PROFIBUS-DP通訊在DCS中的應用

廖仕達

（福建馬坑礦業股份有限公司）

選礦廠陶瓷過濾機通過抽取陶瓷板內腔的真空，產生與外部的壓差，使礦漿槽內鐵精礦在負壓作用下吸附在陶瓷板上。鐵精礦因不能通過陶瓷板上的細小微孔被截留在陶瓷板表面，而液體因真空壓差的作用以及陶瓷板的親水性順利通過陶瓷板進入氣液分配裝置外排，達到固液分離的目的。陶瓷過濾機的高效、平穩運行，對生產鐵精礦至關重要［1-3］。

早期，某選礦廠過濾車間有陶瓷過濾機8臺、濃縮磁選機4臺、溢流泵4臺、濾液泵2臺、下料膠帶2條，由于自動化程度不高，需配置較多的崗位人員才能保證車間正常生產，且崗位人員勞動強度大。為此，采用PROFIBUS-DP通訊方式，完成自動化控制系統CPU與陶瓷過濾機CPU之間的通訊，實現陶瓷過濾機的遠程控制，提高對陶瓷過濾機的狀態監測，為生產車間高效、平穩運行打下基礎［4-5］。

1 系統配置和通訊網絡

（1）選礦自動化控制系統核心采用西門子PLC-1500系列CPU，型號為1518-4 PN/DP，該模塊有3個PROFINET接口，1個PROFIBUS-DP接口，支持PROFINET和PROFIBUS-DP通訊。

（2）陶瓷過濾機采用西門子PLC-300系列CPU，型號314C-2DP，該模塊組合的MPI/DP接口用于DP主站或DP從站，支持PROFIBUS-DP通訊。

因過濾車間距選礦自動化控制系統主控柜距離約500 m，且過濾車間有一I/O柜，主控柜與車間I/O柜通過交換機和光纖采用PROFINET方式通訊。根據實際，最終將PROFIBUS-DP通訊通過IE/PB LINK PN IO模塊轉換成PROFINET通訊。通訊網絡見圖1。

2 通訊配置

2.1 陶瓷過濾機地址表

獲取陶瓷過濾機地址見表1。

2.2 陶瓷過濾機配置

（1）在“硬件”DP屬性中，將“工作模式”設置成DP從站。

（2）在“硬件”DP屬性中，在“組態”欄中新建輸入、輸出，因系統所用地址已到12，故分配地址從13開始，長度16，單位字。

（3）新建FC2塊，編寫輸入輸出程序（圖2）。

（4）修改設備、加水閥、配水閥、吹堵閥、槽洗閥等的開、停程序，實現遠程控制功能。設備開停機程序修改見圖3。

2.3 選礦廠自動化控制系統配置

（1）安裝陶瓷過濾機CPU314C-2DP訂貨號為6ES7 314-6CH04-0AB0的GSD文件。

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（2）將安裝好的CPU314C-2DP模塊拖入硬件組態界面，PROFIBUS地址設置為陶瓷過濾機PROFIBUS地址11。

（3）將CPU314C-2DP通訊模塊進行配置，依次添加Master_I Slave_Q 16 Wo unit模塊和Master_Q Slave_I 16 Wo unit模塊，系統自動分配I地址2334-2365，Q地址720-751。陶瓷過濾機與選礦廠自動化控制系統通訊地址見表2。

（4）在“博圖”軟件中新建“FC”塊，通過SUB、MUL、DIV、ADD等指令，將料位計、液位計、真空壓力、酸位計等模擬量數據進行處理，得到最終實際數據，公式為

式中，I為輸入值；I_L為輸入值下限；I_H為輸入值上限；Q_L為輸出值下限；Q_H為輸出值上限；Q為輸出值。

（5）在“博圖”軟件中進行畫面組態、按鈕組態、I/O域組態，如：在I/O域組態中關聯料位計、液位計、真空壓力、酸位計等模擬量的變量；在按鈕組態中添加事假“按鼠標左鍵→置位位→關聯置位變量，釋放鼠標左鍵→復位位→關聯復位變量”。

3 系統改造前后對比分析

完成選廠自動化控制系統CPU與陶瓷過濾機CPU之間的通訊，能夠對陶瓷過濾機進行遠程控制和狀態監測，系統改造前后對比分析見表3。

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4 結論

某選礦廠實現了自動化控制系統與陶瓷過濾機之間的PROFIBUS-DP通訊，加強了選礦廠對現場設備的集中管理和分散控制，解決了崗位人員勞動強度高和陶瓷過濾機無法遠程控制的問題。同時，通過對陶瓷過濾機的狀態監測，提高了對設備的精細化管理，可保證生產更加高效、穩定。