现场总线技术PROFIBUS在HXD的应用

1.前言

　　HXD是一种高性能的烟草叶丝在线膨胀干燥设备，具有机械构造简单、自动化程度高、可靠性好、维护费用较低、可有效提高烟丝填充能力并改善和稳定卷烟内在品质等优点，因此研究并推广HXD的控制方式对促进我国烟草行业的发展是有益的。

　　PROFIBUS是PROCESS FIELD BUS的缩写，是一种国际性的开放式的现场总线标准，广泛应用于加工制造、流程工业及楼宇等方面的自动化控制，技术已十分成熟。PROFIBUS依据应用特点分为PROFIBUS-DP，PROFIBUS-PA，PROFIBUS-FMS三个相互兼容版本。

2.HXD的构成及工艺流程

　　以济南卷烟厂的HXD为例介绍HXD的构成。

　　HXD可分为燃烧炉、干燥塔及旋风分离器两大部分，共有电机11台;燃烧炉部分与PROFIBUS-PA相连的设备如下：温度传感器（TT）6个，流量调节阀（FCV）6个，流量传感器（FT）3个，压力传感器（PT）1个;干燥塔及旋风分离器部分与PROFIBUS-PA相连的设备如下：温度传感器（TT）3个，流量调节阀（FCV）5个，水分仪（MT）一台，流量传感器（FT）4个，差压传感器（PdT）1个;两部分皆有火花（焰）探测器，另有压力调节阀、压力开关、电磁阀、单向阀等设备若干。

　　HXD具有将回潮后叶丝膨胀、干燥并自动调节烟丝水分等功能，其工艺流程如附图1所示。

图1 HXD工艺流程

3.控制系统构成及功能

　　3.1 控制系统构成

　　如附图2所示，系统采用PROFIBUS—DP单主站系统，主站选用高性能的S7-400型PLC，系统通过DP协议连接I/O控制单元ET200S、PC670、TP27、水分仪、变频器及S7300型PLC;通过DP/PA耦合器与现场温度传感器、流量传感器、压力传感器、流量调节阀相连。现场设有5个现场控制柜，控制柜接口模块分别选用IM157与IM151及带PROFIBUS接口的变频器，通过DP/PA耦合器可方便的将挂在ROFIBUS-PA上的设备集成到PROFIBUS-DP网络上，通过PROFIBUS协议将PLC与现场控制柜、现场检测与调节仪表等设备有机的连在一起，构成一体化控制系统。

图2 HXD网络拓扑图

　　3.2 系统功能

　　（1）水分/工艺气体温度的控制;

　　（2）工艺气体流量的控制;

　　（3）进料口压力的控制;

　　（4）系统清洗与灭火控制;

　　（5）燃烧炉的控制;

　　（6）工艺及控制参数的设定功能;

　　（7）工艺流程监控及设备运行状态显示;

　　（8）故障诊断与报警功能;

　　（9）相关参数的显示功能。