項目簡介
　　隨著自動化技術領域的不斷提高，現場總線技術實現了從集中自動化系統向分散自動化系統的轉移的重大突破。現場總線技術融合了計算機技術、通訊和網絡技術以及自動化技術，使各種檢測、控制元件或裝置直接分布在總線系統上，大量降低了控制系統的安裝、維護和運行成本。而PROFIBUS由于其高達12Mbps的總線傳輸技術，并滿足了從現場層到工廠管理層對網絡的要求，應用面廣,產品多樣，多種行規保證了不同廠家產品之間的通用性，而成為國際化的開發式現場總線標準。基于PROFIBUS現場總線的控制系統（FCS）相比以前的集散控制系統（DCS）具有更加突出的技術優勢:FCS系統節省了大量安裝費用，提高了可靠性和抗干擾能力，增強了控制精度。由于采用了統一的國際標準，不同廠家的產品在硬件、軟件、通訊、連接方式等方面互相兼容，使系統具有開放性，對用戶操作、維護和擴展十分有利。因此采用PROFIBUS的DCS和PLC控制系統從根本上改變了現有DCS集中和分散相結合的集散控制系統體系，簡化了系統結構，提高了可靠性。
　　近年來我國氟化工工業發展迅猛，對生產氟化工基礎原料的工業技術和控制設備提出去更高的要求。美國杜邦公司在氟化學工業領域一直處于國際領先地位,具有幾十年的在氟化工行業的工藝和生產經驗。該公司在江蘇常熟新建立的氟化工工廠采用了最先進的控制系統和生產工藝，采用以PROFIBUS現場總線為主網絡把DCS和PLC以及驅動控制聯合成為一個具有全集成自動化理念的先進的控制系統構架，為企業取得了良好的經濟效益。

　　控制系統簡介
　　本系統的總控制和監視平臺采用了美國Honeywell公司的DCS控制系統，實現對整套氟化工生產設備進行整體控制和監視歸檔。上位機系統采用客戶機/服務器構架，服務器用于保存整個生產過程的報警和歸檔數據，客戶機作為操作接口對工藝、分站設備和現場儀表進行操作和監視。上位機系統和控制系統通過100MHz的光纖傳輸快速交換式以太網作為操作員站、工程師站和自動化系統站的系統總線，為用戶提供了高水平的通信方案。
　　現場電機運行的控制裝置采用了德國西門子公司的MASTERDRIVE變頻器，良好的矢量控制變頻方案大大提高了對現場裝置的控制精度。變頻器的啟停和轉速控制以及變頻器的實際轉速、電流和電機溫度的狀態監控均是通過PROFIBUS進行傳輸，網絡構架為主從結構：DCS作為主站，變頻器作為從站。PROFIBUS的實時性和穩定性極好的保證了DCS和變頻器之間的控制和狀態數據的傳輸。
　　緊急停車系統（ESD）是極其重要和關鍵的設備，對安全可靠和穩定性具有很高的要求。而PLC又是ESD中的最核心控制部件，在綜合考慮和性能、安全和價格等因素之后，采用了西門子的S7-400H冗余系統，其良好的可靠性和冗余方案保證了緊急停車系統的穩定運行。在DCS和變頻器以及緊急停車系統之間均采用PROFIBUS-DP現場總線來實現控制和數據通訊，同時為保證S7-400H冗余系統與DCS的PROFIBUS總線之間通訊時冗余網絡的無縫切換，采用Y-Link和DP/DP耦合器來完美實現了兩個主站網絡之間的數據交換。整個控制系統的構成如下圖1所示。

基于S7-400H系統的緊急停車控制系統
　　針對氟化工工業裝置的特殊工藝要求，設計并實現高可靠性的裝置運行和緊急停車系統是非常關鍵的部分。該系統核心控制單元PLC采用S7-400H系列，是西門子推出的最新的高端冗余PLC，具有所有西門子S7系列PLC的先進性和高可靠性。根據工藝和可靠性的要求，PLC控制系統采用S7-400H系列模塊做主站，遠程I/O做從站，PROFIBUS總線來實現PLC和從站之間的數據通訊。同時為了保證系統的安全性和高可靠性，主站有一個支持冗余的底板、兩套S7-400H系列電源模塊、CPU模塊和CP443-1以太網通訊組成，從站ET200M同樣采用兩個IM153接口模塊和I/O模塊組成，兩套CPU和從站ET200M之間采用兩套PROFIBUS現場總線來實現主從站之間的通訊冗余，由此保證了系統具有極高的可靠性。S7-400H冗余控制系統的結構如圖2所示。