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PROFIBUS-DP技术在石灰窑电气控制系统改造中的应用

发布时间:2020-07-06 发布时间:
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0 引言
电气控制系统中随着PLC的问世,用PLC内部程序(虚拟继电器)代替实际继电器控制,已经得到广泛应用。随着PLC的不断发展,控制功能越来越强大,一台PLC可同时控制几十台变频器,但控制信号的增加,需要大量的控制电缆和显示装置。寻求一种更高速度、更低成本、低功耗、高可靠性的控制系统,摆在我们面前。使用PROFIBUS—DP总线技术是目前最好的方法。
1 PROFIBUS—DP技术应用简介
PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准,非常适合于电气控制系统。
PROFIBUS通信协议已经在很多领域得到了广泛应用,但PROFIBUS—DP从站的开发必须符合使用者的要求,所以开发PROFIBUS—DP智能从站越来越受到人们的重视,但由于PROFIBUS协议的复杂和繁琐性,目前国内大多数厂家使用的PROFI.BUS—DP智能从站产品都是进口的。
2006年北京鼎实有限公司开发的嵌入式PRO—FIBUS总线桥,提供了一个简单的接口,它广泛用于变频器、电机启动保护装置、智能高低压电器、电气测量装置、各种变送器、智能现场测量设备及仪表等等。
2 PROFIBUS—DP技术在石灰窑电气控制系统改造中的应用
2.1 石灰窑电气控制系统中使用PROFIBUS—DP
技术的必要性
石灰窑电气控制系统中,传统的PLC控制方式见图1,动力线和控制线都直接接入主控室柜内。由于石灰窑电气控制系统庞大(例如某钢厂所用石灰窑PLC控制系统中,数字量用了大约1 500点,模拟量用了大约600个点,变频器20台),且电气设备分散,控制线用量很大,一套300 t石灰窑控制信号电缆的造价约占总电缆金额的40%。

通过加入智能仪表,使用PROFIBUS—DP总线技术(见图2),一方面由于现场设备使用统一的通信协议,控制器只需用一根通信电缆就将分散的现场设备连接,完成对所有现场设备的监控,从而除去了控制中的传输导线,可节约资金30万。另一方面传统的电气控制系统,大捆大捆的传输导线需要单独挖电缆沟或架电缆桥架,给施工带来很多不便,且对检修、维修也带来很大困难。从站的建立,保证了控制的可靠性和维修、改造的方便性。尤其对于现场控制带来了极大的方便,人们可以在现场根据运行设备的情况,通过智能仪表给PLC和变频器发布命令,控制电机的启动、停止、正转、反转、调速等。

2.2 从站硬件组成
从站的核心是笔者自行开发的智能仪表,其结构框图

它由两大部分组成,第1部分是嵌入式PRFI—BUS总线桥;第2部分是用户产品模板:包括了用户单片机、数据采集、数据输出、键盘控制、输出显示和地址设置6大部分。RS485总线驱动器一侧与9针D型插座相连,另一侧通过光耦与SPC3相连。



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