摘要：该研究在阐述Profibus技术的基础上，分析与探讨Profibus技术在工厂自动控制系统中的应用，并且针对现场总线中不同组成原件的作用与工作中的问题展开论述，以此对Profibus技术控制自动化设备形成正确认知。
关键词：Profibus技术；工厂；自动控制系统
随着近些年网络控制、数字化通信等技术的不断优化，Profibus技术以期较高自动化程度、兼容性强、智能化以及较高容错纠错能力等优势，目前已成为典型的工程电气互联网控制形式[1]。而且Profibus技术总线为现场级通信互联网，能够将现场分散测量控制设备转化为网络节点，并以现场总线为纽带，将其连接为能够实现信息协同与交换的现代化控制形式。该研究在阐述Profibus技术的基础上，探讨Profibus技术在工厂自动控制系统中的应用，并且针对现场总线中不同组成原件的作用与工作中的问题展开论述。
1 Profibus的概念及性能
所谓Profibus技术，其实就是具有开放式、国际化且不对设备生产商形成依赖的一种现场总线标准，该技术传送速度的选择范围主要是在9.6kbaud~12Mbaud中，而且在总线系统处于启动状态时，在总线连接的所有装置都必须被设置为相同速度，在流程工业自动化、制造业自动化以及交通电力、建筑等领域自动化中得到广泛应用[2]。而且Profibus技术是在工厂现场设备层与车间级监控数据控制和通信中实现的一种现场总线技术，能够实现自车间到现场设备层实现监控的一种现场通信网络与分布式数字通信网络，为工厂现场设备智能化与综合自动化提供更多可行、合理的解决方案。
相比于其它现场总线自动控制系统，Profibus技术的主要优点就是有国际标准EN50170当做保证，其稳定性相对比较高，同时经过有效应用验证该技术存在普遍性，当前应用Profibus技术的领域主要包括过程控制与自动化、加工制造等，Profibus技术不对厂商形成依赖与开放性的通信摄像，在数十万实例的成功应用中已经获得实现。通过市场调查发现[3]，欧洲市场与德国市场中，Profibus技术在工业现场总线系统中的占比已经达到40%以上，而且Profibus技术存在国际比较有名的技术装备厂商支持，其技术优势也比较明显，可以提供相对比较广泛的技术服务与优质新产品。
2Profibus技术在自动控制系统中的应用
本研究以某工厂涂装生产线自动控制系统为例，分析与探讨自动控制系统中对Profibus技术的有效应用。
2.1Simatic S7-300主站
本研究中的涂装系统主要采用的是CPU314C，作为一种中央控制系统，2DP模块化PLC主要集成Profibus-DP的现场总线接口装置，其抗干扰与通信性能非常强，从站和主站的通信其实就是利用主从原理，也就是说，主站通过Profibus总线并根据轮询表对各从站进行依次访问，从站和主站之间的用户数据交换具有周期性，PLC依照程序内容对总线通信模块状态进行读取，从而有效控制烘干室、喷漆室、废水处理以及链条输送系统等设备，最终实现自动启停目的，对涂装自动控制系统极具重要价值[4]。
2.2 Simatic S7-200等从站
从站主要为外围设备，比方说变送器、分布式I/O、传感器以及执行器等，而基于通信视角分析，从站属于被动设备，这些设备只是直接响应请求，涂装自动控制系统内部，在S7-300是Profibus-DP互联网主站的情况下，S7-200系列PLC是从站时，必须通过连接Profibus总线与EM 227通信模块，S7-300主站能够对自动化通信互联网分站内部PLC输出与输入实现读写操作。
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2.3输送系统控制
该涂装生产线自动控制系统主要选择滑撬式输送机，并通过不同工位设置分道器与停止器对悬挂小车运动方向与行走方向进行控制，Profibus总线利用ET200模块把涂装生产线不同工位传感器开关量信号传送到主站中，而S7-300主站中的PLC则依照不同工位小车为满位信号状态浴都对用户逻辑程序进行解读，并且将操作指令发送给受控原件，比方说电磁阀等相关执行机构[5]。
2.4分布式I/O ET200M控制系统
作为模块化程度比较高的一种多通道分布式I/O系统，ET200M能够有效扩展S7-300PLC本身所具有的功能模块、信号模块以及通信模块，有效连接Profibus总线与IM-153接口，在该自动化涂装设备内部，ET200M对现场功能元件与执行元件等信号进行采集后，再由Profibus现场总线通过报文形式向主站PLC发送，从而实现从站和主线PLC处理器信息交换的目的。
此外，在现场总线控制系统中应用Profibus技术，可以连接两个以上现场设备至一条通讯电缆中，有助于节约电缆电量，实现工程造价的下降，而且在电厂控制领域中应用Profibus现场总线，能够采用现场总线实现现场仪表的远程调试，能够对现场设备故障发生时间进行预测，从而达到节约维护费用的目的。
3网络故障分析
通常涂装设备工作环境相对比较恶劣，而且现场接近开关、执行器以及电磁阀等相关电器元件也极易受外界因素制约，甚至还会导致Profibus通信中断、报警指示灯BUSF、SF频繁闪烁等故障。首先，应用比较常见的诊断方法为对组态硬件有报警信息与否进行在线查看，由此就能够直观看出何处为故障点，对缓冲区内容进行检查诊断，尝试寻找确保CPU能够进入停机模式的主要因素；其次，硬件在线诊断功能，将快速视图、在线视图以及诊断视图打开，能够看到DP从站或者模块中诊断符号，若DP站图表中存在斜划线，那么这一组态模块则处于已断电状态或者不存在，造成通信中断，若图表发虚，那么说明PC并未监控到主线PLC；再次，采用在线方法对PLC诊断缓冲区进行查看。诊断缓冲区主要包含对应诊断事件的条目，各条目均包含事件发生时间、事件描述以及事件类别，条目根据时间的顺序直接显示出来，最上面为最新发生事件，CPU保持通电情况下，这一日志能够提供的新事件数量最多为50个。
4总结
总而言之，Profibus现场总线技术可以说是电气今后发展主要趋势，该技术的优势主要包括抗干扰能力强、安全性比较高，而且具有较低的工程造价，相比于其它现场总线系统，Profibus技术的优点主要是现场总线通过在工业自动化底层对数据通讯网络进行创建，并分散控制逻辑值系统整体的一种全新理念，使工业自动化水平得到很大程度的提升，进而提升工厂生产效率，最终使工程控制和管理自动化目标得以实现。
参考文献：
[1] 杜恒，张建坤，张景春，等. 基于PROFIBUS-DP网络的PLC控制系统在净水厂中的应用[J]. 环境工程，2015（s1）：111-112.
[2] 胡兵，王小娟. Profibus-DP现场总线在番茄酱厂螺杆泵控制系统中的应用[J]. 食品与机械，2016，32（8）：103-106.
[3] 王恺. PROFINET和PROFIBUS集成网络在制丝线风力除尘控制系统中的应用[J]. 科技与创新，2016（10）：127-127.
[4] 冯丽萍，韩达睿. PROFIBUS网络通信技术在工厂电气自动化控制系统中的应用[J]. 中国科技投资，2016（4）：189-190.
[5] 丁瑞昕. 现场总线技术与PLC在电渣炉控制系统中的应用[J]. 可编程控制器与工厂自动化，2015（9）：16-17.
论文作者:马建平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
标签：技术论文; 现场论文; 现场总线论文; 总线论文; 通信论文; 主站论文; 在线论文; 《电力设备》2017年第17期论文;