PROFIBUS-DP在淮鋼棒材生產線中的應用

摘 要:簡述淮鋼棒材生產線電氣系統的配置，著重介紹了SIEMENS公司的PROFIBUS-DP總線技術在該生產線中的應用，闡述了主站和從站的構成，并就從站的交、直流調速系統的網絡數據結構、參數、過程數據以及使用SREP7編程軟件對PROFIBUS-DP總線的組態方法等作了說明。
關鍵詞:PLC；PROFIBUS-DP；主站；從站
O 引言
　　淮鋼40萬t棒材生產線電氣自動化和傳動系統的設計、設備的制造及調試由北京金自天正智能控制股份有限公司負責，該項目于2001年10月26日一次試車成功，目前生產基本正常，月產量達5萬余t。
1 電氣系統的總體配置
　　該系統配置5臺SIEMENS公司的S7-400系列PLC，分別用于加熱爐燃燒控制，爐區及軋線區域輔助控制，主軋線控制，3臺飛剪控制，冷床及精整區域控制。設有4個操作站，加熱爐區、軋機區、冷剪區、精整區各1個，另外還在主電室設有工程師站。每個站均配有SIEMENS公司的PIII工控機，操作面板采用SIEMENS公司的PP17，各站操作系統為中文WindowsNT4．0，監控畫面采用美國Intellution公司的FIX DMACS軟件編制。現場的潤滑、液壓系統以及軋線各區域配有21臺ET200M，主傳動采用SIEMENS公司的6RA70系列產品，交流輔傳動采用SIEMENS公司的6SE70系列產品，每套傳動裝置均配有一塊CBP通信模板，用作6RA70和6SE70調速裝置與PROFIBUS-DP相連的接口板。操作站、工程師站、PLC之間的通信采用工業以太網，通信介質采用同軸電纜，PROFIBUS-DP主要完成PLC與6RA70、6SE70、PP17以及遠程ET200M之間的數據信息通信功能，PROFIBUS-DP的通信介質采用工業屏蔽雙絞線。
2 PROFIBUS的硬件結構和軟件設計
2．1 主站S7-400系統
　　用于主站S7-400系列PLC 的CPU選型為CPU414-2DP和CPU416．2DP，該型CPU數學處理能力極強，帶有內部集成的PROFIBUS．DP接口，其組態靈活，速度快，操作簡捷。每個PLC均采用一塊CPU模板和數塊SM422、SM421模板，完成整條軋線在網絡狀態下的順序控制和閉環控制。由于從站較多，每臺PLC都配有1～2塊IM467模板，將PLC作為主站連到PROFIBUS-DP，完成與從站接口之間的串接，PLC4還配置有FM450高速計數模板和FM453智能定位模板，用于3臺飛剪的切頭切尾、倍尺速度以及剪刃定位的控制。
2．2 直流調速系統6RA70和交流調速系統6從站
　　淮鋼棒材生產線共采用28臺6RA70系列直流調速裝置，分別控制18架軋機，3臺飛剪、夾送輥、冷床、升降鏈、移送鏈和輸送鏈。交流輔助傳動共采用14臺6SE70系列交流調速裝置，分別控制人爐、出爐以及爐內輥道，2 、4 、6軋機用提升機，1 夾送輥，旁通輥道，水冷輥道和冷床輸入輥道。6RA70和6SE70通過CBP通信模板與CPU上的PROFIBUS-DP接口相連，實現數據在PROFIBUS-DP網上快速準確的數據和信息傳輸。在主站硬件配置時，用STEP7軟件為每個6RA70、6SE70從站分配PROFIBUS地址，通過6RA70、6SE70的操作面板將總線地址設定到參數P918中。PROFIBUS—DP現場總線周期數據傳輸的報文編碼結構如下：

　　淮鋼棒材線的網絡數據結構采用的參數過程數據對象為PP04，可用數據無參數區，有6個字過程數據，主站DP數據區的數據在PROFIBUS-DP的支持下，周期性地與從站中的DP數據區進行數據交換。在編程時，用DP網的接收指令SFC14，將DP接收區的數據傳輸到存貯字中，那么主站就知道了6RA70、6SE70從站中的各種邏輯狀態以及各種實際值，用戶根據這些數據編寫相應的程序，將這些狀態和實際值傳給畫面，操作員根據畫面上的狀態和實際值來判斷6RA70和6SE70運行的實際情況。同樣用戶將各種指令和速度參數通過存貯字發送指令SFC15，將這些數據送到6RA70和6SE70中，實現主站對從站的控制。
2．3 ET200M 和PP17從站
　　ET200M是一種模塊化的分布式I／O站，通過IM一153接口與PROFIBUS—DP現場總線連接，本系統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E3200M從站DP接口依次串接。現場操作箱和操作臺上的PP17，也是一種模塊化的I／O站， 并帶有內部集成的PROFIBUS—DP接口，總線地址通過背面的操作面板來設定。在S7—4O0做硬件配置時，STEP7為各個I／O模塊自動分配地址，同樣STEP7為PP17模塊自動分配I／0地址，其I／0模塊地址與主站機架上的I／0模塊地址具有相同的意義，用戶在編程時無須考慮輸入輸出點是在主站上還是在從站上，也不必考慮數據的發送和接收，與STEP5相比，其軟件編程更為簡捷方便。
3 結束語
　　淮鋼棒材線控制系統采用的PROFIBUS—DP總線技術，以PLC為主站，6SE70，6RA70，PP17，E3200M為從站，主、從站之間的數據交換通過數字通信方式進行，因而為系統的安裝調試維護工作都帶來了極大的方便。另外，由于采用分級控制，使得該系統安全、簡單、速度快、實時性強，保證了該控制系統的可靠性。