本文以濟鋼中板廠軋機液壓站系統(tǒng)為例，介紹了基于Profibus-DP總線技術組成的不同功能的多個分散泵站液壓控制系統(tǒng)中的成功應用。 關鍵詞：Profibus-DP、PLC、液壓站、控制系統(tǒng) 1、引言 濟鋼中板廠軋機液壓系統(tǒng)由平衡、傳動、干油、稀油等功能不同幾個部分組成，作為為同一軋機工作的液壓系統(tǒng)在控制上必須采用整體控制，實現(xiàn)設備運行、人員操作的可靠、簡單化。PROFIBUS-DP總線技術允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng),在同一總線上最多可連接126個站點。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，把各個分散不同功能泵站、操作平臺整合為一個S7-300控制系統(tǒng)是解決我廠軋機液壓系統(tǒng)控制的最好方法.在控制系統(tǒng)中各個ET200分站、S7300主站、觸摸面板PP17-II是整個軋機液壓系統(tǒng)的控制核心組成。其主要收集和傳輸現(xiàn)場檢測信號，對各個泵站重要參數(shù)（如液位，壓力，溫度）進行精確控制。基于Profibus-DP總線技術建立的軋機液壓站控制系統(tǒng)，通過上位機監(jiān)控操作系統(tǒng)，值班操作人員能實時了解泵站各個運行參數(shù)和進行相應的工藝操作。 2、系統(tǒng)構(gòu)成 根據(jù)中板軋機液壓站的工藝布局，在控制系統(tǒng)整個框架結(jié)構(gòu)上以Profibus-DP總線為主線，由一個S7-300PLC主控制系統(tǒng)、一臺WinCC監(jiān)控站、一個PP17-II操作站、五個ET200站構(gòu)成一個主從結(jié)構(gòu)的液壓控制系統(tǒng)。（如圖一） 2.1 Profibus現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu) Profibus是德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50170的現(xiàn)場總線標準。PROFIBUS廣泛應用于加工制造、過程和樓宇自動化等行業(yè)。PROFIBUS根據(jù)應用特點分為PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA。其特點分別為：PROFIBUS-DP （工廠自動化） ,快速即插即用;PROFIBUS-FMS （通用性自動化）,通用、大范圍使用、多主通信;PROFIBUS-PA （過程自動化）,面向應用、總線供電、本質(zhì)安全。PROFIBUS-DP用于設備級的高速數(shù)據(jù)傳送,中央控制器通過高速串行線同分散的現(xiàn)場設備進行通信,多數(shù)數(shù)據(jù)交換是周期性的,除此以外,智能化現(xiàn)場設備還需要非周期性通信,以進行配置診斷和報警處理。 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，實現(xiàn)主從通訊。S7-315-2DP作為總線主站，以輪詢方式對下屬各個分站（ET200M）進周期性掃描讀寫，并通過Profibus-DP總線將指令傳輸至各個分站對應數(shù)據(jù)區(qū)。在控制系統(tǒng)中各個站功能如下： 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)之間或人機界面 （HMI）之間進行周期性數(shù)據(jù)通訊、用戶程序或功能塊調(diào)用。實現(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作等。 2.2．2 ET200分站 ET200是高密度配置的模塊化I/O站，保護等級為IP20。主要用于S7-300可編程控制器的信號，功能和通訊模塊擴展。系統(tǒng)中共使用了五個ET200M分站，收集和控制全部I/O模塊，完成整個系統(tǒng)的數(shù)字量數(shù)據(jù)采集、模擬量數(shù)據(jù)采集、控制信號采集、各油泵電機及電磁閥等運行狀態(tài)顯示，具體功能如下： 4#、5#、6#站分別為傳動站，平衡站、潤滑站在工藝上該站為軋機提供液壓動力、液壓平衡、潤滑。實現(xiàn)推床、導位、換輥動作和輥系平衡、軸承潤滑等功能。三個分站對應各個站油箱液位、油泵、壓力切換保護、油溫等實現(xiàn)自動控制。 7#、8#站分別為MCC和現(xiàn)場閥組控制站，MCC站對各個站電機實現(xiàn)啟動、保護、停止功能、現(xiàn)場閥組對應各個現(xiàn)場液壓閥實現(xiàn)得失電控制。 2.2.3 PP17-II 觸摸面板 SIMATIC PP17-II 為更復雜的任務設計，具有32個按鍵 、4色LED 、16組數(shù)字輸入/輸出 、1個中央輸入端。