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1Profibus-DP總線下電氣自動化設(shè)備管理系統(tǒng)技術(shù)

1.1對工廠設(shè)備的控制與管理

需要強調(diào)的是，在本篇文章中所提到的工廠工藝設(shè)備主要包括三類，一是只需要啟動和停止的設(shè)備，如除塵器、皮帶運輸機等，這些設(shè)備投入運行時只需要啟動開關(guān)，設(shè)備就可一直運行，切斷開關(guān)，設(shè)備便停止運行；二是需要啟動之后進行管理調(diào)速的設(shè)備，如給料機，泵機、風(fēng)機等，這類型的設(shè)備在啟動之后需要人為進行調(diào)速處理，以保證設(shè)備的正常運行；三是自成系統(tǒng)的設(shè)備，常見的有破碎機、球磨機等，這些設(shè)備在運行時都是一套獨立的系統(tǒng)，能夠脫離其他設(shè)備系統(tǒng)而單獨存在和工作。對工廠中的工藝設(shè)備進行管理，不同類型設(shè)備的管理目的個各不相同。對于第一類設(shè)備來說，控制管理的目的是為了保證設(shè)備的啟停順序，保證在故障情況和異常情況下能連鎖停止設(shè)備的運行；而第二類設(shè)備的管理控制目的是為了保障設(shè)備運行的穩(wěn)定性，保持設(shè)備的良好運行工況；第三類設(shè)備的管理目的是監(jiān)測和控制設(shè)備運行工況。實際控制時，前兩類設(shè)備可采用連接變頻器、軟起動器以及馬達保護器的方式來進行設(shè)備控制，將接收到的PLC指令通過DP總線向各部分系統(tǒng)發(fā)出，同時又將設(shè)備的運行情況（包括故障信息）反饋給PLC，使這些故障信息能夠在上位機的監(jiān)控畫面中顯示，然后經(jīng)上位機分析、處理之后，統(tǒng)計出工廠工藝設(shè)備的實際生產(chǎn)效率，達到控制和管理的目的。

1.2對控制器和現(xiàn)場設(shè)備的管理

Profibus-DP總線對控制器和現(xiàn)場設(shè)備的管理方式主要分為兩種，一種是就地控制，另一種則是總線控制。當(dāng)采用就地控制方式加以控制時，現(xiàn)場設(shè)備的起動和停運工作都得依靠設(shè)備兩端的變頻器、軟起動器以及馬達保護器等裝置，借助這些裝置安裝在就地操作箱上的起停按鈕，通過動力站動力補給方式來對現(xiàn)場設(shè)備進行管理和控制；而采用總線控制方式時，現(xiàn)場設(shè)備的起動和運行又要依靠控制器來完成，通過控制器向DP總線發(fā)送相關(guān)的起動或停止信號，然后上位機將信號分析出來，再通過上位機監(jiān)視畫面反映給PLC，由PLC下達起停指令。事實上，無論哪一種控制方式，在實際執(zhí)行時都需要借助外力來完成，比如就地控制借助動力站中的變頻器、軟起動器；總線控制借助控制器和PLC指令等，在這一點上，兩者其實是共通的。所有在實際工作中，就地控制和總線控制是可以實現(xiàn)相互切換的，但需要注意的是，切換時一定要讓相關(guān)設(shè)備保持穩(wěn)定而安全的運行狀態(tài)，且對于某個正在以某種頻率持續(xù)運行的設(shè)備，切換時還要特別注意控制好該設(shè)備的運行頻率，保持設(shè)備的運行頻率不便，做到無憂切換。

1.3PLC與控制器

控制器主要包括變頻器、軟起動器、馬達保護器等。為實現(xiàn)總線控制，需設(shè)置控制器參數(shù)。除了基本的額定電壓、頻率、電流、功率因數(shù)、總線地址等的設(shè)置外，對于變頻器，還需要設(shè)置起停模式(如慣性斜坡等)、加減速時間、控制信號源、頻率源等；軟起動器需要設(shè)置起停模式(如電壓、力矩)、升降壓時間、限流倍數(shù)、保護類別、輸入輸出功能等；馬達保護器需要設(shè)置操作模式、保護設(shè)置、控制設(shè)置等。初始設(shè)置一般是通過控制器本身的鍵盤完成。也可以由PLC通過DP總線對控制器參數(shù)進行設(shè)置和修改，并對控制器的特性進行連續(xù)監(jiān)測與控制。為對不同控制方式的電機進行統(tǒng)一管理，PLC中設(shè)置統(tǒng)一的電機控制變量，包括電機控制類型、控制字、狀態(tài)字、頻率設(shè)定、頻率反饋、電機電流、電機功率、故障代碼。其中電機控制類型中顯示變頻器控制、軟起動器控制、電機保護器控制、普通電機控制等信息?？刂谱种邪ㄆ鹜ｋ姍C、故障復(fù)位。狀態(tài)字包括運行/停止、總線/就地、故障、急停、合閘/分閘等信息。頻率設(shè)定和頻率反饋對應(yīng)于變頻器，電機電流、功率、故障代碼對應(yīng)于所有總線控制設(shè)備。故障代碼是FCS較DCS優(yōu)勢之處，PLC通過總線讀取故障代碼后，可以對現(xiàn)場裝置進行遠方診斷，快速判斷故障原因，排查故障。

1.4上位機與服務(wù)器

上位機與PLC之間的通訊使得畫面可以獲得設(shè)備運行的實時數(shù)據(jù)。如若需要生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)或關(guān)鍵的性能指標，則需要從服務(wù)器中獲得數(shù)據(jù)。各PLC設(shè)備將總線傳輸?shù)呐c生產(chǎn)密切相關(guān)的設(shè)備數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器，上位機利用ActiveFactory分析報表工具讀取服務(wù)器的歷史數(shù)據(jù)，以跟蹤生產(chǎn)信息，并對信息進行分析、計算、處理，得到生產(chǎn)設(shè)備的歷史曲線、臺時、整機效率、耗電量、用水量等。工廠過程數(shù)據(jù)可視化后，管理人員能夠在詳細的數(shù)據(jù)趨勢及信息基礎(chǔ)上，采取行動優(yōu)化生產(chǎn)過程。生成數(shù)據(jù)報表及設(shè)備管理報表，提高生產(chǎn)績效。

2結(jié)束語

本篇文章對FCS現(xiàn)場總線下Profibus-DP總線控制技術(shù)進行了分析，并通過探討其在工廠設(shè)備控制中的實際應(yīng)用情況，得出了相關(guān)的Profibus-DP總線對電氣設(shè)備智能化管理控制的實現(xiàn)方法，并指出FCS現(xiàn)場總線控制技術(shù)可通過對現(xiàn)場設(shè)備、控制器、服務(wù)器等機械設(shè)備的管理，實現(xiàn)工廠管理的綜合化與智能化，并有效提高工廠工藝設(shè)備的生產(chǎn)效率，促進工廠經(jīng)濟效益的增長。

作者：李鵬單位：黑龍江省電力有限公司