DOC《选矿厂现场总线控制系统设计》

选矿厂现场总线控制系统设计 摘要目前,冶金行业中的生产控制系统部分大量使用的DCS系统控制,并通过线缆和PC机的I/O相连,依靠上位机管理软件监控下位机.

但冶金行业中的设备复杂,且DCS系统控制相对集中,使得系统稳定性下降,调试复杂.本系统采用PROFIBUS-DP现场总线技术,下位机为抗干扰性极强的PLC,上位机通过专用PROFIBUS-DP通讯卡CP5611构建的整套系统,分布性、可靠性与可扩展性都得到了极大的提高.本文章通过结合现行开发的基于PROFIBUS-DP的选矿控制系统,主要介绍了现场总线技术,以及如何实现PROFIBUS总线与PLC通讯的相关技术及上位机和下位机的组态. 关键词:PROFIBUS-DP,PLC,现场总线,组态 The Design of Field Control System in the Mill Run Abstract At present, DCS control system is widely used in metallurgy industry, relying on upper syste Keywords: Profibus-DP, Programmable logic control, FieldBus, Configuration 目录

1 绪论

2 1.1 课题背景

2 1.2 扩能任务及课题的提出 错误!未定义书签. 1.3 本文所作的工作 错误!未定义书签.

2 选矿厂工艺简介 错误!未定义书签. 2.1 竖炉焙烧系统 错误!未定义书签. 2.2 球磨浓度系统 错误!未定义书签. 2.3 磁选部分 错误!未定义书签.

3 现场总线技术 错误!未定义书签. 3.1 现场总线的特点和优点 错误!未定义书签. 3.1.1 现场总线的结构特点 错误!未定义书签. 3.1.2 现场总线的技术特点 错误!未定义书签. 3.1.3 现场总线的优点 错误!未定义书签. 3.2 PROFIBUS概貌 错误!未定义书签. 3.2.1 PROFIBUS的特点 错误!未定义书签. 3.2.2 PROFIBUS-DP的概述 错误!未定义书签. 3.3 选矿厂现场总线控制系统的实施方案 错误!未定义书签. 3.3.1 系统设计思想 错误!未定义书签. 3.3.2 系统软硬件要求 错误!未定义书签. 3.3.3 网络系统设备组件 错误!未定义书签. 3.3.4 系统功能 错误!未定义书签. 3.3.5 PROFIBUS-DP主站的组态 错误!未定义书签. 3.3.6 PROFIBUS-DP从站的组态 错误!未定义书签. 3.3.7 通过OPC读写PLC数据 错误!未定义书签.

4 系统监控与组态 错误!未定义书签. 4.1 控制系统的集中监控 错误!未定义书签. 4.2 组态王软件 错误!未定义书签. 4.2.1组态王的工作原理 错误!未定义书签. 4.2.2 组态画面设计 错误!未定义书签. 4.2.3 组态王与S7-200的PROFIBUS-DP通信方式 错误!未定义书签. 4.3 组态王组态软件的应用现状及发展前景 错误!未定义书签.

5 现场控制网的组成 错误!未定义书签. 5.1 现场总线于DCS 系统I/0 总线上的集成 错误!未定义书签. 5.2 现场总线于DCS 系统网络层的集成 错误!未定义书签. 5.3 现场总线通过网关与DCS 系统并行集成 错误!未定义书签. 5.4 应用前景 错误!未定义书签.

6 现场总线的发展趋势和前景 错误!未定义书签. 6.1 现场总线技术的发展趋势 错误!未定义书签. 6.2 现场总线应用工程的发展趋势 错误!未定义书签. 6.3 现场总线的前景

