PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)在反滲透水處理中的應用

3反滲透水處理系統的網(wǎng)絡(luò )結構

　　圖2是反滲透系統的網(wǎng)絡(luò )結構。由于系統比較復雜，涉及的操作點(diǎn)、控制點(diǎn)

圖2反滲透水處理系統網(wǎng)絡(luò )結構圖

　　比較多，如果選用傳統的控制方式電纜數量將非常的多，很不經(jīng)濟，而且維護和調試的難度都很大。因此我們采用分散控制、集中監控的PLC分布式控制系統，選用了現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現工作現場(chǎng)，控制柜以及主控臺之間的復雜控制。

　　整個(gè)系統設為上位機操作站，下位機控制主站及控制從站，上位機采用IBM西門(mén)子工控機和WINCC監控軟件實(shí)現工藝流程顯示。為了提高系統的可靠性，下位機主站采用雙冗余的西門(mén)子S7-400系統進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，選用功能強大的CPU414-2DP作為PROFIBUS-DP的網(wǎng)絡(luò )主站，3套具有硬件冗余的ET200M作為從站，每個(gè)從站包括2個(gè)IM153-2接口模塊和若干個(gè)I/O模塊。ET200M通過(guò)PROFIBUS專(zhuān)用電纜和S7-400進(jìn)行通訊，上位機與下位機通過(guò)以太網(wǎng)通訊，我們使用一對CP通訊卡（CP443-1）,完成數據的采集和相互傳送。

　　通過(guò)圖2，我們可以看到，冗余系統由兩套PLC控制系統組成。正常工作時(shí)，A（MASTERPROFIBUS）系統為主，B（RESERVEPROFIBUS）系統為備用，當主系統A中的任何一個(gè)組件出錯，控制任務(wù)會(huì )自動(dòng)切換到備用系統B當中執行，這時(shí)，B系統為主，A系統為備用，這種切換過(guò)程是包括電源、CPU、通訊電纜和IM153接口模塊的整體切換。系統運行過(guò)程中，即使沒(méi)有任何組件出錯，操作人員也可以通過(guò)設定控制字，實(shí)現手動(dòng)的主備系統切換。

4硬件組態(tài)

　　控制系統的硬件組態(tài)采用SIEMENS公司的STEP7和安裝軟冗余軟件包完成。軟冗余硬件組態(tài)在HARDWARE對話(huà)框中完成主系統與從站通訊鏈路（MASTERPROFIBUS）、備用系統與從站通訊鏈路（RESERVEPROFIBUS）、主系統與備用系統的數據同步通訊鏈路（MPI或者PROFIBUS）。一般我們采用速度較快的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )方式進(jìn)行數據同步。應注意硬件組態(tài)中的各站地址不能重復。表1為系統元件的PROFIBUS硬件組態(tài)表。表2為S7-400與上位機以太網(wǎng)通訊的硬件組態(tài)表。

　　表1PROFIBUS硬件組態(tài)表

　　表2以太網(wǎng)硬件組態(tài)表

5軟件編程

　　該反滲透系統同時(shí)使用3套設備，使得程序復雜化，但3套設備原理相同，所以在編程時(shí)我們采用了模塊化編程，多重調用的方式，使得程序結構簡(jiǎn)單，可讀性強。

　　圖3為單套超濾系統控制邏輯圖，每套中的運行子程序，普通反洗，加氯反洗（CEB1），加酸反洗（CEB2），加堿反洗（CEB3），加氣反洗（AEB），完整性檢測的程序結構都是相同的。我們只對一套中的每個(gè)過(guò)程編寫(xiě)FB塊，其他的兩套利用同一個(gè)過(guò)程的FB調用不同的背景數據塊，這樣大大減少了程序的編寫(xiě)量。根據工藝要求，三套設備同時(shí)運行只能存在一個(gè)反洗程序在運行，這樣需在程序中通過(guò)中間變量來(lái)進(jìn)行多套之間的互鎖，以滿(mǎn)足控制要求。利用每套運行的次數N來(lái)觸發(fā)反洗程序。對每個(gè)反洗設定不同的N值，一般普通反洗N值最小，在此我們假設N值大的優(yōu)先級高，如果同時(shí)出現兩個(gè)或多個(gè)反洗程序被觸發(fā)，那么在程序編寫(xiě)中應使優(yōu)先級高的先反洗。