摘 要：簡述電氣系統(tǒng)的配置，著重介紹了SIEMENS公司PROFIBUS—DP總線技術(shù)在該生產(chǎn)線中的應(yīng)用，闡述了主站PLC與從站直流調(diào)速系統(tǒng)6RA70，交流調(diào)速系統(tǒng)6SE70以及遠(yuǎn)程ET2OOM的PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成。就從站的交直流調(diào)速系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)過程數(shù)據(jù)以及使用STEP7編程軟件對PROFIBUS—DP總線的組態(tài)方法等作了說明。 關(guān)鍵詞：PLC PROFIBUS—DP 6RA70 6SE70 ET200M CBP PP17 1 概述 　　淮鋼全國產(chǎn)化40萬t棒材生產(chǎn)線的電氣自動(dòng)化，電氣傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，設(shè)備制造以及設(shè)備的調(diào)試工作由北京金自天正股份有限公司負(fù)責(zé)，該項(xiàng)目于2001年元月開工建設(shè)，7月開始設(shè)備安裝，于10月26日一次試車成功， 目前生產(chǎn)已基本正常，月產(chǎn)量已達(dá)5萬t。 2 電氣系統(tǒng)的總體配置 　　該系統(tǒng)配置有5 臺(tái)SIEMENS 公司S7—400PLC，其中PLC1主要用于加熱爐的燃燒控制，PLC2用于爐區(qū)及軋線區(qū)域的輔助控制，PLC3用于主軋線的控制，PLC4用于3臺(tái)飛剪的控制，PLC5用于冷床及精整區(qū)域的控制；配置有5個(gè)操作站，加熱爐區(qū)域、軋機(jī)區(qū)域、冷剪區(qū)域、精整區(qū)域各一個(gè)站，另外還在主電室設(shè)有工程師站， 每個(gè)操作站均配有SIEMENS公司PIII工控機(jī)，操作面板采用SIEMENS公司的PP17，各操作站操作系統(tǒng)為中文Windows NT4．0， 監(jiān)控畫面采用美國Intellution公司的FIX DMACS軟件編制。操作站內(nèi)現(xiàn)場的潤滑、液壓系統(tǒng)以及軋機(jī)區(qū)域配置有21臺(tái)ET2OOM， 主傳動(dòng)采用SIEMENS公司6RA70系列產(chǎn)品，交流輔傳動(dòng)采用SIEMENS公司6SE70系列產(chǎn)品，主輔傳動(dòng)都配有一塊CBP通訊模板，用于6RA70，6SE70調(diào)速裝置的PROFIBUS—DP接口板。操作站、工程師站、PLC之間的通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)（Industrial Ethernet），通訊介質(zhì)采用同軸電纜，PROFIBUS—DP網(wǎng)主要完成PLC設(shè)備與6RA70、6SE70、PP17以及遠(yuǎn)程ET2OOM之間的數(shù)據(jù)信息通訊功能，PROFIBUS—DP網(wǎng)的通訊介質(zhì)采用工業(yè)屏蔽雙絞線。 3 PROFIBUS的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì) 3．1 PROFIBUS簡介 　　PROFIBUS是SIE婭NS公司1987年推出的，主要應(yīng)用于可編程序控制器。它由一系列互相兼容的模塊構(gòu)成，其主要有3種協(xié)議模式， 它們是PROFIBUS—FNS、PROFIBUS—DP和PROFIBUS—PA?；翠摪舨纳a(chǎn)線的現(xiàn)場總線采用的是PROFIBUS—DP，它采用RS一485傳輸技術(shù)。 3．2 主站S7—400系統(tǒng) 　　用于主站S7—400系列PLC的CPU選型為CPU414-2DP和CPU416—2DP，該型CPU數(shù)學(xué)處理能力極強(qiáng)，帶有內(nèi)部集成的PROFIBUS—DP接口，其組態(tài)靈活，速度快，操作簡潔，每個(gè)PLC均采用一塊CPU模板，數(shù)塊SM422、SM421模板，完成整條軋線在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的順序控制和閉環(huán)控制，由于從站較多，每臺(tái)PLC都配置有一塊至二塊IMP7模板，完成與從站接口之間的串接，PLC4還配置有FM450計(jì)數(shù)模板和FM453定位模板，用于3臺(tái)飛剪的切頭切尾、倍尺速度以及剪刃定位的控制。 3．3 直流調(diào)速系統(tǒng)6RA7 0， 交流調(diào)速系統(tǒng)6SE70從站 　　淮鋼棒材生產(chǎn)線共采用28臺(tái)6RA70系列直流高速裝置，分別控制18條軋機(jī)，3臺(tái)飛剪、夾送輥、冷床、升降鏈、移送鏈和輸送鏈， 交流輔助傳動(dòng)共采用14臺(tái)6SE70系列交流調(diào)速裝置、分別控制入爐、出爐以及爐內(nèi)輥道，2 、4 、6 軋機(jī)用提升機(jī)，1 