西門子在煙草制絲電控系統(tǒng)中的應用
導言
PROFIBUS作為一種總線標準，具有開放、國際化、不依賴于設備生產(chǎn)商等特點，由其構(gòu)成的兼容網(wǎng)絡系統(tǒng)，可 應用于不同的場合，分別是PROFIBUS-FMS，提供強有力的通信功能；PROFIBUS-DP，用于傳感器和執(zhí)行器級 的高速數(shù)據(jù)傳輸；PROFIBUS-PA，用于安全性較高的場 合，允許對設備進行完全的內(nèi)部操作?！ ?
在煙草制絲電控系統(tǒng)中，控制對象大部分為開關量點。現(xiàn) 場設備控制采用PROFIBUS-DP，主站間通訊一般采用 SIEMENS Industrial Ethernet，也可采用PROFIBUS- FMS?！ ?
本文中，我們將采用應用最多的模式為例，即主站監(jiān)控級網(wǎng)絡采用SIEMENS Industrial Ethernet，設備級網(wǎng)絡采用PROFIBUS-DP?！ ?
電控系統(tǒng)設備及結(jié)構(gòu)配置
在現(xiàn)場級控制設備選型時，我們主要考慮在SIEMENS的PROFIBUS和另一家的總線中選擇其一。因為制絲電控 系統(tǒng)主要是由電機控制回路組成，另外一家公司的技術(shù)要求每臺電機控制作為其一個子站，成本要高出許多SIEMENS PROFIBUS-DP家族中ET200S的集成負載饋電器，將PLC的輸入/出、端子模塊、斷路器和接觸器結(jié)合在 一起，每個DP從站理論上最多可控制20臺電機(每個子站 的物理長度不能超過1米，負載饋電器的物理寬度為45mm)。從這個意義上講，ET200S是最好的選擇。另外 一個原因就是目前煙草行業(yè)中，控制系統(tǒng)應用最多的還是SIEMENS公司產(chǎn)品。因此，現(xiàn)場級控制設備選型確定為ET200S產(chǎn)品。
按照制絲工藝要求，整條線劃分為十二個工藝段，每個 工藝段由一組PLC控制。在每個工藝控制段PLC中，主站 采用S7-400產(chǎn)品，CPU選型為帶內(nèi)置DP口的CPU，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示?！ ?
根據(jù)以上的設計原則，在某煙廠的制絲電控系統(tǒng)中，已成功應用了現(xiàn)場總線技術(shù)。我們共采用了8組PLC控制，現(xiàn)場設備控制采用 PROFIBUS-DP 模式，分別組成8 組PROFIBUS-DP網(wǎng)。共有電機類ET200S站點61個，普通 I/O站點81個,變頻器站點67個，操作員站點8個，水份儀 站點18個，電子稱站點18個，操作臺站點7個。
系統(tǒng)特點
采用PROFIBUS技術(shù)后，與傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)比較，系統(tǒng)具 有以下幾個特點：
·系統(tǒng)設計更加方便、清晰負載饋電器的使用，免去了電機保護開關、接觸器及與 PLC輸入/出的大量原理圖、接線圖的設計，出圖量大幅 度減少，ET200S模塊化組件的使用，也使柜(箱)內(nèi)布 線、設計更為簡便，加快了控制系統(tǒng)設計、生產(chǎn)周期。
·安裝簡單、快捷 在不采用任何工具的情況下，接口模塊和端子模塊卡在導軌上，完成接線后，電子模塊、電源模塊、負載饋電 器模塊“即插即用”。
·組態(tài)、調(diào)試更加容易 無須其他特殊軟件，在S7軟件包中，用鼠標拖拉即可完 成PROFIBUS-DP的組態(tài)。不需額外費用，設備故障就可通過總線報告，故障定位更加方便。
·維護簡單
劃分子站和模塊化組件的使用，以及強大的故障診斷能 力，都為日后設備維護帶來極大的便利。
·便于擴展和信息集成
PROFIBUS的使用將孤立的單元設備帶進了信息化網(wǎng)絡中, 為今后系統(tǒng)擴展和企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)打下良好的基礎。
·最終用戶工程造價降低
PROFIBUS技術(shù)的使用，節(jié)省了大量的線纜、橋架、端子 排、柜體等，培訓和維護費用減少，這些都降低了工程總造價。下表顯示了典型制絲線電控系統(tǒng)的材料使用比 較?！ ?
結(jié)論
PROFIBUS技術(shù)從99年開始就已成功應用于煙草行業(yè)中了，特別是在江蘇某煙廠的6000KG/H制絲管控系統(tǒng)中, 現(xiàn)場設備的控制全部采用了PROFIBUS技術(shù)，得到了用戶 的高度評價。尤其是與傳統(tǒng)集中控制比較，在系統(tǒng)設計、安裝調(diào)試、維護及擴展方面都具有十分明顯的優(yōu)勢。PROFI- BUS技術(shù)在煙草行業(yè)的成功應用具有典型意義，為其他行業(yè)的自動化項目提供了一種理想的解決方案，應得到更為廣泛的推廣。
PROFIBUS作為一種總線標準，具有開放、國際化、不依賴于設備生產(chǎn)商等特點，由其構(gòu)成的兼容網(wǎng)絡系統(tǒng)，可 應用于不同的場合，分別是PROFIBUS-FMS，提供強有力的通信功能；PROFIBUS-DP，用于傳感器和執(zhí)行器級 的高速數(shù)據(jù)傳輸；PROFIBUS-PA，用于安全性較高的場 合，允許對設備進行完全的內(nèi)部操作?！ ?
