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現(xiàn)代通訊技術在工業(yè)控制中的應用
現(xiàn)代通訊技術在工業(yè)控制中的應用
在某廠帶材機組改造項目中,，采用了多臺西門子6SE70及MDV變頻器,。前者用于對生產(chǎn)線上主傳動電機如開卷機、卷取機,、輥道供電,，而后者用于控制系統(tǒng)中一些輔助電機，如干燥,、冷卻風機水泵等,。另外，控制系統(tǒng)還需要對生產(chǎn)工藝中的干燥溫度,、油壓力,、水流量進行控制。現(xiàn)場設備分布范圍較廣,，設置了兩個主電室，一個主控臺,，兩個輔控臺,。如果采用傳統(tǒng)的控制方式，則不可避免地產(chǎn)生大量的布線工作量,，同時也給今后的系統(tǒng)維護及故障排除增加難度,。為此,，我們采取了以下控制方案：
一、系統(tǒng)構成
系統(tǒng)采用三層結(jié)構,，分別為監(jiān)控層,、控制層、執(zhí)行層,，如下圖所示,。采用工業(yè)以太網(wǎng)及PROFIBUS現(xiàn)場總線技術將監(jiān)控設備連接起來，構成了一個穩(wěn)定,，易于擴充的硬件環(huán)境（如圖一）,。
1、監(jiān)控層配置
設置一個IO服務器,、兩個操作員工作站,，分別位于三個操作臺上，操作人員通過它們設置及監(jiān)視系統(tǒng)運行參數(shù),。另設一個數(shù)據(jù)庫服務器,，用以存儲工藝流程參數(shù)及生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。幾個計算機之間采用工業(yè)以太網(wǎng)連接,，形成一個系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的統(tǒng)一解決方案,。
系統(tǒng)運行的軟件平臺采用WINDOWS NT+WINCC組態(tài)軟件，運用圖形化的方式提供強大的控制功能,，具有統(tǒng)一的操作,、運行界面，同時便于系統(tǒng)的再開發(fā)與維護,。
2,、控制層由以西門子S7 PLC為中心的PRIFIBUS－DP現(xiàn)場總線構成。
PROFIBUS是一種開放式的現(xiàn)場總線標準,，其中DP是為自動化系統(tǒng)與分布式的外圍設備或現(xiàn)場設備而設計的,。傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線，系統(tǒng)采用總線式的拓撲結(jié)構,，各設備采用總線接插件連入總線,，數(shù)據(jù)傳輸速率為1.5MBbps。
S7 PLC在我們的方案中為主設備,，它有總線訪問的權限,，可以讀取或改寫從設備變頻器、ET200遠程IO的狀態(tài),，從而達到控制和監(jiān)視設備運行狀態(tài)的目的,。
3、執(zhí)行層
為了降低電纜成本,使系統(tǒng)具有靈活的可擴展性,，我們采用五套ET200 遠程IO,，并在設備旁就近安裝?，F(xiàn)場的行程開關、接近開關,、電磁閥等開關量直接進入遠程IO控制箱,，模擬信號也在本地通過AD模板轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過現(xiàn)場總線電纜傳遞至主PLC,。
為了使6SE70及MMV變頻器能夠連入DP網(wǎng),，分別需要一塊CBP和CB15通訊板。此板具有一DP接口,，能對總線信號進行光電隔離,，并有短路保護，通過雙口RAM與調(diào)速器進行數(shù)據(jù)交換,。
二,、系統(tǒng)功能
1、操作人員通過人機交互控制整條生產(chǎn)線的正常運行,。設備運行的狀態(tài),、參數(shù),、實時過程數(shù)據(jù)都通過畫面顯示出來,，并作為歷史數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫中。
2,、故障處理,。自動監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)，對異常情況如變頻器故障,、電機過熱,、斷帶、油壓異常等進行報警,，并存儲報警記錄,。
3、自動控制各主傳動電機之間的速度,、張力的大小,，風機、油泵的啟停,、閥門的開閉,。
4、幫助畫面,。對系統(tǒng)的使用提供指導,。
5、生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫管理,，并可查詢及打印相關數(shù)據(jù),。
三,、系統(tǒng)的特點與優(yōu)勢
1、三個操作臺之間的聯(lián)系均通過網(wǎng)絡構成,，在每個操作點上都可以瀏覽整個生產(chǎn)線上的過程信息,，操作方式較之傳統(tǒng)方式更加簡單可靠。
2,、由于采用了網(wǎng)絡及現(xiàn)場總線傳遞過程數(shù)據(jù),，多種信息的交換僅依靠網(wǎng)纜或屏蔽雙絞線即可完成，這樣就大量減少了系統(tǒng)施工時的布線工作量,，也為今后系統(tǒng)的維護及故障查找提供了方便,。
3、過程參數(shù)的數(shù)字化傳遞,，避免了模擬量傳輸所帶來的漂移,、抗干擾等問題，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。
4,、若今后機組工藝、設備發(fā)生變更,，只需要在總線上增添或摘除相應節(jié)點,，并對軟件作少量修改即可。所以這種柔性的系統(tǒng)連接方式具有一定的適應性,，可以保護用戶的投資,。