本文以濟(jì)鋼中板廠軋機(jī)液壓站系統(tǒng)為例，介紹了基于Profibus-DP總線技術(shù)組成的不同功能的多個(gè)分散泵站液壓控制系統(tǒng)中的成功應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：Profibus-DP、PLC、液壓站、控制系統(tǒng) 1、引言 濟(jì)鋼中板廠軋機(jī)液壓系統(tǒng)由平衡、傳動(dòng)、干油、稀油等功能不同幾個(gè)部分組成，作為為同一軋機(jī)工作的液壓系統(tǒng)在控制上必須采用整體控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行、人員操作的可靠、簡(jiǎn)單化。PROFIBUS-DP總線技術(shù)允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng),在同一總線上最多可連接126個(gè)站點(diǎn)。采用RS-485雙絞線、雙線電纜或光纜傳輸，傳輸速率從9.6kbps到12Mbps。各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主-從傳送。采用SIEMENS Profibus-DP總線技術(shù)，把各個(gè)分散不同功能泵站、操作平臺(tái)整合為一個(gè)S7-300控制系統(tǒng)是解決我廠軋機(jī)液壓系統(tǒng)控制的最好方法.在控制系統(tǒng)中各個(gè)ET200分站、S7300主站、觸摸面板PP17-II是整個(gè)軋機(jī)液壓系統(tǒng)的控制核心組成。其主要收集和傳輸現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)，對(duì)各個(gè)泵站重要參數(shù)（如液位，壓力，溫度）進(jìn)行精確控制?；赑rofibus-DP總線技術(shù)建立的軋機(jī)液壓站控制系統(tǒng)，通過上位機(jī)監(jiān)控操作系統(tǒng)，值班操作人員能實(shí)時(shí)了解泵站各個(gè)運(yùn)行參數(shù)和進(jìn)行相應(yīng)的工藝操作。 2、系統(tǒng)構(gòu)成 根據(jù)中板軋機(jī)液壓站的工藝布局，在控制系統(tǒng)整個(gè)框架結(jié)構(gòu)上以Profibus-DP總線為主線，由一個(gè)S7-300PLC主控制系統(tǒng)、一臺(tái)WinCC監(jiān)控站、一個(gè)PP17-II操作站、五個(gè)ET200站構(gòu)成一個(gè)主從結(jié)構(gòu)的液壓控制系統(tǒng)。（如圖一） 2.1 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu) Profibus是德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS廣泛應(yīng)用于加工制造、過程和樓宇自動(dòng)化等行業(yè)。PROFIBUS根據(jù)應(yīng)用特點(diǎn)分為PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA。其特點(diǎn)分別為：PROFIBUS-DP （工廠自動(dòng)化） ,快速即插即用;PROFIBUS-FMS （通用性自動(dòng)化）,通用、大范圍使用、多主通信;PROFIBUS-PA （過程自動(dòng)化）,面向應(yīng)用、總線供電、本質(zhì)安全。PROFIBUS-DP用于設(shè)備級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳送,中央控制器通過高速串行線同分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信,多數(shù)數(shù)據(jù)交換是周期性的,除此以外,智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還需要非周期性通信,以進(jìn)行配置診斷和報(bào)警處理。 2.2主從通訊總線結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)采用Profibus-DP總線結(jié)構(gòu)方式，實(shí)現(xiàn)主從通訊。S7-315-2DP作為總線主站，以輪詢方式對(duì)下屬各個(gè)分站（ET200M）進(jìn)周期性掃描讀寫，并通過Profibus-DP總線將指令傳輸至各個(gè)分站對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)。在控制系統(tǒng)中各個(gè)站功能如下： 2.2．1 S7-300 PLC主站 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中主站采用S7-315-2DP（6ES7-315-2AG10 -OABO）CPU，其在控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面 （HMI）之間進(jìn)行周期性數(shù)據(jù)通訊、用戶程序或功能塊調(diào)用。