馮大志

【摘要】本文介紹了智能控制器SIEMENSSIMOCODEpro基本原理以及在大慶煉化公司聚丙烯二期項目中的應(yīng)用情況，并對未來利用SIMOCODEpro實現(xiàn)PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制的方案進行簡要設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】SIMOCODEpro PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線控制

1前言

大慶煉化公司30萬噸/年聚丙烯二期工程PK890造粒系統(tǒng)電氣控制技術(shù)完全采用日本JSW公司先進技術(shù)，其電氣控制系統(tǒng)全部采用西門子原廠設(shè)備。在低壓電機控制上采用先進的SIMOCODEpro3UF7作為電機控制單元，是大慶煉化公司供配電及電機控制系統(tǒng)中首次采用如此先進的控制技術(shù)。

2SIMOCODEpro系統(tǒng)介紹

2.1SIMOCODEpro的產(chǎn)生背景和優(yōu)點

在許多自動化生產(chǎn)過程中，尤其是石油石化、鋼鐵等行業(yè)，設(shè)備停機的成本異常高昂。然而可以通過簡單的方法降低停機造成的損失。采用適當?shù)募夹g(shù)時，便可防止故障；即使發(fā)生故障，也可快速得到解決。西門子公司以SIMOCODE-DP為基礎(chǔ)，開發(fā)出了一個更加靈活、簡單和強大的系統(tǒng)，它就是SIMOCODEpro。SIMOCODEpro是用于低壓電機的靈活、模塊式的電機管理系統(tǒng)，可通過PROFIBUSDP現(xiàn)場總線簡單、直接地與上位自動化系統(tǒng)相連接。

2.2SIMOCODEpro工作原理及功能簡介

聚丙烯二期項目中采用的SIMOCODEpro型號為3UF7，具體又分為proC和proV兩種類型。區(qū)別為proV可以連接多達5個可選擴展模塊（電流測量模塊，接地故障模塊，溫度模塊，數(shù)字模塊，模擬模塊），適用于信息量比較大的電機控制單元，而proC的僅能使用基本單元的接口，但優(yōu)點就在于它的經(jīng)濟性。本項目中根據(jù)具體需要結(jié)合使用，以達到既保持靈活性，又可節(jié)省大量資金的目的。

電機的基本控制為，控制單元通過電流測量模塊采集電機回路的三相電流信號，通過分析該信號來監(jiān)測電機的是否運行及是否正常工作，并通過內(nèi)部設(shè)置以達到當電機在非正常狀態(tài)下工作的時候停機的要求。DCS系統(tǒng)則可以通過Profibus-DP總線，方便與基本控制單元進行信息交換和控制，便于整個系統(tǒng)的控制與監(jiān)測。另外在電氣柜中配上簡易操作面板，方便現(xiàn)場工作人員的操作和查看。這樣幾個部分就組成了一套完整的電機控制系統(tǒng)。

2.3SIMOCODE-ES調(diào)試軟件

SIMOCODEES是西門子公司針對SIMOCODEpro專門開發(fā)的調(diào)試軟件，可以針對SIMOCODEpro進行參數(shù)設(shè)置，診斷和維護，做邏輯程序。在SIMOCODEES中可以設(shè)置并調(diào)整電機保護和控制的所有參數(shù)。聚丙烯二期工程所配備的調(diào)試軟件版本為SIMOCODEES2007+sp1。

通過軟件可以輕松實現(xiàn)對電動機保護參數(shù)以及控制參數(shù)的設(shè)定。

在SIMOCODEES軟件還可以使用圖形編輯器進行直觀方便的參數(shù)化設(shè)定。SIMOCODEESGraphic是SIMOCODE-ES可選的軟件包。通過圖形編輯器擴充了用戶界面，通過拖放功能塊圖標或者在功能塊圖標的輸入和輸出之間拖放連線實現(xiàn)對設(shè)備方便直觀的參數(shù)化。

在GraphicEditor的參數(shù)化界面左側(cè)窗口中包括了可以進行參數(shù)化的功能選項，它們與SIMOCODEES軟件中的功能選項是一一對應(yīng)的。在GraphicEditor中可以通過拖放圖標將其放到右側(cè)的參數(shù)化窗口中。

參數(shù)設(shè)定完成后，將配置下載到SIMOCODEpro中。點擊Quitgraphiceditor退出圖形編輯器便完成了對電動機參數(shù)的設(shè)置。

3造粒系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制的設(shè)想

PROFIBUS作為現(xiàn)場總線的一種，不論是在自動化儀表、遠程I/O，還是在電機控制裝置中的應(yīng)用均日益廣泛起來。

PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)?？蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化。

PROFIBUS-DP：是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代辦24VDC或4-20mA信號傳輸。

PROFIBUS-DP的基本功能：（1）傳輸技術(shù)：RS-485雙絞線、雙線電纜或光纜。（2）總線存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主—從傳送。支持單主或多主系統(tǒng)?？偩€上最多站點（主—從設(shè)備）數(shù)為126。（3）通信：點對點（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。循環(huán)主—從用戶數(shù)據(jù)傳送和非循環(huán)主—主數(shù)據(jù)傳送。（4）運行模式：運行、清除、停止。（5）同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。（6）功能：DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳送。各DP從站的動態(tài)激活和可激活。DP從站組態(tài)的檢查。強大的診斷功能，三級診斷信息。輸入或輸出的同步。通過總線給DP從站賦予地址。通過總線對DP主站（DPM1）進行配置。每DP從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為246字節(jié)。（7）可靠性和保護機制：所有信息的傳輸按海明距離HD=4進行。DP從站帶看門狗定時器（WatchdogTimer）。對DP從站的輸入/輸出進行存取保護。DP主站上帶可變定時器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。（8）設(shè)備類型：第一類DP主站（DPM1）是中央可編程序控制器，如PLC、PC等。第二類DP主站（DPM2）是可進行編程、組態(tài)、診斷的設(shè)備。DP從站是帶二進制值或模擬量輸入輸出的驅(qū)動器、閥門等。

PROFIBUS-DP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)。在同一總線上最多可連接126個站點。而每臺SIMOCODEpro控制器就是一個DP從站。通過SIMOCODEES軟件可以規(guī)定每臺設(shè)備的站點編號，在自動控制系統(tǒng)中進行邏輯編程。

SIMOCODEpro控制器具有一個集成的PROFIBUS－DP（ProgressFieldbusDecentralizedPeriphery）12Mbps通訊接口，因此，可以控制器作為標準設(shè)備集成到任意一個具有PROFIBUS－DP通訊能力的自動化系統(tǒng)中，快速地實現(xiàn)和上位機進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)遠程控制和監(jiān)視等功能。

造粒自動控制系統(tǒng)采用PCS7控制系統(tǒng)，而PCS7控制系統(tǒng)中自帶SIMOCODEpro控制器的集成軟件，PCS7庫中有標準的SIMOCODEpro電機模塊和面板，組態(tài)方便，適于操作員控制和電動機的可視化，能過觀察到電機電流、溫度、功率和趨勢、過程故障、報警信息等，將更加容易實現(xiàn)現(xiàn)場總線控制。

聚丙烯二期項目中采用了如此先進的控制器，也為日后向著更加智能化，數(shù)字化發(fā)展奠定了技術(shù)和設(shè)備基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]SIMOCODE的參數(shù)設(shè)置及修改作業(yè)指導(dǎo)書.

[2]陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用.清華大學出版社，1999.

[3]SIMOCODEpro智能控制器說明書.