邢建輝，張志勇，申世超

（德龍鋼鐵有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

0 前言

德龍鋼鐵850mm熱連軋廠建于2003年，2003年底正式投產(chǎn)。這條熱連軋生產(chǎn)線上的工藝設(shè)備先進(jìn)、自動(dòng)化程度高。德龍850mm熱連軋生產(chǎn)線采用了PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，由多個(gè)廠家產(chǎn)品組成了PROFIBUS-DP網(wǎng)，以PLC為主站，各變頻器、變流器、S7-200等為從站，使用屏蔽雙絞線為通信介質(zhì)，構(gòu)成了基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)的通信網(wǎng)絡(luò)，其中PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為熱連軋基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定高速運(yùn)行提供了保障。

1 PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的概述

PROFIBUS是Process Field Bus的簡(jiǎn)稱。DP是Decentralized Periphery（分布式外部設(shè)備）的縮寫。PROFIBUS-DP是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I／O的通信。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。總線循環(huán)時(shí)間必須要比主站 （PLC）程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。［1］

PROFIBUS-DP的基本特性為：

（1）傳輸技術(shù)：RS－485雙絞線；雙線電纜或光纜；波特率從9.6Kbit／s到12Mbit／s。

（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€上最站點(diǎn) （主－從設(shè)備）數(shù)為126。

（3）通信：點(diǎn)對(duì)點(diǎn) （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?？刂浦噶钤试S輸入和輸出同步。

（4）可靠性和保護(hù)機(jī)制：所有信息的傳輸按海明距離HD＝4進(jìn)行。DP從站帶看門狗定時(shí)器，對(duì)DP從站的輸入／輸出進(jìn)行存取保護(hù)。DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。

（5）設(shè)備類型：第二類DP主站 （DPM2）是可進(jìn)行編程、組態(tài)、診斷的設(shè)備。第一類DP主站（DPM1）是中央可編程控制器，如PLC、PC等。DP從站是帶二進(jìn)制值或模擬量輸入輸出的驅(qū)動(dòng)器、閥門等。

2 熱連軋生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)的配置

德龍850mm熱連軋生產(chǎn)線自動(dòng)化系統(tǒng)由基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)和傳動(dòng)控制級(jí)組成。基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)由10個(gè)控制站組成 （包括加熱爐燃燒控制器）?？刂葡到y(tǒng)擬采用美國(guó)GE公司的PLC產(chǎn)品GE90-70或90-30控制器及專用液壓控制器，其中粗軋區(qū)與精軋區(qū)及卷取區(qū)主控制器采用了GE公司的PLC90-70系列，爐區(qū)、高壓水、精軋區(qū)的飛剪和換輥控制器采用了PLC90-30系列。各個(gè)控制器通過(guò)以太網(wǎng)與HMI進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。各控制器通過(guò)PROFIBUS-DP網(wǎng)同主傳動(dòng)控制設(shè)備相連接，通過(guò)GENIUS網(wǎng)同遠(yuǎn)程I／O相連接，大大減少現(xiàn)場(chǎng)接線和本地I／O模板，形成分布式的控制系統(tǒng)。生產(chǎn)線配套的各液壓、潤(rùn)滑系統(tǒng)分別配置了一套VersaMax PLC系列，通過(guò)DP通訊接口模塊與PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，由主PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓和潤(rùn)滑系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。［2］傳動(dòng)控制級(jí)的主傳動(dòng)直流調(diào)速采用了意大利西威公司生產(chǎn)的TPD32系列，輔傳動(dòng)交流調(diào)速采用了日本安川變頻器616F7系列，分別由各自的DP網(wǎng)卡通過(guò)PROFIBUS-DP網(wǎng)與控制器通訊。其中各控制器通過(guò)交換機(jī)組成局域網(wǎng)，通信介質(zhì)近距離采用雙絞線，遠(yuǎn)距離采用光纖，PROFIBUS-DP網(wǎng)的通信介質(zhì)采用工業(yè)屏蔽雙絞線。

3 熱連軋PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)配置

在德龍850mm熱連軋自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，粗軋區(qū)、精軋區(qū)、卷取區(qū)都有以5136-PFB-VME做主站組成的PROFIBUS-DP網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如下圖：

圖1 PROFIBUS-DP網(wǎng)

GE Fanuc系列PACSystems90-70支持的PROFIBUS-DP網(wǎng)，主／從模塊是5136-PFB-VME。它作為標(biāo)準(zhǔn)的VME模塊，可以插在PAC70系列90-70PLC的中央機(jī)架上，并被其編程軟件組態(tài)為 “3rd Party VME”。該接口卡使用256K字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存和1K字節(jié)短I／O存儲(chǔ)區(qū)。根據(jù)PROFIBUS-DP的工作原理，DP主站應(yīng)知道網(wǎng)絡(luò)上所有從站的詳細(xì)信息，利用SST Profibus Configuration軟件包可以生成這些組態(tài)信息并存盤為二進(jìn)制文件 （＊.bss）。該組態(tài)信息文件可從5136-PFB-VME的串行口下載給模塊，該接口卡最多可支持96個(gè)DP從站 （如站數(shù)超過(guò)32，需中繼器）。從站變頻器的SI-P1網(wǎng)板配置成1塊16個(gè)字I／O類型的模板，變流器TPD32SBI-PDP-32網(wǎng)板配置成兩塊8字節(jié)I／O類型的模板，其中各從站的GSD文件需要從各廠家自帶的文件中導(dǎo)入SST Profibus Configuration軟件包。注意終端電阻的位置，兩頭末端位置的終端電阻處在ON的位置，其他的均位于OFF位，同時(shí)注意波特率設(shè)置不對(duì)引起的通訊故障。

圖2 SST軟件配置DP網(wǎng)

其中主站5136-PFB-VME接口卡占用VME總線1K字節(jié)的短地址區(qū)間，這塊內(nèi)存區(qū)間可被90-70 CPU中的VME＿Read／Write指令 （AM＝29H）來(lái)訪問(wèn)，該內(nèi)存區(qū)的起始地址在撥碼開關(guān)S1的第1至第6個(gè)位置設(shè)定，標(biāo)準(zhǔn)地址用VME Read／Write指令 （AM＝39H）來(lái)訪問(wèn)各配置好的從站的地址。

4 結(jié)束語(yǔ)

帶鋼熱連軋生產(chǎn)線工藝對(duì)自動(dòng)化程度要求較高，各種電氣設(shè)備在基礎(chǔ)控制級(jí)和傳動(dòng)控制級(jí)應(yīng)用比較多。本設(shè)計(jì)組成的PROFIBUS-DP網(wǎng)能兼容不同廠家的設(shè)備，它在穩(wěn)定性和成熟性上具有可靠的保證。此系統(tǒng)將為熱連軋廠的順利生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)保障，熱連軋生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行也給公司帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益。

［1］柴猛.PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述［J］.油氣田地面工程，2008，（06）：55.

［2］劉玠，孫一康.帶鋼熱連軋計(jì)算機(jī)控制［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997：28.