基于PROFIBUS總線的食品生產自動控制系統(tǒng)
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現(xiàn)場總線是一種連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的開放式，數(shù)字化雙向多點通訊的底層控制網(wǎng)絡。現(xiàn)場總線有多種如CC - LINK，CAN，DE - VICENET，PROFIBUS等，其中PROFIBUS總線是一種最重要的，應用最廣泛的現(xiàn)場總線，它已經(jīng)成為一個在IEC61158和IEC61784中通用的開放標準。PROFIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡有三種協(xié)議方式，分別為FMS，DP和PA。PROFIBUS - DP現(xiàn)場總線符合EN50170標準，是一種能為流程工廠的所有自動化系統(tǒng)和裝置提供點到點兼容一致性的通訊平臺和現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。果凍食品生產的設備眾多，且分散在不同車間現(xiàn)場，需要檢測和控制的 I／O通道有幾千點之多，因此本系統(tǒng)中采用 PROFIBUS - DP網(wǎng)絡將分布在不同車間現(xiàn)場的工藝設備連接起來，實現(xiàn)集中和分布式控制。
2 控制系統(tǒng)的組成結構
如圖1所示，是某果凍食品生產廠現(xiàn)場總線網(wǎng)絡自動控制系統(tǒng)結構圖。
圖1 控制系統(tǒng)結構示意簡圖
控制系統(tǒng)分為三級結構層如下：
第一級由兩部分組成。一部分是PROFIBUS- DP(1)子網(wǎng)1中的現(xiàn)場I／O站和人機界面。另一部分是PROFIBUS - DP(2)子網(wǎng)2中的智能從站。在PROFIBUS-DP子網(wǎng)1中，煮料車間有12個現(xiàn)場I／O子站和12個現(xiàn)場人機界面，調香車間有12個現(xiàn)場I／O子站和12個現(xiàn)場人機界面。I／O子站采用德國西門子公司的SIMATIC PCS7系列遠程I／O ET200M，人機界面采用西門子公司HMI系列的TP270。所有子站與處理站之間通過接口模塊IMl53 - 1構成PROFIBUS - DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。
PROFIBUS - DP網(wǎng)絡結構為主從結構，理論上一個DP網(wǎng)絡可包含一個主站和最多126個從站，網(wǎng)絡傳輸距離在不使用中繼器的情況下，最遠可達1000M，傳輸速率為9．6KB／S - 12MB／S。設計時考慮到現(xiàn)場電氣干擾源多，距離遠，為保證控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，除采用西門子專用的 PROFIBUS通訊電纜外，在連接到調香車間的總線中和連接到消毒烘干車間的總線中使用了中繼器，通訊速率也設置為187．5 KBPS等。
在PROFIBUS - DP子網(wǎng)2中，有12個智能從站，每個智能從站使用西門子公司S7 - 200系列 CPU226，EM277模塊和其它I／O模塊組成，用于對12條不同品種果凍產品的消毒，冷卻和烘干生產線的控制，每個智能從站單獨配有一個人機界面 MT509L，但人機界面沒有連在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡中。
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