實(shí)現(xiàn)邏輯控制、數(shù)據(jù)處理。完成液壓站內(nèi)壓力、液位、油溫等參數(shù)控制和閥組得失電動(dòng)作等。 2.2．2 ET200分站 ET200是高密度配置的模塊化I/O站，保護(hù)等級(jí)為IP20。主要用于S7-300可編程控制器的信號(hào)，功能和通訊模塊擴(kuò)展。系統(tǒng)中共使用了五個(gè)ET200M分站，收集和控制全部I/O模塊，完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字量數(shù)據(jù)采集、模擬量數(shù)據(jù)采集、控制信號(hào)采集、各油泵電機(jī)及電磁閥等運(yùn)行狀態(tài)顯示，具體功能如下： 4#、5#、6#站分別為傳動(dòng)站，平衡站、潤(rùn)滑站在工藝上該站為軋機(jī)提供液壓動(dòng)力、液壓平衡、潤(rùn)滑。實(shí)現(xiàn)推床、導(dǎo)位、換輥動(dòng)作和輥系平衡、軸承潤(rùn)滑等功能。三個(gè)分站對(duì)應(yīng)各個(gè)站油箱液位、油泵、壓力切換保護(hù)、油溫等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 7#、8#站分別為MCC和現(xiàn)場(chǎng)閥組控制站，MCC站對(duì)各個(gè)站電機(jī)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、保護(hù)、停止功能、現(xiàn)場(chǎng)閥組對(duì)應(yīng)各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)液壓閥實(shí)現(xiàn)得失電控制。 2.2.3 PP17-II 觸摸面板 SIMATIC PP17-II 為更復(fù)雜的任務(wù)設(shè)計(jì)，具有32個(gè)按鍵 、4色LED 、16組數(shù)字輸入/輸出 、1個(gè)中央輸入端。在軋機(jī)操作臺(tái)所有操作均通過觸摸面板操作，編程后的面板不僅靈活、還為操作人員提供不同顏色的指示。 2.4 WinCC操作監(jiān)控上位機(jī) WinCC是一個(gè)集成的人機(jī)界面系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過它提供的圖形設(shè)計(jì)器、報(bào)警記錄、標(biāo)記記錄、報(bào)告設(shè)計(jì)器、全局腳本、控制中心、用戶管理等功能，對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行信息和操作整合，軋機(jī)液壓站操作監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控液壓站系統(tǒng)運(yùn)行情況，顯示各個(gè)主要運(yùn)行參數(shù)，并提供全面的系統(tǒng)報(bào)警和故障顯示。 2.5 檢測(cè)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu) 液壓控制系統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)包括位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、控制限位等。液壓控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是電機(jī)和分布在現(xiàn)場(chǎng)的各種電磁閥等。通過控制各電磁閥的得電失電狀態(tài)控制軋機(jī)的中部接軸，工作輥支撐輥的平衡以及推床和換輥系統(tǒng)等。主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電磁閥類型，根據(jù)軋機(jī)生產(chǎn)工藝要求，我們將軋機(jī)液壓閥組分為平衡、傳動(dòng)、推床和接軸控制四個(gè)閥組。每個(gè)閥組根據(jù)控制功能需要分為脈沖式電磁閥和一般電磁閥。 3、系統(tǒng)軟件應(yīng)用 3.1系統(tǒng)硬件組態(tài) 液壓控制系統(tǒng)采用SIEMENS STEP7編程軟件進(jìn)行系統(tǒng)硬件組態(tài)和程序編制。硬件主站為CPU315-2DP，液壓站控制系統(tǒng)硬件組態(tài)。（如圖二） 3.2系統(tǒng)軟件 3.2.1 PROFIBUS屬性設(shè)置 PROFIBUS屬性設(shè)置包括Transmission rate 和Profile兩項(xiàng)。（如圖三） 3.2.2:程序功能塊: PLC和ET200站是系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，5個(gè)分站，主要是將ET200站安裝在距離中心控制室較遠(yuǎn)而控制點(diǎn)又比較集中的各泵站控制現(xiàn)場(chǎng)、泵站值班室、及軋機(jī)的操作現(xiàn)場(chǎng)和操作臺(tái)，各ET200負(fù)責(zé)采集、傳輸本站所有I/O信號(hào)，而且完成泵站所有控制，實(shí)現(xiàn)了軋機(jī)液壓控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通訊，達(dá)到各功能泵站控制統(tǒng)一的軋機(jī)液壓系統(tǒng)目的。