應用在焦爐車輛上的PROFIBUS-DP總線技術

摘 要：本文介紹了ProfiBus-DP總線在煉焦車輛上的實現方法，重點給出了DP主站與傳動單元的通訊連接。ProfiBus-DP總線的應用有效地解決了煉焦車輛由于受到空間狹小、電器室分布分散等各種限制問題，具備優于傳統設計安裝的大量優點，為以后的運行維護帶來了極大的方便。

關鍵詞：ProfiBus-DP總線，PLC，ET200，變頻器，參數設置。

Abstract: In this paper, ProfiBus-DP bus vehicles in the coking method, with emphasis given DP master of communication and transmission unit connected. ProfiBus-DP bus application has effectively solved coking due to space vehicles, electrical distribution room and other restrictions on the issue of decentralization, better than the traditional design with the installation of a large number of advantages for the future operation and maintenance of the great convenience brought about by .

Key words: ProfiBus-DP bus, PLC, ET200, inverter, parameter settings.

0 引言

　　焦爐車輛由于受到現場環境的限制，其整體結構緊湊，且是多層布置，尤其是電器室由于受機械部分制約分布更加分散，往往被分割為多個且布置在不同的平臺上。煉焦車輛結構復雜，動作多樣，動力回路與控制回路遍布車上的各個部分，為了適應電器室的分布，減少安裝空間，減少硬線布線、減少故障點，降低故障率、使故障診斷更加方便、簡單、準確和直觀，提高抗干擾能力和提高控制精度，廣泛采用現場總線技術顯得十分必要。

　　ProfiBus-DP是fieldBus應用于高速設備分散控制或自動化控制的現場級總線，具有嚴格的認證規范、開放的標準、眾多廠商的支持和不斷發展的應用行規，現已得到廣泛的運用，幾乎所有的常用變頻器都支持該總線通訊。

1 系統組成

　　控制部分采用西門子S7-300系列PLC，CPU采用具有DP接口的315-2DP模塊，總線采用Profibus-DP總線，傳動部分采用ABB的ACS800系列變頻器，檢測大部分采用的是接近開關與行程開關，輸入輸出信號接入就近的現場分布式I/O（ET200）分站，在液壓站與操作臺分別設遠程I/O（ET200）分站，變頻器作為遠程I/O設備分站。其結構如圖1-1：

2 網絡組態及參數設置

　　2.1 組態主站

　　2.1.1 S7—300主站。

　　2.1.2 Profibus的屬性設為：DP Master。根據總線長度設置相應的傳輸速率。

　　2.1.3 在OBl中調用特殊功能塊SFCl4和SFCl5，完成從站（Master Drive）數據的讀和寫。

　　2.2 組態從站

　　2.2.1 在DP網上插入ET200M從站，定義各Profibus-DP從站地址。

　　2.2.2 在PLC上裝載變頻器的Profibus-DP通訊適配器的驅動軟件ABB Drive RPBA-01。

　　在DP網上插入Master Drive調速裝置，定義Profibus-DP從站地址，設置與主站相同的通訊傳輸速率。

　　組態Mater Drive的通信區，通訊數據區有兩種通訊模式：WHOLE CONS和WORD CONS。在WHOLE CONS模式中，PZD和PKW數據區都是連續的，主站需要在PLC程序中調用SFC14和SFC15來對數據進行打包和解包。通信區與應用有關。

　　過程參數區（PZD），如控制字和設定值或狀態信息和實際值。

　　參數區（PKW）用于讀/寫參數，如讀取故障，并且讀出一個參數的特征信息，諸如最小/最大限制等。

3 變頻器參數設置

　　現場總線系統和傳動單元之間的通訊采用數據集，一個數據集（縮寫為DS）包括三個16位字，稱為數據字（DW）ACS800標準應用程序支持四個數據集，每一方向上有兩個，即兩個用于發送，兩個用于接收。

　　兩個數據集作為主給定數據集和輔助給定數據集用于控制傳動單元。傳動單元分別從參數90.04和90.05中讀取這兩個主輔給定數據集。主給定數據集的內容是固定的，而輔給定數據集的內容可以通過使用參數90.01，90.02和90.03進行選擇。

　　兩個數據集作為主實際信號數據集和輔實際信號數據集，包含有傳動單元的實際信息。這兩個數據集的內容可由參數組92選定。

　　3.1 ACS800系列變頻器提供了多種可選現場總線接口模塊，在本例中選擇Profibus-DP總線適配器RPBA-01插入RMIO的第一插槽內。

　　3.2 通過以上現場總線適配器來建立通訊。

　　3.2.1 98.02設為FIELDBUS，啟動傳動單元和現場總線適配器之間的通訊，激活模塊設置參數。在實現通訊之后，模塊參數可以使用傳動單元里的參數組51來配置。

　　3.2.2 98.07設為GENERIC/選擇有效的通訊協議。

　　3.2.3 10.01設為COMM.CW/現場總線控制字。10.07設為1/現場總線控制字（除了位11）有效。

　　3.2.4 11.03設為COMM.REF/現場總線給定值。

　　3.2.5 16.01設為COMM.CW/通過現場總線字位3使Run.Enable信號的控制有效。16.04設為COMM.CW/通過現場總線控制位7使故障復位有效。

　　3.2.6 其它現場總線控制的傳動控制參數按實際需要設置。

4 結論

　　Profibus-DP總線技術在焦爐車輛上成功應用，在運用中效果良好，從站ET200和從站ABB變頻器與主站S7-300進行有效、可靠的信號傳輸，網絡傳輸速率高、實時性強，抗干擾能力強。適合用于工業現場。Profibus-DP總線實現了產品的兼容性。Profibus-DP總線是一種性能優良的現場總線控制網絡。

參考文獻：

　　[1] ACS800固件手冊 標準應用程序7.X

　　[2] SIMATIC組態硬件和通訊連接