基于PROFIBUS-DP網絡的鍋爐控制系統(tǒng)
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典型的工業(yè)自動化系統(tǒng)應該是三層網絡結構，它包括現場設備層、車間監(jiān)控層和工廠管理層。然而傳統(tǒng)的現場級是采用現場設備與控制器之間一對一的連接，此時信號的集成能力不強，開放性差，可靠性低，因而在此基礎上現場總線應運而生?，F場總線沖破自動化信息孤島的僵局，為企業(yè)控制信息與管理信息的集成創(chuàng)造了條件。
隨著控制、計算機通信、網絡技術的發(fā)展，自動化系統(tǒng)結構正發(fā)生巨大的變化。通過現場總線技術實現三電(電氣，儀表，計算機)集成，將基礎自動化控制網絡、過程和管理控制系統(tǒng)連接在一起，是目前自動控制領域的發(fā)展方向。本文將介紹某集中供熱鍋爐房自動化控制系統(tǒng)設計方案，通過采用現場總線技術，有效地解決了三電集成問題。
二﹑集中供熱鍋爐房自動化控制系統(tǒng)
集中供熱鍋爐房自動化控制系統(tǒng)由基礎自動化控制系統(tǒng)﹑過程與管理控制系統(tǒng)組成。通過ProfiBus現場總線技術，實現網絡中儀表﹑電氣控制系統(tǒng)的通信；同時還可以采用以太網技術實現基礎自動化控制系統(tǒng)和過程與管理控制系統(tǒng)之間的通信?，F場總線控制系統(tǒng)圖見下：
?。?）基礎控制系統(tǒng)
PROFIBUS-DP網絡是網絡集成的最底層，主要是連接現場設備，如分散式I/O、傳感器、驅動器、執(zhí)行器等。主站（PLC、PC機等）負責總線通信管理及所有從站通信。本系統(tǒng)選用S7-315-2DP PLC處理器作為主站，符合EN51070標準，提供的通信功能包括MPI、DP；使用S7-200 PLC連接到PROFIBUS-DP網上作為從站，一方面主站將控制數據（如電機速度設定、傳感器溫度、壓力設定、接觸器吸合及斷開等）發(fā)送到傳動裝置；另一方面?zhèn)鲃友b置的數據（如電機轉速、傳感器流量、溫度、壓力、接觸器觸點的通斷等）通過通信傳送到主站PLC指定的寄存器地址；ET200B遠程I/O從站主要接受水系統(tǒng)及上煤系統(tǒng)數據。
（2）過程監(jiān)控系統(tǒng)
過程監(jiān)控層由操作臺計算機、控制臺計算機、PLC加以太網卡等組成工業(yè)以太網，操作臺計算機利用組態(tài)軟件WINCC實現對工作現場的監(jiān)督控制，基礎控制層將來自生產第一線的數據傳送到控制室，置于實時數據庫，進行控制及計算、動態(tài)顯示參數、報警及歷史數據保存；操作臺計算機將實時數據庫的數據送到服務器的關系數據庫中，進行保存和數據處理。
（3）生產管理系統(tǒng)
管理層采用通用的TCP/IP協議，上級領導可直接通過訪問服務器來了解現場的生產動態(tài)，也可將生產調度、計劃、等信息登記成為信息管理系統(tǒng)。
三﹑ProfiBus DP 通信
PROFIBUS現場總線是國際性的開放性現場總線標準，是一種符合IEC61158標準的現場總線，不論是在自動化儀表中還是在配電馬達控制中心系統(tǒng)中的應用均日益廣泛。PROFIBUS-DP經過優(yōu)化的高速、廉價的通信連接，是專門用于自動控制系統(tǒng)和設備及分散的I/O之間的通信網絡。
PROFIBUS-DP用于基礎控制層的高速數據傳送，主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。ProfiBus DP 的基本特性為：
?。?）速率
在一個有著32個站點的分布系統(tǒng)中，PROFIBUS-DP對所有站點傳送512bps輸入和512bps輸出，在12Mbps時只需1ms。
?。?）診斷功能
經過擴展的PROFIBUS-DP診斷能對故障快速定位。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。診斷信息分3級：本站診斷操作、模塊診斷操作和通過診斷操作。
（3）傳輸
RS-485制式雙絞線，雙線電纜或光纜。
?。?）總線存取
支持單主或多主系統(tǒng)。各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主-從傳送。
?。?）線形、星形、環(huán)形以及可選的光纖雙環(huán)形冗余。
PROFIBUS-DP的上述特點使其在工業(yè)電氣自動化領域占據了重要的地位。
本系統(tǒng)中ProfiBus DP總線完成PC與各設備之間的通信，并采用主從方式通信：主機(S7-315-2DP PLC)作為ProfiBus DP主站，以輪詢方式對下屬各從站(如ET200B﹑S7-200 PLC等)進行定周期掃描和讀寫。主機通過ProfiBus DP總線將指令傳送到對應的數據區(qū)，并將各設備返回的狀態(tài)信號從對應的數據區(qū)取出，從而實現對下屬每個設備的監(jiān)控。
本系統(tǒng)采用ProfiBus總線實現通信，是基于以下三點因素：
⑴速度方面的考慮。雖然通信速度快慢與使用介質的長度﹑類型和站點數量及數據傳送量等因素有關。但我們注意到ProfiBus的數據傳輸率最快可達12Mbps。
?、普{試和維護方面的考慮。ProfiBus總線，已被廣泛的采用。企業(yè)的設計人員﹑管理人員及技術人員對該總線的調試以及維護有一定了解，故傾向于采用ProfiBus現場總線的方案。
?、窍到y(tǒng)可擴展方面的考慮。在電氣傳動領域，不管是直流還是交流的傳動裝置，大多支持ProfiBus通信，為以后系統(tǒng)升級或擴容的方便起見，我們采用ProfiBus現場總線。
四﹑結語
基于PROFIBOS-DP現場總線的網絡控制系統(tǒng)，不僅可提高工業(yè)自動化的水平，最大限度地提高生產效率，還可以將經營、管理和其它生產活動聯系在一起；可逐步實現工廠管理與控制一體化，達到生產的柔性及自適應性。
根據以上系統(tǒng)方案，通過硬件設計﹑軟件編程﹑施工﹑調試及試運行后已投入生產﹑效果良好
參考文獻:
[1].PLCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PLC_1248813.html.
[2].RS-485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS-485_584821.html.
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