基于PROFIBUS-DP網絡的鍋爐控制系統
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典型的工業自動化系統應該是三層網絡結構，它包括現場設備層、車間監控層和工廠管理層。然而傳統的現場級是采用現場設備與控制器之間一對一的連接，此時信號的集成能力不強，開放性差，可靠性低，因而在此基礎上現場總線應運而生。現場總線沖破自動化信息孤島的僵局，為企業控制信息與管理信息的集成創造了條件。
隨著控制、計算機通信、網絡技術的發展，自動化系統結構正發生巨大的變化。通過現場總線技術實現三電(電氣，儀表，計算機)集成，將基礎自動化控制網絡、過程和管理控制系統連接在一起，是目前自動控制領域的發展方向。本文將介紹某集中供熱鍋爐房自動化控制系統設計方案，通過采用現場總線技術，有效地解決了三電集成問題。
二﹑集中供熱鍋爐房自動化控制系統
集中供熱鍋爐房自動化控制系統由基礎自動化控制系統﹑過程與管理控制系統組成。通過ProfiBus現場總線技術，實現網絡中儀表﹑電氣控制系統的通信；同時還可以采用以太網技術實現基礎自動化控制系統和過程與管理控制系統之間的通信。現場總線控制系統圖見下：
（1）基礎控制系統
PROFIBUS-DP網絡是網絡集成的最底層，主要是連接現場設備，如分散式I/O、傳感器、驅動器、執行器等。主站（PLC、PC機等）負責總線通信管理及所有從站通信。本系統選用S7-315-2DP PLC處理器作為主站，符合EN51070標準，提供的通信功能包括MPI、DP；使用S7-200 PLC連接到PROFIBUS-DP網上作為從站，一方面主站將控制數據（如電機速度設定、傳感器溫度、壓力設定、接觸器吸合及斷開等）發送到傳動裝置；另一方面傳動裝置的數據（如電機轉速、傳感器流量、溫度、壓力、接觸器觸點的通斷等）通過通信傳送到主站PLC指定的寄存器地址；ET200B遠程I/O從站主要接受水系統及上煤系統數據。
（2）過程監控系統
過程監控層由操作臺計算機、控制臺計算機、PLC加以太網卡等組成工業以太網，操作臺計算機利用組態軟件WINCC實現對工作現場的監督控制，基礎控制層將來自生產第一線的數據傳送到控制室，置于實時數據庫，進行控制及計算、動態顯示參數、報警及歷史數據保存；操作臺計算機將實時數據庫的數據送到服務器的關系數據庫中，進行保存和數據處理。
（3）生產管理系統
管理層采用通用的TCP/IP協議，上級領導可直接通過訪問服務器來了解現場的生產動態，也可將生產調度、計劃、等信息登記成為信息管理系統。
三﹑ProfiBus DP 通信
PROFIBUS現場總線是國際性的開放性現場總線標準，是一種符合IEC61158標準的現場總線，不論是在自動化儀表中還是在配電馬達控制中心系統中的應用均日益廣泛。PROFIBUS-DP經過優化的高速、廉價的通信連接，是專門用于自動控制系統和設備及分散的I/O之間的通信網絡。
PROFIBUS-DP用于基礎控制層的高速數據傳送，主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發送輸出信息。ProfiBus DP 的基本特性為：
（1）速率
在一個有著32個站點的分布系統中，PROFIBUS-DP對所有站點傳送512bps輸入和512bps輸出，在12Mbps時只需1ms。
（2）診斷功能
經過擴展的PROFIBUS-DP診斷能對故障快速定位。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。診斷信息分3級：本站診斷操作、模塊診斷操作和通過診斷操作。
（3）傳輸
RS-485制式雙絞線，雙線電纜或光纜。
（4）總線存取
支持單主或多主系統。各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主-從傳送。
（5）線形、星形、環形以及可選的光纖雙環形冗余。
PROFIBUS-DP的上述特點使其在工業電氣自動化領域占據了重要的地位。
本系統中ProfiBus DP總線完成PC與各設備之間的通信，并采用主從方式通信：主機(S7-315-2DP PLC)作為ProfiBus DP主站，以輪詢方式對下屬各從站(如ET200B﹑S7-200 PLC等)進行定周期掃描和讀寫。主機通過ProfiBus DP總線將指令傳送到對應的數據區，并將各設備返回的狀態信號從對應的數據區取出，從而實現對下屬每個設備的監控。
本系統采用ProfiBus總線實現通信，是基于以下三點因素：
⑴速度方面的考慮。雖然通信速度快慢與使用介質的長度﹑類型和站點數量及數據傳送量等因素有關。但我們注意到ProfiBus的數據傳輸率最快可達12Mbps。
⑵調試和維護方面的考慮。ProfiBus總線，已被廣泛的采用。企業的設計人員﹑管理人員及技術人員對該總線的調試以及維護有一定了解，故傾向于采用ProfiBus現場總線的方案。
⑶系統可擴展方面的考慮。在電氣傳動領域，不管是直流還是交流的傳動裝置，大多支持ProfiBus通信，為以后系統升級或擴容的方便起見，我們采用ProfiBus現場總線。
四﹑結語
基于PROFIBOS-DP現場總線的網絡控制系統，不僅可提高工業自動化的水平，最大限度地提高生產效率，還可以將經營、管理和其它生產活動聯系在一起；可逐步實現工廠管理與控制一體化，達到生產的柔性及自適應性。
根據以上系統方案，通過硬件設計﹑軟件編程﹑施工﹑調試及試運行后已投入生產﹑效果良好
參考文獻:
[1].PLCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PLC_1248813.html.
[2].RS-485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS-485_584821.html.
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