Profibus-DP在板坯连铸机自动控制系统中的应用

1 引言
　　Profibus的应用领域包括加工制造、过程和建筑自动化，如今已成为国际化的开放式现场总线标准，即EN50170欧洲标准和IEC61 158国际标准的一部分。并且，在2001年12月成为我国的现场总线标准。Profibus由Profibus—FMS（Fieldbus Message Specification），Profibus—PA（Process Automation）和Profibus—DP（DistributivePeriphera1）3部分组成。
　　其中，Profibus—DP具有高速传输、价格低廉等特点，实现起来比较简单，主要用于分散设备间的数据高速传输。该总线物理层采用RS485传输方式，传输速率为9．6kbps 12Mbps。一般用于自动化控制系统和现场设备级间的开关量的通信。因而可满足全数字交直流调速系统对于快速的时间响应要求。目前80％以上的Profibus应用是基于Profibus—DP。
　　基于Profibus—DP现场总线的控制系统与以前的集散型控制系统DCS相比，具有很多优越性：
　　（1）采用双绞线、光缆或无线电方式传送数字信号，从而大量削减现场仪表与控制室之间一对一连接的导线，节省安装费用，提高可靠性和抗干扰能力，增强控制精度，信息传输速率可达1 12Mb／s，传输距离可达数公里。
　　（2）由于采用了统一的国际标准，不同厂家的产品在硬件、软件、通信、连接方式等方面互相兼容，使系统具有开放性，这对用户的操作、维修、扩展都是十分有利的。
　　（3）由于现场设备本身可完成自动控制的基本功能，导致现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。
　　许多控制功能从控制室移至现场仪表，大量过程检测与控制的信息就地采集和处理，在新的技术基础上实施就地控制，使过程控制基本分散到现场，而控制室内的仪表装置主要完成数据处理、监督控制、优化控制、协调控制和管理自动化功能。
　　（4）开放式系统，系统分层分级集成，设计灵活，网络可采用多种拓扑结构。

2 Profibus—DP在济钢三炼钢板坯连铸机中的应用
　　济钢三炼钢板坯连铸机工程是济钢“十五”发展的重点项目，板坯连铸机电气基础自动化控制系统是保证连铸机正常生产的关键系统，相对其它系统而言，对于系统硬件的可靠性、稳定性要求更高。其基础自动化控制系统配置，采用德国SIEMENS公司的S7系列产品组成仪控合一的基础自动化控制级，用于主PLC与从PLC之间的相互通讯，使之现场设备可正常运行。PROFIBUS总线在板坯连铸机系统中应用广泛，在设备运行过程中显示出了它强大的稳定性能和可靠性。作为Profibus—DP网的典型配置如图1所示。

　　PLC（SIMATIC S7—300或S7—400系列）作为一级DP主站，主要包括C—PLC（公共PLC）、S_PLC（铸流PLC）、I_PLC（仪表PLC）、R-PLC（输出PLC）这4台PLC作为一级主站，负责在预定的信息周期内循环与从站交换信息，发送控制信息，读取从站的状态等。组态软件Factroy Link作为二级DP主站，系统操 与监视等。MM440变频器加上cB通 讯板（Profibus通讯模块）后作为从站，可带这样的从站32个，如果加上中继器，最多可达127个从站。MM 440是MICROMASTER 4系列变频器中的顶尖机型，而且有更加精确的控制性能，即含有MM 420所具有的安装简便和用户友好的优势，还具有快速的输入响应，优化的矢量控制特点。另外由于内置制动单元，使变频器在制动和减速方面，具有优良的功能品质。