馮大志

【摘要】本文介紹了智能控制器SIEMENSSIMOCODEpro基本原理以及在大慶煉化公司聚丙烯二期項(xiàng)目中的應(yīng)用情況，并對(duì)未來(lái)利用SIMOCODEpro實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制的方案進(jìn)行簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】SIMOCODEpro PROFIBUS-DP 現(xiàn)場(chǎng)總線控制

1前言

大慶煉化公司30萬(wàn)噸/年聚丙烯二期工程PK890造粒系統(tǒng)電氣控制技術(shù)完全采用日本JSW公司先進(jìn)技術(shù)，其電氣控制系統(tǒng)全部采用西門子原廠設(shè)備。在低壓電機(jī)控制上采用先進(jìn)的SIMOCODEpro3UF7作為電機(jī)控制單元，是大慶煉化公司供配電及電機(jī)控制系統(tǒng)中首次采用如此先進(jìn)的控制技術(shù)。

2SIMOCODEpro系統(tǒng)介紹

2.1SIMOCODEpro的產(chǎn)生背景和優(yōu)點(diǎn)

在許多自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，尤其是石油石化、鋼鐵等行業(yè)，設(shè)備停機(jī)的成本異常高昂。然而可以通過簡(jiǎn)單的方法降低停機(jī)造成的損失。采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)時(shí)，便可防止故障；即使發(fā)生故障，也可快速得到解決。西門子公司以SIMOCODE-DP為基礎(chǔ)，開發(fā)出了一個(gè)更加靈活、簡(jiǎn)單和強(qiáng)大的系統(tǒng)，它就是SIMOCODEpro。SIMOCODEpro是用于低壓電機(jī)的靈活、模塊式的電機(jī)管理系統(tǒng)，可通過PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)單、直接地與上位自動(dòng)化系統(tǒng)相連接。

2.2SIMOCODEpro工作原理及功能簡(jiǎn)介

聚丙烯二期項(xiàng)目中采用的SIMOCODEpro型號(hào)為3UF7，具體又分為proC和proV兩種類型。區(qū)別為proV可以連接多達(dá)5個(gè)可選擴(kuò)展模塊（電流測(cè)量模塊，接地故障模塊，溫度模塊，數(shù)字模塊，模擬模塊），適用于信息量比較大的電機(jī)控制單元，而proC的僅能使用基本單元的接口，但優(yōu)點(diǎn)就在于它的經(jīng)濟(jì)性。本項(xiàng)目中根據(jù)具體需要結(jié)合使用，以達(dá)到既保持靈活性，又可節(jié)省大量資金的目的。

電機(jī)的基本控制為，控制單元通過電流測(cè)量模塊采集電機(jī)回路的三相電流信號(hào)，通過分析該信號(hào)來(lái)監(jiān)測(cè)電機(jī)的是否運(yùn)行及是否正常工作，并通過內(nèi)部設(shè)置以達(dá)到當(dāng)電機(jī)在非正常狀態(tài)下工作的時(shí)候停機(jī)的要求。DCS系統(tǒng)則可以通過Profibus-DP總線，方便與基本控制單元進(jìn)行信息交換和控制，便于整個(gè)系統(tǒng)的控制與監(jiān)測(cè)。另外在電氣柜中配上簡(jiǎn)易操作面板，方便現(xiàn)場(chǎng)工作人員的操作和查看。這樣幾個(gè)部分就組成了一套完整的電機(jī)控制系統(tǒng)。

2.3SIMOCODE-ES調(diào)試軟件

SIMOCODEES是西門子公司針對(duì)SIMOCODEpro專門開發(fā)的調(diào)試軟件，可以針對(duì)SIMOCODEpro進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，診斷和維護(hù)，做邏輯程序。在SIMOCODEES中可以設(shè)置并調(diào)整電機(jī)保護(hù)和控制的所有參數(shù)。聚丙烯二期工程所配備的調(diào)試軟件版本為SIMOCODEES2007+sp1。

通過軟件可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)參數(shù)以及控制參數(shù)的設(shè)定。