根據(jù)系統(tǒng)工藝要求將程序分為6個(gè)功能塊，在程序里面將PLC主站和5個(gè)ET200分站模塊的數(shù)據(jù)統(tǒng)一應(yīng)用在程序里面的6個(gè)FC功能塊里面，分別對(duì)各個(gè)分站功能控制，實(shí)現(xiàn)液壓站各系統(tǒng)整體化。FC1為平衡站子系統(tǒng)控制功能塊,FC2為傳動(dòng)站子系統(tǒng)控制功能塊,FC3為MCC控制柜內(nèi)控制柜, FC4為液壓管路閥組子系統(tǒng)控制功能塊,FC5為干油稀油潤(rùn)滑子系統(tǒng)控制功能塊, FC6為其他輔助設(shè)施子系統(tǒng)控制功能塊。各OB組織塊在軟件擔(dān)任相應(yīng)的功能。（如圖四） 3.2.2 PP17-II操作面板軟件設(shè)置 軟件中對(duì)PP17-II操作面板提供的32個(gè)按鈕按照工藝操作要求進(jìn)行配置定義，具體操作有工作輥、上支撐平衡，東西吊掛缸起落，上下接手平衡，東西機(jī)架輥進(jìn)出，軸向夾緊，換輥進(jìn)出，工況選擇等。面板32個(gè)LED狀態(tài)指示顏色定義如圖五。 3.2.3 WinCC系統(tǒng)監(jiān)控 系統(tǒng)中WinCC監(jiān)控站開發(fā)的人機(jī)界面HMI顯示的內(nèi)容有圖形、數(shù)據(jù)等，還有軟開關(guān)供操作工操作，并將設(shè)備按照處理工藝的功能步驟分在多張畫面內(nèi)，分為系統(tǒng)總圖、平衡系統(tǒng)圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、干油稀油系統(tǒng)圖、潤(rùn)滑系統(tǒng)圖、閥組系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)設(shè)定、系統(tǒng)工作方式的界面圖等。WinCC監(jiān)控站接收PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還用于顯示相應(yīng)的運(yùn)行過程數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，供操作人員監(jiān)控。各個(gè)泵站電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、供油系統(tǒng)的液位、壓力、溫度、電磁閥工作狀態(tài)、限位狀態(tài)等通過DP網(wǎng)傳到上位機(jī)并通過監(jiān)控畫面顯示出來，特別是對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的連鎖設(shè)置了報(bào)警值和跳閘值，將各種操作、報(bào)警及跳閘信息在WinCC系統(tǒng)的報(bào)警記錄中顯示出來，出現(xiàn)報(bào)警的時(shí)候在報(bào)警欄顯示報(bào)警記錄，并通過畫面顏色閃爍提示操作者有故障發(fā)生，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理形成各種報(bào)表，并存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，特別是在設(shè)置了各個(gè)與軋機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的預(yù)報(bào)警值，使操作人員根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力等以適應(yīng)生產(chǎn)的穩(wěn)定高效運(yùn)行，使得整套液壓系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，防止各類事故發(fā)生。如圖六。 4、結(jié)束語 濟(jì)鋼中板廠四輥軋機(jī)液壓控制系統(tǒng)自投用以來，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)液壓站系統(tǒng)可靠運(yùn)行，完全達(dá)到軋機(jī)工藝要求?；赑rofibus-DP總線的軋機(jī)液壓站控制系統(tǒng)具有操作靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、擴(kuò)展容易，運(yùn)行穩(wěn)定。 作者介紹： 段文宇（1981-），男，江西都昌人，2004年畢業(yè)于江西理工大學(xué)，電氣自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)為濟(jì)鋼中板廠助理工程師，從事電氣自動(dòng)化工作。辦公室電話：0531-88866237