國產變頻器PROFINET總線在軋制生產線的應用

劉 東

（中冶京誠工程技術有限公司，北京 100176）

1 工程概述

進入21世紀，我國的實體經濟逐漸向新興工業發展道路轉型，這種新興工業在我國國民經濟中主要作用。軋制生產線的應用及其廣泛。隨著我國經濟的不斷發展與壯大，軋制技術也取得了長足的發展。我國通過學習引進的先進技術，自主研究和科學創新，已經躋身于軋制技術的前沿地位。自主創新的新工藝、新技術、新設備在實體制造業中起到了中流砥柱的作用。連軋生產線具有成材率高、產能好等優點，但是也存在一定的不足，這種技術所生產的產品規格比較單一，我們需要通過優化、開發相關的工藝技術和設備來克服這些不足。

大型軋機主要的傳動是采用的比較大功率的變頻器的，功率變化范圍廣，在這個級別，與直流調速相比具有很大的優勢，優勢主要是可以節約成本，降低開支，并且采用變頻調速還可以提高效率。這種機器的主傳動不僅僅功率大，而且過載能力強，正反轉變化速度快，靜轉速也快，但是動態沖擊小。

Profibus是不同于其他的一般的網絡協議的，是一種世界性公開的、不受各類約束的現場總線標準，并且通訊速率范圍廣而且快速，廣泛的應用在自動化制造、自動化生產線等各個行業。

這也為工廠實現自動化控制和現場智能化管理提供了技術支持，推動了現代化工廠的發展。但由于采用RS485物理層，采用屏蔽雙絞線進行數據底層傳輸，當受到外部信號干擾時，特別是變頻器等強電磁干擾情況下，會導致Profibus整個總線都無法工作，極大困擾和限制的技術的應用，逐步淡出主流應用市場。

2 控制方案

現場傳感器、執行機構、操作箱高度自動化，配電區域、控制單元點網絡線路很長，網絡傳輸數據質量根本就不符合現場的要求。

所以現在，工廠的控制網絡普遍采用Profinet網絡。但是其他的一些編碼器和整流器還是用傳統的通信協議，需要進行網絡通信協議轉換后升級為Profinet網絡。因此，使用Profinet網絡既可以節約成本，又可以滿足現場數據的相關要求。同時，通過使用新一代的網絡協議還可以發展新技術，不斷促進社會進步，造福人類。

Profinet網絡協議是西門子推出的最新一代的現場技術。這種技術相比上一代具有劃時代的優勢，當然也存在本質的不一樣。主要的區別分別是：工業狀態下的Profinet以太網協議是在工廠的現場發展起來的。這種網絡技術協議可以同時兼容工業以太網絡和現有的現場網絡總線技術。而且傳輸數據的速度更快，效率更高。這樣的話更有利于企業現場的管理，通過這種智能化的管理方式，不僅僅可以節約人工成本，而且與此同時還可以提高工人的工作效率。所以這種技術是值得在工廠推廣的，這樣就可以不斷提升企業的核心競爭力了。

3 網絡設計

3.1 控制系統的硬件的配置

控制系統主要包括西門子系列的PLC裝置。這種配置是以CPU為功能核心的，這種的PLC配置了兩種不同的通信模板。并且現場聯合執行。

與此同時操作臺和電氣室均設有操作臺，方便現場人員操作和網站維護。其實硬件系統主要包括三部分，一種是輸入設備，一種是輸出設備，再一種就是兩者交流的語言，也就是我們所說的網絡協議相關的內容。硬件首先是要給機器指令的，而這種指令機器是不可以直接識別的，他需要通過轉化成機器可以識別的信號來達到控制目的，而我們所說的網路協議就是這種轉化的內容，通過這種網絡協議，機器就可以識別出來我們的指令了，同時去執行我們的要求。

3.2 軟件的調試

PLC硬件與Profinet設備組態安裝完成之后，數據的可靠度傳輸主要就是依靠編程來完成了。編程的過程一般情況都比較復雜，我們通常使用結構化的編程程序，這樣可以簡化編程過程，降低編程難度，主控程序的功能塊較少。一般情況下，我們通過通信適配器模板固化在Profinet協議中，以此來進行傳輸數據，這樣的話，我們無需編程就可以完成網絡的配置，高效快捷。

4 總結

大型熱連軋機組生產線控制系統對控制水平和可控性要求較高，依賴性強，擴展性好。隨著新一代現場總線Profinet網絡的廣泛使用，現場控制將更加穩定，基于工業以太網技術，不再像Profinet受到最大速率的限制。同時，它為二級和三級系統的直接集成現場信號提供了一個有效的接口。無論是體制轉型還是項目建設都非常廣泛的推廣價值。