基于過(guò)程現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的群控系統

1引言
隨著(zhù)中國由鋼鐵大國向鋼鐵強國目標的邁進(jìn)，冶金裝備正朝著(zhù)大型化、現代化、自動(dòng)化的方向迅猛發(fā)展。從單元控制裝置、單體設備自動(dòng)化以至于全線(xiàn)的自動(dòng)化系統和全廠(chǎng)全公司的生產(chǎn)管理的控制系統正逐漸遍布于選礦、冶煉、軋制等冶金工業(yè)的各個(gè)方面。冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)的發(fā)展與應用使冶金產(chǎn)品的質(zhì)量和冶金生產(chǎn)線(xiàn)的作業(yè)率獲得極大的提高，新產(chǎn)品、新工藝的開(kāi)發(fā)周期大為縮短，獲得了極其顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
目前，隨著(zhù)過(guò)程控制技術(shù)，自動(dòng)化儀表技術(shù)和計算機技術(shù)的成熟和發(fā)展，冶金自動(dòng)化裝備技術(shù)又發(fā)生了一次技術(shù)變革，這次革命的基礎就是現場(chǎng)總線(xiàn)的產(chǎn)生?，F場(chǎng)總線(xiàn)是連接智能現場(chǎng)設備和自動(dòng)化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡(luò )，它的關(guān)鍵標志是能支持雙向、多節點(diǎn)、總線(xiàn)式的全數字通信。自總線(xiàn)技術(shù)誕生以來(lái)。各國相繼制定了現場(chǎng)總線(xiàn)標準，其中主要的有控制局域網(wǎng)絡(luò )CAN（ControllerAreaNet-work）,局部操作網(wǎng)絡(luò )LonWorks（LocalOperatingNetwork）,過(guò)程現場(chǎng)總線(xiàn)Profibus（ProcessFieldBus）和HART（HighwayAddressableRemoteTransducer）等。
同時(shí)，隨著(zhù)計算機技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展、變頻器產(chǎn)品的可靠性也有了很大的提高，人們從對變頻器的應用已從單臺變頻器調速系統開(kāi)始向多臺變頻器群控系統發(fā)展。
安陽(yáng)鋼鐵集團有限公司隨著(zhù)產(chǎn)品結構調整的深層次發(fā)展，冶金設備裝備大型化、自動(dòng)化水平迅速提高，特別是在交直流傳動(dòng)領(lǐng)域，已取得相當成熟經(jīng)驗。下面介紹的是在安鋼獲得極大成功的基于Profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)上的6SE70變頻器群控系統。
2Profibus控制系統特點(diǎn)
Profibus是符合德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50179的現場(chǎng)總線(xiàn)。包括Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA三部分。它們只采用了OSI模型的物理層、數據鏈路層、應用層。Profibus支持主從方式、純主方式、多主多從通信方式。主站對總線(xiàn)具有控制權。主站間通過(guò)傳遞令牌來(lái)傳遞對總線(xiàn)的控制權，取得控制權的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。Profibus適用于制造自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化。
Profibus-DP是針對變頻器等電氣傳動(dòng)系統要求動(dòng)態(tài)響應快的特點(diǎn)而由SIMENS等13家公司組成的ISP組織推出的現場(chǎng)總線(xiàn)。這種形式的現場(chǎng)總線(xiàn)具有高的數據傳輸率，快的動(dòng)態(tài)響應時(shí)間和極強的抗干擾性。Profibus-DP訪(fǎng)問(wèn)方法采用EN5017中規定的，帶有主/從關(guān)系的令牌傳送原理，只有主站能接受令牌，從站不能接受傳輸權限。通過(guò)指定連接從站（變頻器）的CBP板進(jìn)行直接編址。
Profibus-DP在多變頻器系統中的應用具有很大的優(yōu)越性:①控制室和現場(chǎng)變頻器間可利用多種傳輸介質(zhì)，如雙絞線(xiàn)、光纖、同軸電纜等，提高了不同場(chǎng)合的適應性;②系統中的多臺變頻器只用1條物理介質(zhì)完成數據傳輸，從而節省大量現場(chǎng)接線(xiàn)，使安裝簡(jiǎn)便且工程造價(jià)低;③采用了數字信號傳輸技術(shù)，避免了信號衰減和共模干擾，還可實(shí)現檢錯功能。從而極大地提高了信號傳輸的可靠性和精度;④隨著(zhù)變頻器的性能和可靠性的提高，其就地處理數據的功能增強。大多數時(shí)間內，變頻器只接受頻率指令運行，這種現場(chǎng)總線(xiàn)的分散性和變頻器本身的智能性的統一，使得整個(gè)控制系統的可靠性得到大大加強;⑤由于變頻器的運行直接由上一級自動(dòng)化系統的應用軟件控制，所以當現場(chǎng)工藝改變時(shí)只需要更改應用軟件就可以了，不用再重新進(jìn)行布線(xiàn)，使系統的靈活性大大加強;⑥由Profibus-DP組成的變頻器系統是一種全開(kāi)放的系統。不同廠(chǎng)家的變頻器都可掛到同一總線(xiàn)上運行，解決了因不同品牌不兼容而帶來(lái)的麻煩。