石 磊

（太鋼集團(tuán)公司， 山西 太原 030003）

PROFIBUS定義了串行現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的技術(shù)和功能特征，利用該總線(xiàn)系統(tǒng)，可以組網(wǎng)連接底層（傳感器/執(zhí)行器層）的分布式數(shù)字可編程現(xiàn)場(chǎng)控制器和中間執(zhí)行層設(shè)備。PROFIBUS由3部分組成，即 PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA。

（1）PROFIBUS-FMS定義了主站與主站之間的通信模型，它使用了OSI 7層模型的第1層、第2層和第7層。第7層包括現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)報(bào)文規(guī)范FMS和低層接口LLI。FMS主要用于系統(tǒng)級(jí)和車(chē)間級(jí)的不同供應(yīng)商的自動(dòng)化系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，處理單元級(jí)的多主站數(shù)據(jù)通信，為解決復(fù)雜的通信任務(wù)提供了很大的靈活性。

（2）PROFIBUS-DP用于自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)控制設(shè)備與分布式I/O的通信，可以取代4~20 mA模擬信號(hào)的傳輸。PROFIBUS-DP使用第1層、第2層和用戶(hù)接口層，第3~7層未使用，這種精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)確保了高速數(shù)據(jù)傳輸。PROFIBUS-DP特別適合于PLC與現(xiàn)場(chǎng)分布式I/O設(shè)備之間的通信。

（3）PROFIBUS-PA用于過(guò)程自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)傳感器和執(zhí)行器的低速數(shù)據(jù)傳輸，使用擴(kuò)展的PROFIBUS-DP協(xié)議，此外還描述了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備行為的PA行規(guī)。

1 2300軋鋼機(jī)組電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2300軋鋼機(jī)組建成于20世紀(jì)60年代，采用傳統(tǒng)的電氣繼電控制，控制思想落后、電纜繁多，線(xiàn)路復(fù)雜，故障與報(bào)警系統(tǒng)不完善，經(jīng)常因電氣故障造成機(jī)組停產(chǎn)。鑒于以上情況，在2006年對(duì)2300軋鋼機(jī)組的電氣設(shè)備進(jìn)行了改造。在控制系統(tǒng)上采用SIEMENSPLCS7-300，大型直流電動(dòng)機(jī)采用SIEMENS SIMADYN D控制，壓下控制系統(tǒng)采用6RA70直流傳動(dòng)裝置控制，對(duì)于其他一些皮帶軌道和公共輔助設(shè)備主要采用59O直流控制裝置和MM440交流傳動(dòng)裝置進(jìn)行控制。采用WINCC系統(tǒng)并與PLC之間進(jìn)行通訊，制作完整的報(bào)警監(jiān)控畫(huà)面，具備歷史曲線(xiàn)查詢(xún)和記憶功能?，F(xiàn)場(chǎng)6個(gè)ET200站和26臺(tái)交直流控制裝置與PLC之間采用PROFIBUS-DP通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換，保證整體生產(chǎn)工藝快速、準(zhǔn)確地按照邏輯步驟運(yùn)行。

2 PROFIBUS-DP在2300軋鋼機(jī)組的應(yīng)用及其特點(diǎn)

在PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中，PROFIBUS-DP的應(yīng)用最廣，主要用于PLC與分布式I/O和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的高速數(shù)據(jù)通信，典型的DP配置是單主站結(jié)構(gòu)，也可以是多主站結(jié)構(gòu)。各主站間為令牌傳送，主站與從站之間為主，從循環(huán)傳送，支持單主站或多主站系統(tǒng)，總線(xiàn)上最多126個(gè)站?？梢圆捎命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)用戶(hù)數(shù)據(jù)通信、廣播方式和循環(huán)主，從用戶(hù)數(shù)據(jù)通信。2300軋鋼機(jī)組的通訊就采用的是PROFIBUS-DP單主站結(jié)構(gòu)。以PLC作為主站，各個(gè)ET站和交直流數(shù)字控制裝置作為從站，采用主從方式進(jìn)行通信，主站與從站之間為主，從循環(huán)傳送。PLC系統(tǒng)配有多條PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，把交流數(shù)字控制裝置、直流數(shù)字控制裝置、遠(yuǎn)程ET200操作站分段組成網(wǎng)絡(luò)，不但提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

2300軋鋼機(jī)組采用了PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)后，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①減少了大量的控制電纜和控制柜，節(jié)約了硬件成本。②增加了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。③PROFIBUS-DP本身具備診斷和保護(hù)功能，維護(hù)方便快捷。④變量采集方便，監(jiān)控報(bào)警、故障檢測(cè)、歷史曲線(xiàn)記錄等功能得到了完善。⑤減少了工程施工量，節(jié)約了施工成本。⑥生產(chǎn)人員操作快捷簡(jiǎn)單，具有完善的安全互鎖功能。⑦控制邏輯軟件程序化，減少了故障點(diǎn)，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。⑧具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，便于管理與調(diào)度指揮。

3 結(jié)束語(yǔ)

PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在2300軋鋼機(jī)組得到了成功的應(yīng)用，無(wú)論是從最初的設(shè)計(jì)與安裝，還是后期的調(diào)試與維護(hù)，都顯示出了該系統(tǒng)的強(qiáng)大功能和優(yōu)越性。不但節(jié)約了改造成本，而且還保證了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，特別是多層次、多角度的故障監(jiān)控能力，相當(dāng)于又增加了“一雙眼睛”和“一對(duì)耳朵”，使得系統(tǒng)的性能得到了大幅度的提高，為生產(chǎn)保障提供了有力的支持。