夾送輥、旁通輥道、水冷輥道和冷床輸入輥道，每臺(tái)6RA70和每臺(tái)6SE70調(diào)速裝置都裝配有一塊CBP通訊模板，用于6RA70、6SE70調(diào)速裝置的PROFIBUS—DP接口板、CBP通訊模板允許6RA70、6SE70用PROFIBUS—DP接口與PLC連接，CPU414—2DP、CPU416—2DP作為主站，通過CPU內(nèi)部集成的PROFIBUS—DP接口或IM467接口模塊，將6RA70、6SE70作為從站，通過CBP通訊模板，數(shù)據(jù)在PROFIBUS—DP網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)主站和從站之間快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息傳輸，用雙絞線將CPU上的PROFIBUS—DP接口或IM467接口模板分幾路或一路經(jīng)CBP與6RA70、6SE70依次連接起來，連接形式為中斷形式并且將最后一個(gè)DP接頭的選擇開關(guān)置于0N的位置，在主站硬件配置時(shí)，用STEP7軟件為每個(gè)6RA70、6SE70從站分配PROFIBUS地址，通過6RA70、6SE70的操作面板將總線地址設(shè)定到參數(shù)P918中，PLC通過CBP來訪問從站6RA70、6SE70的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為PPO（參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象），其共有5種形式，分可用數(shù)據(jù)無參數(shù)區(qū)和可用數(shù)據(jù)有參數(shù)區(qū)，可用數(shù)據(jù)無參數(shù)區(qū)（PKW）時(shí)，有2個(gè)字和6個(gè)字的過程數(shù)據(jù)（PZD）。可用數(shù)據(jù)有參數(shù)區(qū)（PKW）時(shí)，有2個(gè)、6個(gè)或10字的過程數(shù)據(jù)（PZD），、PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線周期數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?bào)文編碼結(jié)構(gòu)如下 　　使用參數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)，用于讀寫參數(shù)值，可以觀察和更改裝置的任意參數(shù)，使用過程數(shù)據(jù)區(qū)實(shí)現(xiàn)控制字和設(shè)定值（任務(wù)：主站一>從站）或狀態(tài)字和實(shí)際值（響應(yīng)：從站一>主站）的傳輸，硬件配置時(shí)可用STEP7軟件，根據(jù)系統(tǒng)在PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型、數(shù)量來選擇適當(dāng)?shù)腜PO類型，PPO類型確定后，STEP7軟件為6RA70、6SE70從站開辟對應(yīng)的DP數(shù)據(jù)區(qū)， 從而參數(shù)區(qū)和過程數(shù)據(jù)區(qū)的I／O地址被確定。 　　淮鋼棒材線的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采用的參數(shù)過程數(shù)據(jù)對象為PP04， 可用數(shù)據(jù)無參數(shù)區(qū)，有6個(gè)字過程數(shù)據(jù)，主站的DP數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)在PROFIBUS—DP的支持下，自動(dòng)周期性地與從站中的DP數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在編程時(shí)，用DP網(wǎng)絡(luò)的接收指令SFC14 ，將DP接收區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱尜A字中， 那么主站就知道了6RA70、6SE70從站中的各種邏輯狀態(tài)以及各種實(shí)際值，用戶根據(jù)這些數(shù)據(jù)編寫相應(yīng)的程序，將這些狀態(tài)和實(shí)際值傳給畫面，操作員根據(jù)畫面上的狀態(tài)和實(shí)際值來判斷6RA70和6SE70運(yùn)行的實(shí)際情況，同樣用戶將各種指令和速度參數(shù)通過存貯字，DP網(wǎng)發(fā)送指令SFC15將這些數(shù)據(jù)送到6RA70和6SE70中，實(shí)現(xiàn)主站對從站的控制。 3．4 ET2OOM，PP17從站 　　ET2OOM是一種模塊化的I／O站，通過IM一153接口與PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線連接，本系統(tǒng)中用屏蔽雙絞線將主站CPU的DP接口或主站接口模塊IM467與所有的ET2OOM從站DP接口依次串接，現(xiàn)場操作箱和操作臺(tái)上的PP17，也是一種模塊化的I／O站，其上帶有內(nèi)部集成的PROFIBUS—DP接口，其總線地址通過其背面的操作面板來設(shè)定，在S7—400做硬件配置時(shí)， STEP7為各個(gè)I／O模塊自動(dòng)分配地址， 同樣STEP7為PP17模塊自動(dòng)分配I／O地址，其I／O模塊地址與主站機(jī)架上的I／O模塊地址具有相同的意義，用戶在編程時(shí)無須考慮輸入輸出點(diǎn)是在主站上還是在從站上，也不必考慮數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，與STEP5相比，其軟件編程更為簡潔方便。 4 結(jié)束語 　　淮鋼棒材線控制系統(tǒng)采用的PROFIBUS—DP總線技術(shù)， 采用PLC為主站，6SE70，6RA70，PP17，ET2OOM為從站，主站與從站之間的數(shù)據(jù)交換是通過數(shù)字通信方式進(jìn)行的，因而為系統(tǒng)的安裝調(diào)試維護(hù)工作都帶來了極大的方便， 由于采用分級控制，使得該系統(tǒng)安全、簡單、可靠、速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，保證了該控制系統(tǒng)的可靠性。