1、 概述

現場總線系統具有開放性、互可操作和互用性，系統結構高度分散性，對環境的較強適應性等特點，同時還具有節省硬件數量與投資、安裝費用、維護費用等優點，現場總線控制技術因其巨大的技術優勢，已在各個領域如機械、化工、汽車、電力、樓宇等得到廣泛應用。

2 、現場總線技術簡介

現場總線控制系統是近十幾年發展起來的，它被認為是工業控制系統發展的必然趨勢。它主要解決了傳統控制系統信息量有限集成能力不強，開放性差，可靠性不易保證，電纜敷設量大，更不能完全滿足MS系統對底層數據的要求等問題。

目前世界流行的現場總線及總線標準有很多種，其中PROm Us現場總線是歐洲標準，其產品在世界市場上已被普遍接受，在中國也組建了PROFIBUS現場總線專業委員會，它是目前世界上最成功的現場總線之一，河北金牛能源股份有限公司章村水泥廠已成功地采用了該現場總線。

3、 自控系統現場總線結構型式

河北金牛能源股份有限公司玻璃纖維分公司現場總線PROFIBUS控制系統的結構形式配置，需根據現在是否具備PROHBUS接口及系統本身的實際需要來確定，玻璃纖維分公司PROFIBUS控制系統網絡結構如圖1所示。

選擇該網絡構成形式，其理由如下：

（1）玻璃纖維分公司PROFIBUS—DP控制系統，很好地將拉絲生產線上的拉絲機的各個數據高效的集成，并且除了要達到遠程操作、診斷、監控、參數化功能外，還可為企業管理層系統提供豐富的現場設備及生產數據，為全公司的信息系統提供重要的底層數據。而恰到好處的解決這些問題正是現場總線技術的最大優勢。

（2）為確保實際應用項目（系統）的成功實施，玻纖公司與金牛電子公司和霍尼韋爾技術公司多次進行技術交流和探討，現場總線PROFIBUS的一些關鍵性技術是可以在玻璃纖維行業得到正常應用的，并且經過調研，PROFIBUS已在制造、電力等多方領域廣泛應用，在玻璃纖維行業也已有成功的應用，且有相當的業績。

4、 系統硬件構建

玻璃纖維分公司DCS控制系統主要是由現場PLC、變頻器、現場控制站、服務器、操作員站、工程師站等組成。各部分實現的功能如下：

（1）PIE。現場每1臺拉絲機都是1套完整的PLC控制系統，可將工藝參數通過PLC的程序實現出來，并且在PLC的CPU內部儲存，同時可通過PROFIBUS—DP現場總線實時在線的在操作員站上顯現出來。

（2）現場控制站。現場控制站包括現場總線模塊、冗余主控制器和通訊模塊。現場總線模塊（包括模擬量I／0、開關量I／0）是一個大規模的I／0處理系統，是直接與現場打交道的設備，對由現場設備傳回的數據進行采集、信號處理、隔離濾波等數據處理；主控制器則進行各類控制運算、測量數據量程變換、非線性特性的自動補償、計算機數制到工程數制轉換；通訊模塊實現各控制單元、終端和服務器進行通訊。

（3）操作員站。是操作員對過程與系統的接口，既有人機圖形界面的監控功能，又能實現系統組態和數據通信，實現現場數據的管理及網絡數據共享。

（4）網絡。包括監控網絡（M—Net）、系統網絡（C—Net）、現場總線（PROFIBUS—DP）。監控網絡實現工程師站、操作員站與系統服務器的互連，系統網絡實現現場控制站與系統服務器的互連，現場總線采用實現現場主控制器與I／0模塊的通信。

5 、系統控制要求及控制方案的實現

（1）為了能夠使拉絲生產線上的48臺拉絲機的生產數據和拉絲機運行狀態在DCS控制中心被實時監視和控制，在DCS的操作員站上通過WIH—NCC組態圖形軟件既能監視和統計每臺的生產數據（例如：滿筒數、滿筒率、拉絲機頭轉速等），又能控制現場每臺的運行狀態，達到非常理想的集中控制和監視功能。

（2）另外，拉絲生產線上的多臺變頻設備通過DP端口利用屏蔽雙絞線連接在一起，構成PROFIBUS—— DP總線，進入DCS系統內相應的PROFIBUS通信模塊，通過現場總線可在操作員站上顯示出設備的運行電流、功率和報警信息。

（3）可以通過PROFIBUS—— DP總線和PROFIBUS—— PA總線的轉換器將DP協議轉換成PA協議，連接現場的測量儀表（PA儀表），并通過總線供給現場儀表電源，同時可將所需數據傳回控制系統。

6 、結束語

PROFIBUS現場總線在玻璃纖維分公司自控系統中使用以來，經調試，運行穩定正常。現場總線作為工業控制網絡愈來愈在工業控制系統中發揮出獨特的優勢作用。如今雖有觀點認為，隨著計算機通訊技術的發展，以太網（TCP／IP）可能取代現場總線，但至少從目前來看要全面取而代之，還存在著很多困難。

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