在SIMOCODEES軟件還可以使用圖形編輯器進(jìn)行直觀方便的參數(shù)化設(shè)定。SIMOCODEESGraphic是SIMOCODE-ES可選的軟件包。通過圖形編輯器擴(kuò)充了用戶界面，通過拖放功能塊圖標(biāo)或者在功能塊圖標(biāo)的輸入和輸出之間拖放連線實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備方便直觀的參數(shù)化。

在GraphicEditor的參數(shù)化界面左側(cè)窗口中包括了可以進(jìn)行參數(shù)化的功能選項(xiàng)，它們與SIMOCODEES軟件中的功能選項(xiàng)是一一對(duì)應(yīng)的。在GraphicEditor中可以通過拖放圖標(biāo)將其放到右側(cè)的參數(shù)化窗口中。

參數(shù)設(shè)定完成后，將配置下載到SIMOCODEpro中。點(diǎn)擊Quitgraphiceditor退出圖形編輯器便完成了對(duì)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的設(shè)置。

3造粒系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制的設(shè)想

PROFIBUS作為現(xiàn)場(chǎng)總線的一種，不論是在自動(dòng)化儀表、遠(yuǎn)程I/O，還是在電機(jī)控制裝置中的應(yīng)用均日益廣泛起來(lái)。

PROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化。

PROFIBUS-DP：是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代辦24VDC或4-20mA信號(hào)傳輸。

PROFIBUS-DP的基本功能：（1）傳輸技術(shù)：RS-485雙絞線、雙線電纜或光纜。（2）總線存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主—從傳送。支持單主或多主系統(tǒng)?？偩€上最多站點(diǎn)（主—從設(shè)備）數(shù)為126。（3）通信：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。循環(huán)主—從用戶數(shù)據(jù)傳送和非循環(huán)主—主數(shù)據(jù)傳送。（4）運(yùn)行模式：運(yùn)行、清除、停止。（5）同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。（6）功能：DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳送。各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和可激活。DP從站組態(tài)的檢查。強(qiáng)大的診斷功能，三級(jí)診斷信息。輸入或輸出的同步。通過總線給DP從站賦予地址。通過總線對(duì)DP主站（DPM1）進(jìn)行配置。每DP從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為246字節(jié)。（7）可靠性和保護(hù)機(jī)制：所有信息的傳輸按海明距離HD=4進(jìn)行。DP從站帶看門狗定時(shí)器（WatchdogTimer）。對(duì)DP從站的輸入/輸出進(jìn)行存取保護(hù)。DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。（8）設(shè)備類型：第一類DP主站（DPM1）是中央可編程序控制器，如PLC、PC等。第二類DP主站（DPM2）是可進(jìn)行編程、組態(tài)、診斷的設(shè)備。DP從站是帶二進(jìn)制值或模擬量輸入輸出的驅(qū)動(dòng)器、閥門等。

PROFIBUS-DP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)。而每臺(tái)SIMOCODEpro控制器就是一個(gè)DP從站。通過SIMOCODEES軟件可以規(guī)定每臺(tái)設(shè)備的站點(diǎn)編號(hào)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中進(jìn)行邏輯編程。

SIMOCODEpro控制器具有一個(gè)集成的PROFIBUS－DP（ProgressFieldbusDecentralizedPeriphery）12Mbps通訊接口，因此，可以控制器作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備集成到任意一個(gè)具有PROFIBUS－DP通訊能力的自動(dòng)化系統(tǒng)中，快速地實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視等功能。

造粒自動(dòng)控制系統(tǒng)采用PCS7控制系統(tǒng)，而PCS7控制系統(tǒng)中自帶SIMOCODEpro控制器的集成軟件，PCS7庫(kù)中有標(biāo)準(zhǔn)的SIMOCODEpro電機(jī)模塊和面板，組態(tài)方便，適于操作員控制和電動(dòng)機(jī)的可視化，能過觀察到電機(jī)電流、溫度、功率和趨勢(shì)、過程故障、報(bào)警信息等，將更加容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制。

聚丙烯二期項(xiàng)目中采用了如此先進(jìn)的控制器，也為日后向著更加智能化，數(shù)字化發(fā)展奠定了技術(shù)和設(shè)備基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]SIMOCODE的參數(shù)設(shè)置及修改作業(yè)指導(dǎo)書.

[2]陽(yáng)憲惠.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用.清華大學(xué)出版社，1999.

[3]SIMOCODEpro智能控制器說(shuō)明書.