PROFIBUS-DP技術(shù)在石灰窯電氣控制系統改造中的應用

0 引言
　　電氣控制系統中隨著(zhù)PLC的問(wèn)世，用PLC內部程序（虛擬繼電器）代替實(shí)際繼電器控制，已經(jīng)得到廣泛應用。隨著(zhù)PLC的不斷發(fā)展，控制功能越來(lái)越強大，一臺PLC可同時(shí)控制幾十臺變頻器，但控制信號的增加，需要大量的控制電纜和顯示裝置。尋求一種更高速度、更低成本、低功耗、高可靠性的控制系統，擺在我們面前。使用PROFIBUS—DP總線(xiàn)技術(shù)是目前最好的方法。
1 PROFIBUS—DP技術(shù)應用簡(jiǎn)介
　　PROFIBUS是一種國際化、開(kāi)放式、不依賴(lài)于設備生產(chǎn)商的現場(chǎng)總線(xiàn)標準，非常適合于電氣控制系統。
　　PROFIBUS通信協(xié)議已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛應用，但PROFIBUS—DP從站的開(kāi)發(fā)必須符合使用者的要求，所以開(kāi)發(fā)PROFIBUS—DP智能從站越來(lái)越受到人們的重視，但由于PROFIBUS協(xié)議的復雜和繁瑣性，目前國內大多數廠(chǎng)家使用的PROFI．BUS—DP智能從站產(chǎn)品都是進(jìn)口的。
　　2006年北京鼎實(shí)有限公司開(kāi)發(fā)的嵌入式PRO—FIBUS總線(xiàn)橋，提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的接口，它廣泛用于變頻器、電機啟動(dòng)保護裝置、智能高低壓電器、電氣測量裝置、各種變送器、智能現場(chǎng)測量設備及儀表等等。
2 PROFIBUS—DP技術(shù)在石灰窯電氣控制系統改造中的應用
2．1 石灰窯電氣控制系統中使用PROFIBUS—DP
技術(shù)的必要性
　　石灰窯電氣控制系統中，傳統的PLC控制方式見(jiàn)圖1，動(dòng)力線(xiàn)和控制線(xiàn)都直接接入主控室柜內。由于石灰窯電氣控制系統龐大（例如某鋼廠(chǎng)所用石灰窯PLC控制系統中，數字量用了大約1 500點(diǎn)，模擬量用了大約600個(gè)點(diǎn)，變頻器20臺），且電氣設備分散，控制線(xiàn)用量很大，一套300 t石灰窯控制信號電纜的造價(jià)約占總電纜金額的40％。

　　通過(guò)加入智能儀表，使用PROFIBUS—DP總線(xiàn)技術(shù)（見(jiàn)圖2），一方面由于現場(chǎng)設備使用統一的通信協(xié)議，控制器只需用一根通信電纜就將分散的現場(chǎng)設備連接，完成對所有現場(chǎng)設備的監控，從而除去了控制中的傳輸導線(xiàn)，可節約資金30萬(wàn)。另一方面傳統的電氣控制系統，大捆大捆的傳輸導線(xiàn)需要單獨挖電纜溝或架電纜橋架，給施工帶來(lái)很多不便，且對檢修、維修也帶來(lái)很大困難。從站的建立，保證了控制的可靠性和維修、改造的方便性。尤其對于現場(chǎng)控制帶來(lái)了極大的方便，人們可以在現場(chǎng)根據運行設備的情況，通過(guò)智能儀表給PLC和變頻器發(fā)布命令，控制電機的啟動(dòng)、停止、正轉、反轉、調速等。

2．2 從站硬件組成
　　從站的核心是筆者自行開(kāi)發(fā)的智能儀表，其結構框圖見(jiàn)圖3。

　　它由兩大部分組成，第1部分是嵌入式PRFI—BUS總線(xiàn)橋；第2部分是用戶(hù)產(chǎn)品模板：包括了用戶(hù)單片機、數據采集、數據輸出、鍵盤(pán)控制、輸出顯示和地址設置6大部分。RS485總線(xiàn)驅動(dòng)器一側與9針D型插座相連，另一側通過(guò)光耦與SPC3相連。