PROFIBUS—DP在高炉自动化系统中的应用

2 系统软硬件设计
　　系统硬件：由SIMATICS7—400PLC、ET-200M、数字量模拟量输入输出模块（DI／DO、AI／AO）、IF964一DP扩展卡、图尔克现场模块PDP—IM、丁作站（2台工控机）、Profibus—DP屏蔽电缆。控机作为上位机，通过现场总线接口卡CP5612相连到现场总线，在工控机上完成组态、运行、操作等功能。
软件配置：在这个系统中，控制基本上由集中的PLC完成。
　　在PLC软件控制当中，我们要对外部的总线结构进行硬件组态，让系统识别总线结构，各个站点有自己的逻辑地址，分别挂在哪条总线上，采用的总线协议方式及速率、产品类型等进行具体组态设置。编程软件我们采用STEP7（5．2），对PLC进行硬件组态，使用厂家提供GSD文件，GSD（设备数据库文件）的组态工具可将不同厂商生产的设备集成到一个总线系统中。PLC程序在卜位机的编程工具STEP7（5,2）中组态后进行编译，编译通过后F载到CPU416-2DP，并存储其中，CPU416可自动运行该程序，根据程序内容读取总线上的所有1／O模块的状态字，控制硬件设备。
　　上位机监控软件为西门子公司的Wince6．0，它基于WIN—DOWS的对象链接和嵌入、部件对象模型和分布式部件对象模型技术，并创建一开放式接口，具有良好的图形界面和人机交互性，系统在Windows2000下运行，通迅画而如图4：

　　利用总线，在监控画面中我们实现了功能如下：
　　（1）控制操作：并住中心控制室能对被控没备进行在线实时控制，如启停阀门设备，调节上料种类，实现定仓、设定料类重量等。并能够在现场限位开关发生故障时，模拟到位信号，使上料正常进行。在线设置PIC的某些参数等。上位机是总线上一个站点，与PLC的进行实时通迅。
　　（2）显示功能：在画面中通过编程实现模拟显示整个高炉系统各阀门实际动作状况，各称量斗实际重量显示。各阀门位置指示用不同颜色指示开位、关位、正在开或关等，以及现场的仪表温度、压力、状态参数。
　　（3）数据管理：依据不同运行参数的变化和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。用户归档记录每料实际的料类，每料车的重量，上料时间等，从中得出一些有用的经验参数，改进丁艺，使生产效益越来越好。
　　（4）报警功能：当某一模拟量（如电流、压力、温度等）测量值超过给定范嗣或某一开关量（如电机启停、阀门开关）发生异常时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。通过画面闪烁报警，并用文字提示，对快速确认故障，排除故障起到很好作用。利用总线模块诊断功能，可直观看到现场站点故障报警状态。
3 总线诊断方式
　　在高炉自动化系统中，各站点分散于现场煤气区域，一旦站点出现故障，即使一个站点也将会严重影响上料，造成减风、休风，因此快速故障诊断尤为重要。结合实践，这里介绍3种故障诊断方法。
3．1使用FB125程序对系统中分布式设备进行在线诊断

　　FB125是一个中断驱动功能块，它必须在OB1，OB82和OB86中分别被调用。可以对系统进行_二级诊断：故障站点、故障模块、故障通道。并且给出详细的报错信息，同时数据仔储区可以作为接口被其它程序读取和调用（如WINCC），更直观的找出故障从站和错误信息。其跟随的数据块中部分重要信息如表。
3．2 用BT200测试装置（6ES7 181一OAA01一OAAO）
　　在安装阶段，可用BT200测试装置测试PROFIBUS—DP电缆，能够快速分辨出线路中断还是屏蔽中断，是线路之间还是线路与屏蔽层之间的短路。在数据线中出现断线或短路时，确定故障位置，并能检测出可能造成故障的反射。根据实际情况确定安装电缆长度，超jIJ规定距离可增加中继器进行信号放大。也可以检查站的接线，用BT200检查从站／主站的RS485接口，检查从站的可访问性，列出可访问的从站及其具体编址。这可事先测试特定总线段的可操作性，从而缩短，投产运行时间。在H常运行故障时，这些功能用于故障查找，操作容易且准确。借助于可选日志生成软件包，每次测试都可保存在BT200中，并传送到PC。然后即可以报告形式打印测试结果。这就意味着可快速简便地对测试报告进行编辑。
3．3 利用OB块把CPU中的硬件的信息读出来
　　0B86为机架故障组织块，当扩展机架（不是CPU318）、DP主站系统、或分布式I／O中从站故障时（当到来和离去事件时），CPU的操作系统调用OB86。我们在OB86组织块中编写程序．把CPU中的故障代码读m放入数据库中，根据数据库中的代码意义，可诊断出总线上站点故障。如当参数OB86一FLT ID的故障代码为B#16#C8时，参数OB86一MDLADDR的内容为DP主站的逻辑基地址，参数OB86_Z23的内容为相应的DP从站的地址。把OB86一Z23中的内容存人DB数据块中，便可通过在WINCC在画面上体现出来。
4 结束语
　　在高炉自动化系统中，生产条件特殊复杂，设备地域分散多点多面，造成了电气自动控制系统故障率高，维护量大的缺点。而该网在奉项目的运用中避免了大量点到点的电缆敷设，降低了线路敷没的难度和施工的复杂性，其实时性远远高于其它局域网，闲而特别适合用于工业现场。
参考文献
[1]刚宪惠，徐用懋．现场总线技术及其应用[M]．北京：清华大学出版社．1999。
[2]周悦，等．儿种现场总线的通信介质访问控制方式[J]．工业仪表与自动化装置，2001。
[3]Simatic S7 v5．2编程手册。
[4]Simatic wince v6手册。