PROFIBUS现场总线在泰国水利工程中的应用

　　巴帕南河位于泰国南部的洛坤府境内，共有6条支流，流域面积含盖了7个县，最终在洛坤汇聚成主河道流入泰国湾。泰国王室为了减轻该地区洪水水患，阻止由于海水倒灌造成的土地盐碱化，确保人畜饮用和农田灌溉所需淡水的储量，决定出资在巴帕南县修建该水利工程。本工程主要包括：修建一座排水闸和4条排水河道、一座双向船闸、本区域内的高速公路及横跨主河道的开启式高架公路桥。

　　排水闸有10孔闸门，其中6孔为单扉门（泄洪门），4孔双扉门（调节门）。同时，还附加了2孔鱼梯闸门。船闸为双向人字闸门，由上闸首、闸室和下闸首组成。每座闸首包括两套人字门以满足上游水位高或下游水位高两种情况下的船只通航。高架公路桥为开启式，正常情况时桥关闭，通行车辆。当有大型船只通过船闸时桥开启，船只通过，桥再关闭。区域内有较完善的照明系统，包括5段公路照明和排水闸区、船闸区以及办公区的区域照明。

　　二控制系统概况

　　本控制系统包括4部分，即远方控制室的控制中心、排水闸门控制子系统、船闸和开启桥控制子系统和路灯照明控制子系统。

　　远方控制室的控制中心设有2台主PLC，2台上位监控主机（SCADA计算机）。共同对排水闸门、路灯照明子系统进行远方集中监视与控制，同时对船闸和开启桥子系统进行远方集中监视。控制中心还通过局域网与水文遥测系统进行数据通讯和交换。

　　排水闸门控制子系统控制的设备有排水闸14扇，鱼梯闸门2扇。保证正常情况下河水的排放，同时保持充足的淡水；在洪水时期，应及时进行泄洪；在海水倒灌时，应关闭排水闸门以阻止海水入侵。在鱼的产卵期，要打开鱼梯以保证鱼道的通畅，让鱼通过水闸到上游产卵及回游入海。

　　船闸和开启桥子系统控制的设备有上下闸首共4套人字门，4套冲放水蝶阀，4套进出闸室的通船指挥灯，1套开启桥桥锁，2套左右桥开启驱动电机，2套公路桥桥头护栏和2套交通指挥灯。船闸和开启桥实施连锁控制。

　　公路照明子系统有5个照明控制站组成，完成对5段公路和排水闸区、船闸区和办公区的照明控制。

　　根据业主要求，本控制系统应是一个分层分布式的集中监控与数据采集系统（SCADA）。通过现场总线（PROFIBUS）将控制中心与各现场控制单元连接成一个多主——多从的PROFIBUS控制网络。

　　三硬件简介

　　由于本控制系统的控制设备较多，且其对系统的响应时间要求并不很严格，所以我们采用了SMARTI/O和VME9030PLC这两种基于PROFIBUS-FMS的PLC控制器。这两种控制器均为德国PEPMODULARCOMPUTER（以下简称PEP）公司的产品。以下对其作以简单的介绍：

　　SMARTI/O：最大I/O点数为88点的小型PLC，CPU是MOTOROLA的MC68302，自带1个PROFIBUS口，1个RS232口。适用于作智能分布式I/O。

　　VME9030：最大I/O点数512点的PLC，支持PROFIBUS。双CPU芯片，即MC68080和MC68302。自带1个PROFIBUS口，1个RS232口。适用于作主PLC。

　　四控制系统组成：

　　1、控制中心（远方控制室）

　　控制中心包括主PLC两台、SCADA主机2台，通过PROFIBUS网连接。

　　主PLC和SCADA主机均为主站，由于采用了PROFIBUS网，SCADA主机直接从现地的从站中读取数据。而并非象传统的PLC网络那样从站将数据传给主PLC，主PLC再传给SCADA主机。这样做的优点是显而易见的，SCADA主机直接同现地站交换数据，一方面减轻了主PLC的负担，另一方面也降低了由于主PLC出错带来的系统风险。

　　2、排水闸门控制子系统

　　在现场启闭机室设置12个现地控制单元CU1～CU12，其中单扉门控制单元6套（CU3～CU8），每套1台SMARTI/O控制器；双扉门控制单元4套（CU1，CU2，CU9，CU10），每套2台SMARTI/O控制器。鱼梯闸门控制单元2套（CU11，CU12），每套一台SMARTI/O控制器。所以共16台SMARTI/O控制器。现地控制单元与控制中心均通过PROFIBUS总线连接成现地控制网络，进行指令传输和数据传输。

　　本系统中，主PLC1和SCADA1主机均为主站，各现地控制单元均为从站。

　　由于SMARTI/O是基于PROFIBUS的智能分布式I/O，所以每个现地控制站的现地控制程序就储存在SMARTI/O里。只有排水闸系统的自动控制程序储存在主PLC1里。这样，不但减轻了主PLC的运算负荷，同时避免了由于主PLC1出错造成的系统崩溃。

　　因为在本PROFIBUS网络中，即使主动脉PLC1出错，存放在SMARTI/O中的现地控制程序依然可以运行。而在传统的PLC网络中，由于分布式I/O或远程I/O只负责接收数据，所有控制程序都在主PLC中，一旦PLC出错，则系统崩溃。由此可见，PROFIBUS同以往的PLC网络相比，的确具有不少的优势。

　　3、船闸和开启桥控制子系统

在上下闸首控制室设置两套现地控制单元