1. 概述
在過(guò)去的十多年里，隨著生產(chǎn)車間自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化中分散化結(jié)構(gòu)的迅速增長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的應(yīng)用日益普遍。其原因之一是：現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字和模擬輸入/輸出模塊、智能信號(hào)裝置和過(guò)程調(diào)節(jié)裝置與可編程邏輯控制器（PLC）和PC之間的數(shù)據(jù)傳輸，把I/O通道分散到實(shí)際需要的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備附近，使安裝和布線的費(fèi)用開銷減少到最小，從而使成本費(fèi)用大大地節(jié)省。其原因之二是：標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)總線具有"開放"的通信接口，允許用戶選用不同制造商生產(chǎn)的分散I/O裝置和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
Profibus是Process Fieldbus的縮寫，是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供可行的解決方案。Profibus的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是以ISO頒布的OSI標(biāo)準(zhǔn)七層參考模型為基礎(chǔ)的，只是對(duì)第三層到第六層進(jìn)行簡(jiǎn)化，因此可以說(shuō)它的標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性強(qiáng)。此外它的三種模塊(DP、FMS和PA)又可以適應(yīng)不同的應(yīng)用對(duì)象和通信速率方面的要求，開放性也好。
2. 系統(tǒng)介紹
某造紙廠制漿項(xiàng)目大致分為提取、篩選和漂白三部分。本系統(tǒng)采用西門子S7-400 控制器，PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，WINCC和SIMATIC Step 7 軟件，組成的高可靠的DCS系統(tǒng)。上位機(jī)采用聯(lián)想計(jì)算機(jī),WinCC軟件用于整個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控。PLC采用西門子公司大型S7-400 CPU為414-2DP，上位機(jī)與S7-400 PLC之間采用Profibus-DP通訊方式控制，現(xiàn)場(chǎng)分站采用貝加萊公司的X20BC0063 DP模塊進(jìn)行擴(kuò)展聯(lián)網(wǎng)，它們通過(guò)Profibus-DP總線和S7-400 PLC相連。同一DP地址下再通過(guò)X20BR9300和X20BT9100通訊模塊進(jìn)行擴(kuò)展，可以掛接63個(gè)X20系列I/O模塊。所有的X20模塊采用分布式的導(dǎo)軌式系統(tǒng)底板，支持帶電熱插拔。
提取部分控制要點(diǎn)：
調(diào)節(jié)洗漿機(jī)的上漿濃度、漿層厚度、漿料液位、洗滌水流量、洗滌液溫度等影響洗滌效果的因素，使操作工藝參數(shù)穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，以保證洗滌過(guò)程正常運(yùn)行。盡可能獲得高濃度的黑液，以利于蒸發(fā)工段回收利用。
篩選部分控制要點(diǎn)：
紙漿中含有各種各樣的雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)篩洗去除這些雜質(zhì)，以得到純凈的紙漿。穩(wěn)定壓力篩進(jìn)漿濃度、進(jìn)漿流量、稀釋水流量、尾漿流量、壓力篩進(jìn)漿口與良漿出口的壓差，防止和排除篩孔堵塞，使得篩選凈化過(guò)程得以正常運(yùn)行
漂白部分控制要點(diǎn)：
漂白過(guò)程對(duì)自控系統(tǒng)的要求是使各種藥液的加入量與漿料保持一定的比例關(guān)系。使之在獲得均勻的所需白度的同時(shí)，盡可能減少對(duì)纖維的降解作用，保持纖維強(qiáng)度。另外，漂白過(guò)程是一個(gè)連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，必須控制其反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和反應(yīng)濃度三個(gè)主要因素。
3. 系統(tǒng)硬件配置情況
西門子公司產(chǎn)品：
電源模塊 PS407/10A 6ES7407-0KA01-0AA0 1塊
CPU模塊 414-2 6ES7414-2XG04-0AB0 1塊
UR2機(jī)架 6ES7400-1JA01-0AA0 1塊
存儲(chǔ)卡 6ES7952-1KL00-0AA0 1塊
CP5611卡 6GK1561-1AA01 2塊
總線連接器 6ES7972-0BA50-0XA0 3塊
貝加萊公司產(chǎn)品：
總線接收模塊 X20BR9300 8塊
總線中繼模塊 X20BT9100 5塊
電源總線模塊 X20BM01 8塊
標(biāo)準(zhǔn)總線模塊 X20BM11 121塊
DP總線模塊 X20BC0063 3塊
電源模塊 X20PS9400 3塊
總線模塊 X20BB80 3塊
端子排 X20TB12 134塊
模擬量輸入模塊 X20AI4622 37塊
模擬量輸出模塊 X20AO4622 14塊
溫度模塊 X20AT4222 4塊
開關(guān)量輸入模塊 X20DI9371 15塊
開關(guān)量輸出模塊 X20DO9322 24塊
電源模塊 X20PS2100 24塊
電源模塊 X20PS3300 3塊
總線連接器 0G1000.00-090 3塊
4.結(jié)束語(yǔ)
自調(diào)試完成后系統(tǒng)運(yùn)行正常，Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定無(wú)故障。主站S7-400PLC與從站正常通訊，并上位機(jī)控制系統(tǒng)通訊良好。系統(tǒng)響應(yīng)速度快，精度高。很好發(fā)揮了Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性能，得到用戶的肯定。
作者：邱振寶 衛(wèi)華 青島汶瑞自動(dòng)化技術(shù)有限公司