PROFIBUS总线在邯钢连铸连轧加热炉系统中的应用

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摘要：摘 要:本文着重介绍了网络硬件结构及软件功能,PROFIBUS技术的特点 关键词:PROFIBUS 网络 加热炉 通信 PLC 中图分类号:TG3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0032-01 邯钢连铸连轧厂的1号炉,2号炉采用的是PROFIBUS网络。 PROFIBUS网络运行已有两年

　　摘 要:本文着重介绍了网络硬件结构及软件功能,PROFIBUS技术的特点

　　关键词:PROFIBUS 网络 加热炉 通信 PLC

　　中图分类号:TG3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0032-01

　　邯钢连铸连轧厂的1号炉,2号炉采用的是PROFIBUS网络。 PROFIBUS网络运行已有两年时间,实践证明:PROFIBUS网络在提高生产效率和保证产品质量方面发挥了必不可少的作用,同时,它更好的简化了控制系统,保证了数据准确快速实时的传递。

　　1 PROFIBUS网络简介

　　PROFIBUS网络于1987年诞生,由SIEMENS公司等13家企业与5家科研机构共同研制,它是一种具有国际化、开放式、不依赖设备生产商特征的现场总线标准。此网络常被应用于广制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化中。

　　稳定的国际标准EN50170为PROFIBUS网络保证,这点是此网络是优于其他现场总线系统最大的特征,现实验证表明其特征具有普遍性。目前,加工制造、过程控制和楼宇自动化等领域都应用PROFIBUS。 在10多万成功的使用过程中,PROFIBUS的开放性和不依赖于厂商的通信的设想被实际情况验证。进过市场调查数据统计,发现:在德国和欧洲市场中,PROFIBUS网络占开放性工业现场总线系统的市场份额超过40%。PROFIBUS得到国际著名自动化技术装备的生产厂商支持,他们各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

　　1.1 网络硬件结构

　　连铸连轧1号和2号加热炉,均采用S5-135系列PLC实现控制目的,1号、2号加热炉PLC与精轧、粗轧所采用的是SINEC H1网络,1号和号加热炉的炉辊控制采用SINEC L2网络,整个自动化系统可以通过现场总线来启动、测试和诊断,SINEC L2网络主要采用了PROFIBUS-DP技术。

　　1.2 PROFIBUS网络的软件功能

　　CSP炉的出料有炉子PLC和粗轧协调完成,而传送过程是由PROFIBUS网络完成的。在收到粗轧PLC的要钢信号后,炉子PLC通过PROFIBUS网络来使板坯向炉尾方向加速至最高速度(68m/min),或将板坯从接近出口处的保温区加速到轧机传送速度(16m/min)。当板坯以最大速度运动至出料段时,炉子PLC通过PROFIBUS要将板坯速度降至粗轧机穿入速度。如果粗轧机出现故障,粗轧PLC向炉子PLC报告,那么PROFIBUS可以让板坯在炉内摆动不出钢。在流程图中我们可以看出通过PROF IBUS的控制。它可以对板坯进行加速,减速而且还能让板坯以某一特定的速度出炉。当有紧急情况时它可以让板坯急停或者在原地摆动。

　　2 PROFIBUS网络的技术特点及应用效果

　　我厂采用的是PROFIBUS-DP总线存取协议。PROFIBUS-DP常被用来传送现场层的告诉数据。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站(PLC)程序循环周期短。除周期性拥护数据传输外, PROFIBUS-DP还提供智能化现场设备所需的非周期性通信以进行组态,诊断和报警处理。

　　2.1 可靠性和保护机制

　　对于双绞线的使用,我们采用的是具有良好屏蔽效果的RS-485双绞线。主站与从站间为主-从传送,从站设有各自不同的地址,用来保证二进制值或模拟量输入输出的数据的正确性。

　　2.2 速度快

　　在一个有着32个站点的分布系统中, PROFIBUS-DP对所有站点传送512bit/s输入和512bit/s输出,在12Mbit/s时只需1ms。

　　2.3 诊断功能

　　经过扩展的PROFIBUS-DP诊断能对故障进行快速定位。诊断信息在总线上传输并有主站采集。诊断信息分三级。

　　(1)本站诊断操作:本站设备的一般操作状态,如温度过高,压力过低。

　　(2)模块诊断操作:一个站点的某具体I/O模块故障。如通信故障。

　　(3)通道诊断操作:一个单独输入/输出位的故障。如通信故障。

　　诊断功能可以使我们快速有效的发现故障,处理故障,能够更好的维护设备保证生产。

　　3 PROFIBUS网络在加热炉应用后对生产状况的改善

　　PROFIBUS技术,可以说,它是一种高速低成本通信,也是一种用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。使用PROFIB US-DP可取代办24VDC或4mA～20mA信号传输。PROFIBUS技术与过程仪表比较所表现的优势如下几点。

　　(1)避免硬件系统不必要的浪费。

　　(2)减少现场工作量。

　　(3)保障系统的稳定性。

　　(4)保证信号传输的快速性及其模拟信号传输的可靠性。

　　(5)具有独立的诊断功能。

　　而基于这种模拟信号的过程仪表暴露了许多缺点,已不能满足现场的要求。如一台仪表,一条传输线,单向传输一个信号的一对一的结构造成接线复杂、工程周期长、安装费用高、维护困难;由于模拟信号在传输过程中精度低而且容易受到干扰,为了改善可靠性不得已采取相应的措施而造成成本增加;仪表的智能化程度低,参数不易调整,现场人员不易控制;还有互换性差等缺点。而且PROFIBUS具有独立的诊断功能使得我们能够更好的解决问题。

　　4 结语

　　PROFIBUS网络在连铸连轧厂加热炉的应用取得了良好的效果,在两年的运行中其良好的稳定性及快速性,为连铸连轧厂的迅速生产、达产、高产提供了有力的技术支持。

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