PROFIBUS在氟化工控制系统中的应用

0H系统间双主站通讯设计
　　为了实现DCS和基于S7-400H的紧急停车系统之间的数据交换，本系统采用了西门子DP/DP耦合器作为DCS控制主站和S7-400H冗余系统主站之间的Master-Master双主站通讯设计。DP/DP耦合器被用来连接两个PROFIBUS-DP主从网络以实现双主站网络之间的数据传输，其特点包括：最大传输数据由244字节的输入数据和244字节的输出数据；PROFIBUS地址既可以通过硬件选择开关进行设置也可以通过编程工具进行设置；耦合器两侧可以有不同的传输波特率，当一侧传输失败时另一侧的输出数据被保持；具有冗余的双电源供电模式；DP/DP耦合器可以通过GSD文件的方式集成在PROFIBUS-DP网络里。
　　由于紧急停车系统采用的是PLC和PROFIBUS冗余解决方案，于是在冗余网络和DP/DP耦合器之间实现平滑切换成为一个重要的网络耦合设计环节。本系统最后采用了基于西门子Y-LINK的DP冗余网络切换装置来实现。Y-LINK是由两个IM153-2接口模块和一个实现总线互连的Y耦合器组成。Y-LINK提供了从S7-400H冗余的DP主网系统到一个非冗余的DP主网系统的网关，由此使得具有唯一DP接口的装置可以作为一个切换输入输出系统连接到S7-400H冗余DP网络系统中去。其在STEP7里面的网络拓扑结构如图3所示。　　

图3Y-LINK和DP/DP耦合器在S7-400H系统中的网络组态

　　项目总结与体会
　　目前，现场总线技术融合了PLC、DCS和驱动技术构成的全集成自动化系统，PROFIBUS现已成为国际现场总线技术标准之一和我国国家现场总线标准，在工业自动化，传动和化工等领域占据主导地位。通过此项目的规划和实践调试，对西门子PROFIBUS现场总线、DP/DP耦合器和Y-LINK装置的应用以及S7-400H冗余系统具有了更深入的认识和应用经验。
　　PROFIBUS总线传输速度高，具有确定的传输响应时间和很强的实时性，可以应用于对实时性和稳定性要求比较高的复杂控制系统。
　　S7-400H冗余PLC系统和冗余PROFIBUS网络的实施以及Y-LINK切换装置的使用，既保证了控制系统的稳定可靠性能又灵活解决了在冗余与非冗余网络设备之间的平滑切换和耦合。
　　通过DP/DP耦合器对双主站PROFIBUS网络系统的耦合，解决了两个不同的复杂主站系统之间的数据交换问题，大大提高了PROFIBUS网络的应用灵活性和扩展性。
　　PROFIBUS满足了从现场层到工厂管理层对网络的需求，而且由于标准的开放性，使其应用面广，几乎所有的厂家的产品都支持PROFIBUS，保证了不同公司产品之间的通用性。
　　本控制系统已经经过调试顺利运行，此系统无论在工艺要求、控制功能和操作方便还是可靠性以及全集成自动化方面均取得了显著的效果和良好的经济效益，为以后氟化工工业领域提供了极好的控制系统设计案例。