PROFIBUS-DP在淮钢棒材生产线中的应用

摘 要:简述淮钢棒材生产线电气系统的配置，着重介绍了SIEMENS公司的PROFIBUS-DP总线技术在该生产线中的应用，阐述了主站和从站的构成，并就从站的交、直流调速系统的网络数据结构、参数、过程数据以及使用SREP7编程软件对PROFIBUS-DP总线的组态方法等作了说明。
关键词:PLC；PROFIBUS-DP；主站；从站
O 引言
　　淮钢40万t棒材生产线电气自动化和传动系统的设计、设备的制造及调试由北京金自天正智能控制股份有限公司负责，该项目于2001年10月26日一次试车成功，目前生产基本正常，月产量达5万余t。
1 电气系统的总体配置
　　该系统配置5台SIEMENS公司的S7-400系列PLC，分别用于加热炉燃烧控制，炉区及轧线区域辅助控制，主轧线控制，3台飞剪控制，冷床及精整区域控制。设有4个操作站，加热炉区、轧机区、冷剪区、精整区各1个，另外还在主电室设有工程师站。每个站均配有SIEMENS公司的PIII工控机，操作面板采用SIEMENS公司的PP17，各站操作系统为中文WindowsNT4．0，监控画面采用美国Intellution公司的FIX DMACS软件编制。现场的润滑、液压系统以及轧线各区域配有21台ET200M，主传动采用SIEMENS公司的6RA70系列产品，交流辅传动采用SIEMENS公司的6SE70系列产品，每套传动装置均配有一块CBP通信模板，用作6RA70和6SE70调速装置与PROFIBUS-DP相连的接口板。操作站、工程师站、PLC之间的通信采用工业以太网，通信介质采用同轴电缆，PROFIBUS-DP主要完成PLC与6RA70、6SE70、PP17以及远程ET200M之间的数据信息通信功能，PROFIBUS-DP的通信介质采用工业屏蔽双绞线。
2 PROFIBUS的硬件结构和软件设计
2．1 主站S7-400系统
　　用于主站S7-400系列PLC 的CPU选型为CPU414-2DP和CPU416．2DP，该型CPU数学处理能力极强，带有内部集成的PROFIBUS．DP接口，其组态灵活，速度快，操作简捷。每个PLC均采用一块CPU模板和数块SM422、SM421模板，完成整条轧线在网络状态下的顺序控制和闭环控制。由于从站较多，每台PLC都配有1～2块IM467模板，将PLC作为主站连到PROFIBUS-DP，完成与从站接口之间的串接，PLC4还配置有FM450高速计数模板和FM453智能定位模板，用于3台飞剪的切头切尾、倍尺速度以及剪刃定位的控制。
2．2 直流调速系统6RA70和交流调速系统6从站
　　淮钢棒材生产线共采用28台6RA70系列直流调速装置，分别控制18架轧机，3台飞剪、夹送辊、冷床、升降链、移送链和输送链。交流辅助传动共采用14台6SE70系列交流调速装置，分别控制人炉、出炉以及炉内辊道，2 、4 、6轧机用提升机，1 夹送辊，旁通辊道，水冷辊道和冷床输入辊道。6RA70和6SE70通过CBP通信模板与CPU上的PROFIBUS-DP接口相连，实现数据在PROFIBUS-DP网上快速准确的数据和信息传输。在主站硬件配置时，用STEP7软件为每个6RA70、6SE70从站分配PROFIBUS地址，通过6RA70、6SE70的操作面板将总线地址设定到参数P918中。PROFIBUS—DP现场总线周期数据传输的报文编码结构如下：

　　淮钢棒材线的网络数据结构采用的参数过程数据对象为PP04，可用数据无参数区，有6个字过程数据，主站DP数据区的数据在PROFIBUS-DP的支持下，周期性地与从站中的DP数据区进行数据交换。在编程时，用DP网的接收指令SFC14，将DP接收区的数据传输到存贮字中，那么主站就知道了6RA70、6SE70从站中的各种逻辑状态以及各种实际值，用户根据这些数据编写相应的程序，将这些状态和实际值传给画面，操作员根据画面上的状态和实际值来判断6RA70和6SE70运行的实际情况。同样用户将各种指令和速度参数通过存贮字发送指令SFC15，将这些数据送到6RA70和6SE70中，实现主站对从站的控制。
2．3 ET200M 和PP17从站
　　ET200M是一种模块化的分布式I／O站，通过IM一153接口与PROFIBUS—DP现场总线连接，本系统中用屏蔽双绞线将主站CPU的DP接口或主站接口模块IM467与所有的E3200M从站DP接口依次串接。现场操作箱和操作台上的PP17，也是一种模块化的I／O站， 并带有内部集成的PROFIBUS—DP接口，总线地址通过背面的操作面板来设定。在S7—4O0做硬件配置时，STEP7为各个I／O模块自动分配地址，同样STEP7为PP17模块自动分配I／0地址，其I／0模块地址与主站机架上的I／0模块地址具有相同的意义，用户在编程时无须考虑输入输出点是在主站上还是在从站上，也不必考虑数据的发送和接收，与STEP5相比，其软件编程更为简捷方便。
3 结束语
　　淮钢棒材线控制系统采用的PROFIBUS—DP总线技术，以PLC为主站，6SE70，6RA70，PP17，E3200M为从站，主、从站之间的数据交换通过数字通信方式进行，因而为系统的安装调试维护工作都带来了极大的方便。另外，由于采用分级控制，使得该系统安全、简单、速度快、实时性强，保证了该控制系统的可靠性。