在軋機操作臺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 WinCC是一個集成的人機界面系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過它提供的圖形設計器、報警記錄、標記記錄、報告設計器、全局腳本、控制中心、用戶管理等功能，對整個液壓系統(tǒng)進行信息和操作整合，軋機液壓站操作監(jiān)控系統(tǒng)用于實時監(jiān)控液壓站系統(tǒng)運行情況，顯示各個主要運行參數(shù)，并提供全面的系統(tǒng)報警和故障顯示。 2.5 檢測系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu) 液壓控制系統(tǒng)的檢測系統(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)行機構(gòu)主要是電機和分布在現(xiàn)場的各種電磁閥等。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)行機構(gòu)為電磁閥類型，根據(jù)軋機生產(chǎn)工藝要求，我們將軋機液壓閥組分為平衡、傳動、推床和接軸控制四個閥組。每個閥組根據(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屬性設置 PROFIBUS屬性設置包括Transmission rate 和Profile兩項。（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個分站，主要是將ET200站安裝在距離中心控制室較遠而控制點又比較集中的各泵站控制現(xiàn)場、泵站值班室、及軋機的操作現(xiàn)場和操作臺，各ET200負責采集、傳輸本站所有I/O信號，而且完成泵站所有控制，實現(xiàn)了軋機液壓控制系統(tǒng)的遠程通訊，達到各功能泵站控制統(tǒng)一的軋機液壓系統(tǒng)目的。根據(jù)系統(tǒng)工藝要求將程序分為6個功能塊，在程序里面將PLC主站和5個ET200分站模塊的數(shù)據(jù)統(tǒng)一應用在程序里面的6個FC功能塊里面，分別對各個分站功能控制，實現(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為干油稀油潤滑子系統(tǒng)控制功能塊, FC6為其他輔助設施子系統(tǒng)控制功能塊。各OB組織塊在軟件擔任相應的功能。（如圖四） 3.2.2 PP17-II操作面板軟件設置 軟件中對PP17-II操作面板提供的32個按鈕按照工藝操作要求進行配置定義，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，東西機架輥進出，軸向夾緊，換輥進出，工況選擇等。面板32個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)的人機界面HMI顯示的內(nèi)容有圖形、數(shù)據(jù)等，還有軟開關供操作工操作，并將設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、傳動系統(tǒng)圖、干油稀油系統(tǒng)圖、潤滑系統(tǒng)圖、閥組系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)設定、系統(tǒng)工作方式的界面圖等。WinCC監(jiān)控站接收PLC的實時數(shù)據(jù)，還用于顯示相應的運行過程數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，供操作人員監(jiān)控。各個泵站電機的運行狀態(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)傳到上位機并通過監(jiān)控畫面顯示出來，特別是對各個系統(tǒng)的連鎖設置了報警值和跳閘值，將各種操作、報警及跳閘信息在WinCC系統(tǒng)的報警記錄中顯示出來，出現(xiàn)報警的時候在報警欄顯示報警記錄，并通過畫面顏色閃爍提示操作者有故障發(fā)生，對各種數(shù)據(jù)進行處理形成各種報表，并存儲歷史數(shù)據(jù)，特別是在設置了各個與軋機穩(wěn)定運行有關數(shù)據(jù)的預報警值，使操作人員根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力等以適應生產(chǎn)的穩(wěn)定高效運行，使得整套液壓系統(tǒng)運行穩(wěn)定，防止各類事故發(fā)生。如圖六。 4、結(jié)束語 濟鋼中板廠四輥軋機液壓控制系統(tǒng)自投用以來，實現(xiàn)對整個液壓站系統(tǒng)可靠運行，完全達到軋機工藝要求。基于Profibus-DP總線的軋機液壓站控制系統(tǒng)具有操作靈活、維護簡單、擴展容易，運行穩(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，電氣自動化專業(yè)，現(xiàn)為濟鋼中板廠助理工程師，從事電氣自動化工作。辦公室電話：0531-88866237