3、PROFIBUS-DP在金川集團二礦區主井提升提升係統的實現過程
3.1PROFIBUS-DP的提升控製係統的優點,把現場總線引入提升控製係統的必要性在於
(1)提升係統自動化程度以及可靠性的提高,要求係統內部各功能模塊之間以及功能模塊和上位機之間能夠實現雙向通信。
(2)用戶對各功能模塊的可控性、可靠性和易維護性要求高。
(3)提升係統控製元件的數字化和智能儀表的發展,要求控製係統的結構能夠與之相適應。
PROFIBUS—DP同時具備傳感器級和設備級通信能力,既支持離散控製設備,也支持變送器等過程儀表,因此可以滿足提升控製係統的需要。在提升控製係統中采用PROFIBUS-DP現場總線有以下優點:
(1)開放性、互換性、可集成性,不同廠商的支持PROFIBUS-DP的產品都可很容易地集成到控製係統中,它們遵循PROFIBUS的設備行規,因此設備具有很好的開放性和互換性。
(2)係統可靠性高、可維護性好PROFIBUS-DP在提升控製係統采用總線連接方式代替一對一的I/O連線,減少了由接線點造成的不可靠因素。物理層采用帶屏蔽的雙絞線或光纖電纜。抗幹擾性強,數據鏈路層有較強的糾錯能力,同時,係統具有現場設備的在線故障診斷、報警、記錄功能,增強了係統的可維護性。
(3)實現高速、高精度的提升機運行軌跡控製。
(4)降低了係統及工程成本。
3.2PROFIBUS-DP在二礦區主井提升控製係統實例
主井提升機承擔二礦區井下430萬噸礦石的提升任務,設備的可靠性和控製的先進性是第一要務。傳統的提升機多數采用手工操作和開關控製,存在功能單一,維修困難,操作人員勞動強大等不足之處。利用工業控製計算機和PROFIBUS-DP總線來實現對提升機的控製,使係統的性能有顯著提高。
采用PROFIBUS-DP的提升控製係統PROFIBUS-DP網絡,由以下幾部分組成:
(1)係統主站(主控PLC+DS.I)采用帶PROFIBUS通信卡的工業控製計算機。通信卡可采用西門子公司的CP5611產品。
(2)係統總線采用PROFIBUS-DP實現工控機和所有現場設備與儀表的通信,傳輸速率設為1.5Mbps 。傳輸介質采用帶屏蔽的雙絞線,現場幹擾比較大時采用光纖通信(如:主PLC-+LF.1③等)。
(3)分布式I/O從站和I/O模塊采用西門子的ET-200M從站與PROFIBUS-DP相連(主PLC-+PA.1④)。再根據係統需要在從站上掛接S7-300係列的標準信號模塊。如:開關量輸入模塊,開關量輸出模塊,模擬量輸入模塊,模擬量輸出模塊。
(4)現場儀表包括礦倉料位傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等,采用普通的儀表連接到I/O從站的模擬量輸入模塊上。
(5)光電編碼器用來檢測提升機的運行狀態和作為提升機的過程控製。
(6)執行元件包括風機的啟、停;液壓站(+AC.1⑤)的啟、停和壓力的建立;傳動部分(+SIMD⑥櫃)的輸出模式等,操作台采用普通的執行元件連接到I/O從站的開關量和模擬量輸出模塊上。
控製係統軟件STEP7運行在WindowsXP操作係統上。分為組態模塊、控製模塊和診斷模塊3個軟件模塊,組態模塊負責對係統進行硬件組態和配置,控製模塊完成提升機實際的控製功能,診斷模塊能夠判斷總線通信故障、總線設備故障和操作狀態異常,實現故障快速定位並給出報警信息。
4、結束語
PROFIBUS-DP傳輸速度快、可靠性高、開放性好、抗幹擾能力強,在提升控製係統中采用PROFIBUS-DP總線。簡化了係統結構,提高了係統的控製精度和可靠性,降低了硬件設計和軟件設計的難度,便於安裝、調試和維護。同時方便設備上網,為設備的遠程服務與在線操作監視提供條件,適應網絡技術發展的要求.具有良好的發展前景。