PROFIBUS技术及其在烟草制丝电控系统中的应用

PROFIBUS作为一种总线标准，具有开放、国际化、不依赖于设备生产商等特点，由其构成的兼容网络系统，可应用于不同的场合，分别是PROFIBUS-FMS，提供强有力的通信功能；PROFIBUS-DP，用于传感器和执行器级的高速数据传输；PROFIBUS-PA，用于安全性较高的场合，允许对设备进行完全的内部操作。

在烟草制丝电控系统中，控制对象大部分为开关量点。现场设备控制采用PROFIBUS-DP，主站间通讯一般采用SIEMENSIndustrialEthernet，也可采用PROFIBUS-FMS。

本文中，我们将采用应用最多的模式为例，即主站监控级网络采用SIEMENSIndustrialEthernet，设备级网络采用PROFIBUS-DP。

电控系统设备及结构配置

在现场级控制设备选型时，我们主要考虑在SIEMENS的PROFIBUS和另一家的总线中选择其一。因为制丝电控系统主要是由电机控制回路组成，另外一家公司的技术要求每台电机控制作为其一个子站，成本要高出许多
SIEMENSPROFIBUS-DP家族中ET200S的集成负载馈电
器，将PLC的输入/出、端子模块、断路器和接触器结合在一起，每个DP从站理论上最多可控制20台电机（每个子站的物理长度不能超过1米，负载馈电器的物理宽度为
45mm）。从这个意义上讲，ET200S是最好的选择。另外一个原因就是目前烟草行业中，控制系统应用最多的还是SIEMENS公司产品。因此，现场级控制设备选型确定为ET200S产品。

按照制丝工艺要求，整条线划分为十二个工艺段，每个工艺段由一组PLC控制。在每个工艺控制段PLC中，主站采用S7-400产品，CPU选型为带内置DP口的CPU，其系统结构如图所示。

根据以上的设计原则，在某烟厂的制丝电控系统中，已成功应用了现场总线技术。我们共采用了8组PLC控制，现场设备控制采用PROFIBUS-DP模式，分别组成8组PROFIBUS-DP网。共有电机类ET200S站点61个，普通I/O站点81个,变频器站点67个，操作员站点8个，水份仪站点18个，电子称站点18个，操作台站点7个。
系统特点

采用PROFIBUS技术后，与传统的电控系统比较，系统具有以下几个特点：

?系统设计更加方便、清晰负载馈电器的使用，免去了电机保护开关、接触器及与PLC输入/出的大量原理图、接线图的设计，出图量大幅度减少，ET200S模块化组件的使用，也使柜（箱）内布线、设计更为简便，加快了控制系统设计、生产周期。
?安装简单、快捷在不采用任何工具的情况下，接口模块和端子模块卡在导轨上，完成接线后，电子模块、电源模块、负载馈电器模块“即插即用”。
?组态、调试更加容易无须其他特殊软件，在S7软件包中，用鼠标拖拉即可完成PROFIBUS-DP的组态。不需额外费用，设备故障就可通过总线报告，故障定位更加方便。
?维护简单
划分子站和模块化组件的使用，以及强大的故障诊断能力，都为日后设备维护带来极大的便利。
?便于扩展和信息集成
PROFIBUS的使用将孤立的单元设备带进了信息化网络中,为今后系统扩展和企业综合自动化的实现打下良好的基础。
?最终用户工程造价降低
PROFIBUS技术的使用，节省了大量的线缆、桥架、端子排、柜体等，培训和维护费用减少，这些都降低了工程总造价。下表显示了典型制丝线电控系统的材料使用比较。

结论

PROFIBUS技术从99年开始就已成功应用于烟草行业中了，特别是在江苏某烟厂的6000KG/H制丝管控系统中,现场设备的控制全部采用了PROFIBUS技术，得到了用户的高度评价。尤其是与传统集中控制比较，在系统设计、安装调试、维护及扩展方面都具有十分明显的优势。PROFI-BUS技术在烟草行业的成功应用具有典型意义，为其他行业的自动化项目提供了一种理想的解决方案，应得到更为广泛的推广。