PROFIBUS在氟化工控制系統(tǒng)中的應用

在正常操作下,主PLC通過PROFIBUS總線和從站進行通訊,當主PLC發(fā)生故障時,后備PLC自動接管,由后備PLC通過后備PROFIBUS總線和從站繼續(xù)進行通訊。兩個PLC之間由光纖把四個同步模塊鏈接起來,每個PLC在每個掃描周期都向另一個PLC發(fā)送內部狀態(tài)數據,而且由于光纖的高速傳輸,保證了兩個PLC控制權的平滑切換功能。當主網斷開時,備用PLC自動接替與總線接口模塊的通訊,并能平滑切換,使網絡狀態(tài)保持不變。
基于DP/DP耦合器和Y-LINK的DCS與S7-400H系統(tǒng)間雙主站通訊設計
為了實現DCS和基于S7-400H的緊急停車系統(tǒng)之間的數據交換,本系統(tǒng)采用了西門子DP/DP耦合器作為DCS控制主站和S7-400H冗余系統(tǒng)主站之間的Master-Master雙主站通訊設計。DP/DP耦合器被用來連接兩個PROFIBUS-DP主從網絡以實現雙主站網絡之間的數據傳輸,其特點包括:最大傳輸數據由244字節(jié)的輸入數據和244字節(jié)的輸出數據;PROFIBUS地址既可以通過硬件選擇開關進行設置也可以通過編程工具進行設置;耦合器兩側可以有不同的傳輸波特率,當一側傳輸失敗時另一側的輸出數據被保持;具有冗余的雙電源供電模式;DP/DP耦合器可以通過GSD文件的方式集成在PROFIBUS-DP網絡里。
由于緊急停車系統(tǒng)采用的是PLC和PROFIBUS冗余解決方案,于是在冗余網絡和DP/DP耦合器之間實現平滑切換成為一個重要的網絡耦合設計環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)最后采用了基于西門子Y-LINK的DP冗余網絡切換裝置來實現。Y-LINK是由兩個IM153-2接口模塊和一個實現總線互連的Y耦合器組成。Y-LINK提供了從S7-400H冗余的DP主網系統(tǒng)到一個非冗余的DP主網系統(tǒng)的網關,由此使得具有唯一DP接口的裝置可以作為一個切換輸入輸出系統(tǒng)連接到S7-400H冗余DP網絡系統(tǒng)中去。其在STEP7里面的網絡拓撲結構如圖3所示?! ?BR>

項目總結與體會
目前,現場總線技術融合了PLC、DCS和驅動技術構成的全集成自動化系統(tǒng),PROFIBUS現已成為國際現場總線技術標準之一和我國國家現場總線標準,在工業(yè)自動化,傳動和化工等領域占據主導地位。通過此項目的規(guī)劃和實踐調試,對西門子PROFIBUS現場總線、DP/DP耦合器和Y-LINK裝置的應用以及S7-400H冗余系統(tǒng)具有了更深入的認識和應用經驗。
PROFIBUS總線傳輸速度高,具有確定的傳輸響應時間和很強的實時性,可以應用于對實時性和穩(wěn)定性要求比較高的復雜控制系統(tǒng)。
S7-400H冗余PLC系統(tǒng)和冗余PROFIBUS網絡的實施以及Y-LINK切換裝置的使用,既保證了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性能又靈活解決了在冗余與非冗余網絡設備之間的平滑切換和耦合。
通過DP/DP耦合器對雙主站PROFIBUS網絡系統(tǒng)的耦合,解決了兩個不同的復雜主站系統(tǒng)之間的數據交換問題,大大提高了PROFIBUS網絡的應用靈活性和擴展性。
PROFIBUS滿足了從現場層到工廠管理層對網絡的需求,而且由于標準的開放性,使其應用面廣,幾乎所有的廠家的產品都支持PROFIBUS,保證了不同公司產品之間的通用性。
本控制系統(tǒng)已經經過調試順利運行,此系統(tǒng)無論在工藝要求、控制功能和操作方便還是可靠性以及全集成自動化方面均取得了顯著的效果和良好的經濟效益,為以后氟化工工業(yè)領域提供了極好的控制系統(tǒng)設計案例。
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