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基于PROFIBUSDP网络的锅炉控制系统

发布时间:2020-06-30 18:37:33 阅读: 来源:手动阀厂家

一﹑引言典型的工业自动化系统应该是三层网络结构,它包括现场设备层、车间监控层和工厂管理层。然而传统的现场级是采用现场设备与控制器之间一对一的连接,此时信号的集成能力不强,开放性差,可靠性低,因而在此基础上现场总线应运而生。现场总线冲破自动化信息孤岛的僵局,为企业控制信息与管理信息的集成创造了条件。随着控制、计算机通信、网络技术的发展,自动化系统结构正发生巨大的变化。通过现场总线技术实现三电(电气,仪表,计算机)集成,将基础自动化控制网络、过程和管理控制系统连接在一起,是目前自动控制领域的发展方向。本文将介绍某集中供热锅炉房自动化控制系统设计方案,通过采用现场总线技术,有效地解决了三电集成问题。二﹑集中供热锅炉房自动化控制系统集中供热锅炉房自动化控制系统由基础自动化控制系统﹑过程与管理控制系统组成。通过ProfiBus现场总线技术,实现网络中仪表﹑电气控制系统的通信;同时还可以采用以太网技术实现基础自动化控制系统和过程与管理控制系统之间的通信。现场总线控制系统图见下:(1)基础控制系统PROFIBUS-DP网络是网络集成的最底层,主要是连接现场设备,如分散式I/O、传感器、驱动器、执行器等。主站(PLC、PC机等)负责总线通信管理及所有从站通信。本系统选用S7-315-2DP PLC处理器作为主站,符合EN51070标准,提供的通信功能包括MPI、DP;使用S7-200 PLC连接到PROFIBUS-DP网上作为从站,一方面主站将控制数据(如电机速度设定、传感器温度、压力设定、接触器吸合及断开等)发送到传动装置;另一方面传动装置的数据(如电机转速、传感器流量、温度、压力、接触器触点的通断等)通过通信传送到主站PLC指定的寄存器地址;ET200B远程I/O从站主要接受水系统及上煤系统数据。(2)过程监控系统 过程监控层由操作台计算机、控制台计算机、PLC加以太网卡等组成工业以太网,操作台计算机利用组态软件WINCC实现对工作现场的监督控制,基础控制层将来自生产第一线的数据传送到控制室,置于实时数据库,进行控制及计算、动态显示参数、报警及历史数据保存;操作台计算机将实时数据库的数据送到服务器的关系数据库中,进行保存和数据处理。(3)生产管理系统管理层采用通用的TCP/IP协议,上级领导可直接通过访问服务器来了解现场的生产动态,也可将生产调度、计划、等信息登记成为信息管理系统。三﹑ProfiBus DP 通信PROFIBUS现场总线是国际性的开放性现场总线标准,是一种符合IEC61158标准的现场总线,不论是在自动化仪表中还是在配电马达控制中心系统中的应用均日益广泛。PROFIBUS-DP经过优化的高速、廉价的通信连接,是专门用于自动控制系统和设备及分散的I/O之间的通信网络。PROFIBUS-DP用于基础控制层的高速数据传送,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。ProfiBus DP 的基本特性为:(1)速率在一个有着32个站点的分布系统中,PROFIBUS-DP对所有站点传送512bps输入和512bps输出,在12Mbps时只需1ms。(2)诊断功能经过扩展的PROFIBUS-DP诊断能对故障快速定位。诊断信息在总线上传输并由主站采集。诊断信息分3级:本站诊断操作、模块诊断操作和通过诊断操作。(3)传输RS-485制式双绞线,双线电缆或光缆。(4)总线存取支持单主或多主系统。各主站间令牌传递,主站与从站间为主-从传送。(5)线形、星形、环形以及可选的光纤双环形冗余。PROFIBUS-DP的上述特点使其在工业电气自动化领域占据了重要的地位。本系统中ProfiBus DP总线完成PC与各设备之间的通信,并采用主从方式通信:主机(S7-315-2DP PLC)作为ProfiBus DP主站,以轮询方式对下属各从站(如ET200B﹑S7-200 PLC等)进行定周期扫描和读写。主机通过ProfiBus DP总线将指令传送到对应的数据区,并将各设备返回的状态信号从对应的数据区取出,从而实现对下属每个设备的监控。本系统采用ProfiBus总线实现通信,是基于以下三点因素:⑴速度方面的考虑。虽然通信速度快慢与使用介质的长度﹑类型和站点数量及数据传送量等因素有关。但我们注意到ProfiBus的数据传输率最快可达12Mbps。⑵调试和维护方面的考虑。ProfiBus总线,已被广泛的采用。企业的设计人员﹑管理人员及技术人员对该总线的调试以及维护有一定了解,故倾向于采用ProfiBus现场总线的方案。⑶系统可扩展方面的考虑。在电气传动领域,不管是直流还是交流的传动装置,大多支持ProfiBus通信,为以后系统升级或扩容的方便起见,我们采用ProfiBus现场总线。四﹑结语基于PROFIBOS-DP现场总线的网络控制系统,不仅可提高工业自动化的水平,最大限度地提高生产效率,还可以将经营、管理和其它生产活动联系在一起;可逐步实现工厂管理与控制一体化,达到生产的柔性及自适应性。根据以上系统方案,通过硬件设计﹑软件编程﹑施工﹑调试及试运行后已投入生产﹑效果良好 参考文献:[1].PLCdatasheet[2].RS-485datasheet

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