摘要：本文洋細介紹了基于西門子公司的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)的高線打包機控制系統(tǒng)的設(shè)計方 法，分析了該網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、硬件配置和主從通信方式的工作機理。采用SIEMENS NET技 術(shù)，實現(xiàn)了打包機智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制和實時監(jiān)控打包機的狀態(tài)，極大地減少了控制系統(tǒng)的 運行和維護成本。
關(guān)鍵詞：打包機；高線；控制系統(tǒng)；現(xiàn)場總線；智能化
韶關(guān)某鋼鐵廠高線分廠的二高線是2008年3 月改造成功的一條全新的現(xiàn)代化的高速線材生產(chǎn) 線，二高線精整區(qū)主要設(shè)備有集卷站、打包機、 稱重站、卸卷站和PF輸送鏈等。其中打包機由 一套S7-300 PLC及遠程I/O站點實現(xiàn)控制，HMI 采用西門子MP277 10" Key實時監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)采用 PROFIBUS-DP光纖實現(xiàn)各站點間的信息通訊。改 造后的打包機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，減少了系統(tǒng)安 裝費用并且易于維護；實時監(jiān)控打包機的狀態(tài)， 及時了解和處理打包機故障，同時維修人員對設(shè) 備進行監(jiān)控和及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備所存在的隱患，及時 采取有效措施，對避免事故的擴大化和設(shè)備維護 造成很大的麻煩。大大減少了設(shè)備的運行和維護 成本。
1系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)及配置
打包機是一套非常復(fù)雜的機電液一體化的全 自動控制的設(shè)備。打包機的PLC系統(tǒng)是由一套S7 317-2PN/DP和七套ET200S及一套MP277組成，其 拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)打包機工藝流程和生產(chǎn) 過程對控制、管理的要求確定直接控制層和操作 監(jiān)控層的設(shè)備配置。
1.1直接控制層的設(shè)備配置
直接控制層的主要設(shè)備是控制站，其應(yīng)用功 能是輸入、輸出、運算和控制。共設(shè)計了一個PLC 主站，七臺遠程分布式I/O站，合計約273個點。
文章編號：1009-01 34(201 2)03(上)-0037-03
DP主站是控制中心。本系統(tǒng)DP主站選用 CPU 317-2 PN/DP (訂貨號：6ES7317-2EK14-0AB0)。主站DP=2，有一塊4MB的MCC卡、一 個MPI/DP口和一個PROFINET口。DP口用于連接 到DP耦合器，與其他從站進行通信。NET 口通過 RJ45雙絞線連接到編程單元PC。
ET-200S是一款按位模塊化、防護等級為 IP20，同時支持PROFBUS和PROFINET現(xiàn)場總線 的分布式I/O從站。可以連接包括數(shù)字量、模擬 量、高速計數(shù)器、步進、電機啟動器和變頻器在 內(nèi)的所有模塊。
六個從站，均選用6ES7 151-1AB02-0AB0 ET 200S IM 151光纖接口模板，可擴展63個模塊。All從 站選用6ES7 151-7ABOO-OABO ET 200S IM 151 帶 CPU光纖接口模板，集成24KB工作內(nèi)存。
A101從站，DP=11,用于主控臺的本地控制 和用戶接口。A201從站，DP=21，用于線庫、升 降臺、壓板I/O箱的控制。A202從站，DP=22， 用于打包單元1&2、便攜面板、公共功能I/O箱的 控制。A203從站，DP=23，用于打包單元3&4、 便攜面板、公共功能I/O箱的控制。A204從站， DP=24，用于喂線單元1-4、本地控制單元1-4、公 共功能I/O箱的控制。A205從站，DP=25,用于壓 板、線導(dǎo)架I/O箱的控制。All從站，DP=8,有一 塊64KB的MCC卡，用于液壓站單元PLC的本地控 制及與主控臺接口。
1.2操作監(jiān)控層的設(shè)備配置
操作監(jiān)控層的主要設(shè)備是HMI，其應(yīng)用功能 是操作命令的輸入、運行狀態(tài)的輸出和故障信息 的監(jiān)視等等。HMI選用西門子公司的6AV6 643-0DD01-1AX1 MP277 10" Key多功能面板，該面 板操作方便、性能優(yōu)越，有6MB用戶存儲器， 64K色，分辨率640X480，36個功能鍵，可以用 作直接按鍵，集成有1XRS422/485、2XUSB1.1,
1 X Ethernet接 口。
1.3通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備配置
主站PLC與監(jiān)控HMI和OBT光纖終端之間采 用PROFIBUS-DP銅電纜實現(xiàn)通信，這部分的信 號主要在主控室內(nèi)，受現(xiàn)場的干擾較輕。選用 6ES7 972-0AA01-0XA0 DP中繼器實現(xiàn)通訊信號 的耦合。現(xiàn)場采集的輸入信號和主站發(fā)出的控制 信號由各從站集散，這部分信號分布在打包機上 和液壓站，受現(xiàn)場干擾比較嚴重，因此選用光纖 來傳輸信號。OBT光纖轉(zhuǎn)換器選用西門子公司的 6GK1500-3AA00。
2 PROF舊US-DP通信功能的設(shè)計
主從站之間的通信數(shù)據(jù)交換信號主要有：通 信正確信號、急停信號、液壓泵的啟停、運行、 封鎖和故障信號，循環(huán)泵和加熱器的啟停、運 行、封鎖和故障信號，油位、油溫高低檢測信 號，油溫值，等等，這些信息均通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)傳輸。DP網(wǎng)絡(luò)采用屏蔽雙絞銅線或光纖兩 種傳輸電纜。在總線的兩端為了防止浪浦，接有
終端電阻，實際使用時，應(yīng)注意將位于中間節(jié)點 的接頭終端電阻置于OFF位置。