在煙草制絲電控系統(tǒng)中，控制對象大部分為開關量點。現(xiàn) 場設備控制采用PROFIBUS-DP，主站間通訊一般采用 SIEMENS Industrial Ethernet，也可采用PROFIBUS- FMS?！ ?
本文中，我們將采用應用最多的模式為例，即主站監(jiān)控級網(wǎng)絡采用SIEMENS Industrial Ethernet，設備級網(wǎng)絡采用PROFIBUS-DP?！ ?
電控系統(tǒng)設備及結(jié)構(gòu)配置
在現(xiàn)場級控制設備選型時，我們主要考慮在SIEMENS的PROFIBUS和另一家的總線中選擇其一。因為制絲電控 系統(tǒng)主要是由電機控制回路組成，另外一家公司的技術(shù)要求每臺電機控制作為其一個子站，成本要高出許多SIEMENS PROFIBUS-DP家族中ET200S的集成負載饋電器，將PLC的輸入/出、端子模塊、斷路器和接觸器結(jié)合在 一起，每個DP從站理論上最多可控制20臺電機(每個子站 的物理長度不能超過1米，負載饋電器的物理寬度為45mm)。從這個意義上講，ET200S是最好的選擇。另外 一個原因就是目前煙草行業(yè)中，控制系統(tǒng)應用最多的還是SIEMENS公司產(chǎn)品。因此，現(xiàn)場級控制設備選型確定為ET200S產(chǎn)品。
按照制絲工藝要求，整條線劃分為十二個工藝段，每個 工藝段由一組PLC控制。在每個工藝控制段PLC中，主站 采用S7-400產(chǎn)品，CPU選型為帶內(nèi)置DP口的CPU，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示?！ ?
根據(jù)以上的設計原則，在某煙廠的制絲電控系統(tǒng)中，已成功應用了現(xiàn)場總線技術(shù)。我們共采用了8組PLC控制，現(xiàn)場設備控制采用 PROFIBUS-DP 模式，分別組成8 組PROFIBUS-DP網(wǎng)。共有電機類ET200S站點61個，普通 I/O站點81個,變頻器站點67個，操作員站點8個，水份儀 站點18個，電子稱站點18個，操作臺站點7個。
系統(tǒng)特點
采用PROFIBUS技術(shù)后，與傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)比較，系統(tǒng)具 有以下幾個特點：
·系統(tǒng)設計更加方便、清晰負載饋電器的使用，免去了電機保護開關、接觸器及與 PLC輸入/出的大量原理圖、接線圖的設計，出圖量大幅 度減少，ET200S模塊化組件的使用，也使柜(箱)內(nèi)布 線、設計更為簡便，加快了控制系統(tǒng)設計、生產(chǎn)周期。
·安裝簡單、快捷 在不采用任何工具的情況下，接口模塊和端子模塊卡在導軌上，完成接線后，電子模塊、電源模塊、負載饋電 器模塊“即插即用”。
·組態(tài)、調(diào)試更加容易 無須其他特殊軟件，在S7軟件包中，用鼠標拖拉即可完 成PROFIBUS-DP的組態(tài)。不需額外費用，設備故障就可通過總線報告，故障定位更加方便。
·維護簡單
劃分子站和模塊化組件的使用，以及強大的故障診斷能 力，都為日后設備維護帶來極大的便利。
·便于擴展和信息集成
PROFIBUS的使用將孤立的單元設備帶進了信息化網(wǎng)絡中, 為今后系統(tǒng)擴展和企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)打下良好的基礎。
·最終用戶工程造價降低
PROFIBUS技術(shù)的使用，節(jié)省了大量的線纜、橋架、端子 排、柜體等，培訓和維護費用減少，這些都降低了工程總造價。下表顯示了典型制絲線電控系統(tǒng)的材料使用比 較?！ ?
結(jié)論
PROFIBUS技術(shù)從99年開始就已成功應用于煙草行業(yè)中了，特別是在江蘇某煙廠的6000KG/H制絲管控系統(tǒng)中, 現(xiàn)場設備的控制全部采用了PROFIBUS技術(shù)，得到了用戶 的高度評價。尤其是與傳統(tǒng)集中控制比較，在系統(tǒng)設計、安裝調(diào)試、維護及擴展方面都具有十分明顯的優(yōu)勢。PROFI- BUS技術(shù)在煙草行業(yè)的成功應用具有典型意義，為其他行業(yè)的自動化項目提供了一種理想的解決方案，應得到更為廣泛的推廣。
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