2 7 结论

2 参考文献

2 致谢

2 1 绪论 1.1 课题背景 2005年,酒钢选矿厂系统扩能、改造. 之前,酒钢选矿厂有22座100立方米竖炉、8个磨矿系列、10台SHP-3200型强磁选机、5台50米浓缩机、18台过滤机以及配套的矿石输送和动力供应系统,形成了矿石还原焙烧磁选和粉矿强磁选两大生产工艺流程,涉及年处理原矿500万吨. 面都紧跟了世界潮流,其发展速度超出预料.我们希望政府和企业应拿出更多的资金,投入这一领域,这是大有希望的事业. 6.3 现场总线的前景 现场总线控制系统(FCS)用数字信号取代模拟信号,以提高系统的可靠性、精确度和抗干扰能力,并延长信息传输的距离.它既是一个开放的通信网络,有时一种全分布的控制系统,是一种新型的网络集成自动化系统,它以现场总线为纽带,把挂接在总线上相关的网络节点组成自动化系统,实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、综合自动化等多项功能.FCS用 工作站-现场总线智能仪表 的二层机构完成了集散控制系统(DCS) 操作站-控制站-现场仪表 的三层结构模式,降低了成本,提高了可靠性,且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构,是一种正在发展的很有前途的计算机控制系统. 但随着技术的发展,各现场总线相继推出了基于互联网技术的新一代现场总线技术和产品,有的已经进入实际应用和推广阶段.虽然各家对新系统的命名各不相同,但是在具体实施上却有许多相似之处,如物理介质采用标准以太网连接、使用标准以太网连接设备(如交换机)、采用IEEE802.3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议组等等. 现在现场总线领域采用快速以太网技术,以物美价廉的以太网设备代替控制网络中相对昂贵的专用总线设备是今后的趋势.以太网不仅在办公自动化领域内,而且在各个企业的管理网络中都得到广泛应用.由于它技术成熟,连接连接电缆和接口设备的价格相对较低,宽带在迅速增长,出现了千兆、万兆以太网,可满足设备对通信速度增加的要求. 同时也不难看出,随着现场总线新技术的发展,将会出现直接适应以太网具有以太网的标准接口的智能仪表,这也将是对总线技术的极大推动,使以后真正达到分散控制、集中管理的程度,使今后工业生产控制系统更安全、更稳定、更高效地工作.随之而来的,工业以太网也将会大幅度的代替现有的现场总线系统.

7 结论 工程实践证明,本控制系统采用PROFIBUS-DP网络技术实现分布式控制,网络速度快、可靠性高、开放性好、抗干扰能力强,给安装、调试和设备维护带来方便,提高了生产效率和管理水平.这种网络体系具有较高的性能价格比,并能根据用户要求扩展至较大的系统. 在选矿控制系统中采用现场总线提高了信号传送精度,增强现场控制灵活性,降低设计施工费用,减少电缆敷设,易于维护和扩展的目的,尤其是与传统集中控制比较,从系统设计、安装调试、维护及扩展上,现场总线技术的优势十分明显.这种技术使系统运行稳定、可靠.极大地提高了劳动生产率,减少了工人的劳动强度,在生产管理上了也一个新台阶. 参考文献 [1]《自动化仪表》2002年第2期PROFIBUS-DP现场总线概述. [2] 宋?烨 基于PROFIBUS-DP的PLC通信 武汉大学?动力与机械学院?? [3]《工矿自动化》双月刊,基于PROFIBUS-DP网络的控制系统. 2002年第5期[4] 西门子S7-200参考手册[Z].西门子(中国)有限公司. [5] 阳宪惠 现场总线技术及应用.清华大学出版社 [6] 邹益仁,马增良,蒲维 现场总线控制系统的设计和开发. 国防工业出版社 2003年1月[7] 李正军 现场总线及其应用技术. 机械工业出版社 2005年1月[8] SPCS Siemens PROFIBUS Controller User Description.Siemens AG

2000 [9] PROFIBUS Technical Description Siemens

1997 [10] 庞彦斌,李令琦,程炜,赵恩平 现场总线与DCS的网络集成. 北京化工大学 自动化系 致谢 在毕业论文完成之时:首先向指导师席爱民教授致以衷心的感谢和敬意.从论文最初的选题、设计方案的制定到最后论文的编写,都得到了席老师悉心的教诲和指导.席老师为本课题的顺利完成提供了良好的环境和便利的条件下在四年的本科学习阶段,老师严谨的治学态度、敏锐的洞察力、广博的知识面都深深地影响着我,使我终生受益. 感谢教研室的毛老师以及同学的关心和帮助,使自己的本科生阶段的生活学习充实而多彩. 再次衷心感谢所有关心、帮助我的朋友. ........