造中的應用
2．1 石灰窯電氣控制系統中使用PROFIBUS—DP
技術的必要性
　　石灰窯電氣控制系統中，傳統的PLC控制方式見圖1，動力線和控制線都直接接入主控室柜內。由于石灰窯電氣控制系統龐大（例如某鋼廠所用石灰窯PLC控制系統中，數字量用了大約1 500點，模擬量用了大約600個點，變頻器20臺），且電氣設備分散，控制線用量很大，一套300 t石灰窯控制信號電纜的造價約占總電纜金額的40％。

　　通過加入智能儀表，使用PROFIBUS—DP總線技術（見圖2），一方面由于現場設備使用統一的通信協議，控制器只需用一根通信電纜就將分散的現場設備連接，完成對所有現場設備的監控，從而除去了控制中的傳輸導線，可節約資金30萬。另一方面傳統的電氣控制系統，大捆大捆的傳輸導線需要單獨挖電纜溝或架電纜橋架，給施工帶來很多不便，且對檢修、維修也帶來很大困難。從站的建立，保證了控制的可靠性和維修、改造的方便性。尤其對于現場控制帶來了極大的方便，人們可以在現場根據運行設備的情況，通過智能儀表給PLC和變頻器發布命令，控制電機的啟動、停止、正轉、反轉、調速等。

2．2 從站硬件組成
　　從站的核心是筆者自行開發的智能儀表，其結構框圖見圖3。

　　它由兩大部分組成，第1部分是嵌入式PRFI—BUS總線橋；第2部分是用戶產品模板：包括了用戶單片機、數據采集、數據輸出、鍵盤控制、輸出顯示和地址設置6大部分。RS485總線驅動器一側與9針D型插座相連，另一側通過光耦與SPC3相連。