PROFIBUS現場總線在2300軋鋼機組的應用

石 磊

（太鋼集團公司， 山西 太原 030003）

PROFIBUS定義了串行現場總線系統的技術和功能特征，利用該總線系統，可以組網連接底層（傳感器/執行器層）的分布式數字可編程現場控制器和中間執行層設備。PROFIBUS由3部分組成，即 PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA。

（1）PROFIBUS-FMS定義了主站與主站之間的通信模型，它使用了OSI 7層模型的第1層、第2層和第7層。第7層包括現場總線報文規范FMS和低層接口LLI。FMS主要用于系統級和車間級的不同供應商的自動化系統之間的數據傳輸，處理單元級的多主站數據通信，為解決復雜的通信任務提供了很大的靈活性。

（2）PROFIBUS-DP用于自動化系統中單元級控制設備與分布式I/O的通信，可以取代4~20 mA模擬信號的傳輸。PROFIBUS-DP使用第1層、第2層和用戶接口層，第3~7層未使用，這種精簡的結構確保了高速數據傳輸。PROFIBUS-DP特別適合于PLC與現場分布式I/O設備之間的通信。

（3）PROFIBUS-PA用于過程自動化的現場傳感器和執行器的低速數據傳輸，使用擴展的PROFIBUS-DP協議，此外還描述了現場設備行為的PA行規。

1 2300軋鋼機組電氣控制系統簡介

2300軋鋼機組建成于20世紀60年代，采用傳統的電氣繼電控制，控制思想落后、電纜繁多，線路復雜，故障與報警系統不完善，經常因電氣故障造成機組停產。鑒于以上情況，在2006年對2300軋鋼機組的電氣設備進行了改造。在控制系統上采用SIEMENSPLCS7-300，大型直流電動機采用SIEMENS SIMADYN D控制，壓下控制系統采用6RA70直流傳動裝置控制，對于其他一些皮帶軌道和公共輔助設備主要采用59O直流控制裝置和MM440交流傳動裝置進行控制。采用WINCC系統并與PLC之間進行通訊，制作完整的報警監控畫面，具備歷史曲線查詢和記憶功能。現場6個ET200站和26臺交直流控制裝置與PLC之間采用PROFIBUS-DP通信，進行數據傳輸與交換，保證整體生產工藝快速、準確地按照邏輯步驟運行。

2 PROFIBUS-DP在2300軋鋼機組的應用及其特點

在PROFIBUS現場總線中，PROFIBUS-DP的應用最廣，主要用于PLC與分布式I/O和現場設備的高速數據通信，典型的DP配置是單主站結構，也可以是多主站結構。各主站間為令牌傳送，主站與從站之間為主，從循環傳送，支持單主站或多主站系統，總線上最多126個站。可以采用點對點用戶數據通信、廣播方式和循環主，從用戶數據通信。2300軋鋼機組的通訊就采用的是PROFIBUS-DP單主站結構。以PLC作為主站，各個ET站和交直流數字控制裝置作為從站，采用主從方式進行通信，主站與從站之間為主，從循環傳送。PLC系統配有多條PROFIBUS-DP網絡，把交流數字控制裝置、直流數字控制裝置、遠程ET200操作站分段組成網絡，不但提高了系統的響應速度，同時也增加了系統的安全穩定性。

2300軋鋼機組采用了PROFIBUS-DP網絡后，主要有以下優點：①減少了大量的控制電纜和控制柜，節約了硬件成本。②增加了系統的安全性與穩定性。③PROFIBUS-DP本身具備診斷和保護功能，維護方便快捷。④變量采集方便，監控報警、故障檢測、歷史曲線記錄等功能得到了完善。⑤減少了工程施工量，節約了施工成本。⑥生產人員操作快捷簡單，具有完善的安全互鎖功能。⑦控制邏輯軟件程序化，減少了故障點，保證了系統運行的平穩性。⑧具有高度的系統集成主動權，便于管理與調度指揮。

3 結束語

PROFIBUS-DP現場總線在2300軋鋼機組得到了成功的應用，無論是從最初的設計與安裝，還是后期的調試與維護，都顯示出了該系統的強大功能和優越性。不但節約了改造成本，而且還保證了機組運行的穩定性，特別是多層次、多角度的故障監控能力，相當于又增加了“一雙眼睛”和“一對耳朵”，使得系統的性能得到了大幅度的提高，為生產保障提供了有力的支持。