基于PROFIBUS總線的食品生產(chǎn)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(shè)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(luò)。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(yīng)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(luò)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(luò)。果凍食品生產(chǎn)的設(shè)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(luò)將分布在不同車間現(xiàn)場的工藝設(shè)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(jié)構(gòu)
如圖1所示，是某果凍食品生產(chǎn)廠現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意簡圖
控制系統(tǒng)分為三級結(jié)構(gòu)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(diào)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(gòu)成PROFIBUS - DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。
PROFIBUS - DP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主從結(jié)構(gòu)，理論上一個DP網(wǎng)絡(luò)可包含一個主站和最多126個從站，網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(diào)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(shè)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(chǎn)品的消毒，冷卻和烘干生產(chǎn)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(luò)中。
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