基于Profibus的锅炉供热自动控制系统

时间：2020-12-13 08:02:10　来源：柠檬阅读网本文已影响人

(呼和浩特市城发投资经营有限公司供热分公司，内蒙古呼和浩特 010050)
摘要：在供热自动控制系统中采用现场总线和冗余技术提高了信号传输的精度和准确性，解决了传统控制方案中敷线过多的问题，具有设计先进、易于扩展和运行安全可靠等特点。
关键词：Profibus；
冗余技术；
分布式I/O模块
中图分类号：TK233.7 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)05—0112—01

随着自动化技术发展，供热工艺进行自动化监测和实时控制是提高锅炉产热效率、降低水煤电能耗的关键。笔者介绍了基于Profibus的供热控制系统的应用。
1 Profibus现场总线技术概貌

Profibus分为Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-Pa三个兼容版本。其中Profibus-DP主要用于现场控制器与分散I/O之间的通信，Profibus-PA适用于安全性要求较高及由总线供电的场合，Profibus-FMS主要解决车间级通信问题。
2 系统功能设计

我厂供热系统采用Profibus、工业以太网、MPI等技术和西门子监控组态软件。根据全集成自动化思想，将供热控制系统分为管理、控制、现场三部分。
2.1 管理部分是系统的核心

管理级提供人机接口，它的各台计算机相互通讯，实现数据交换或共享。采用客户/服务器(Client／Server)的体系结构。管理级现场总线选择Profibus-DP总线，冗余服务器作为Profibus-DP现场总线的主站，通过CP通信模块与Profibus-DP现场总线连接。

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2.2 中间控制是实现系统功能的关键

其主要功能是接受管理层设置的参数或命令，对锅炉运行过程进行控制，同时将现场数据传送到管理层。控制级要求可靠性高，所以在系统的关键部分中要采用冗余技术。
2.3 现场设备是实现系统功能的基础

现场设备主要由一次仪表(如热阻，热偶、压力变送器，流量计等)、控制设备等组成。其功能主要是对系统设备的状态、传感器参数进行监测，并把监测到的数据上传；
接受控制级的指令对执行机构进行控制。由于控制设备比较分散，采用Siemens公司ET200分布式I/O经济、可靠而且使设备改变、系统扩展便捷。

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3 控制系统的构成
3.1 供热监控系统的硬件结构
3.1.1 装有WinCC运行版的PC机作为工程师站。工程师站使用STEP7编程、组态和编译，将程序下载并存储到CPU。
3.1.2 两台安装Siemens公司WinCC监控组态软件的冗余服务器作为上位机。服务器通过同样的现场总线接口卡CP1613与现场总线相连，这样工业PC机与现场总线网段就连接为能完成组态、运行、操作等功能的完整的控制网络系统。
3.1.3 操作员站通过串口与服务器连接，它不在Profibus－DP网上，所需数据只能从S7—300服务器中读取。
3.1.4 两个Siemens公司CPU315-2DP型PLC组成冗余控制器。CPU315-2DP型号PLC具有Profibus-DP网络通讯接口。两个CPU315-2DP主站建立冗余配置的Profibus－DP现场总线系统，与控制现场的远程分布式I/O模块连接，实现与现场设备和传感器通信。
3.1.5 分布式I/O系统，本系统采用ET200通讯模块等Profibus-DP相连接，将所有的S7-300 I/O模块通过接口模板IM153与现场总线相连。现场I/O信号直接输入I/O模块。
3.2 供热监控系统的软件结构

软件结构包括Windows NT操作系统、下位机编程软件、上位机监控软件。
3.2.1 下位机编程软件。本系统采用SIMATIC S7-300的配套编程工具STEP7完成硬件组态、参数设置、程序编制、测试、调试和文档处理。通常用户程序由组织块(OB)、功能块(FB、FC)和数据块(DB)构成。
3.2.2 上位机监控软件。WINCC工控组态软件是基于Windows 9X&NT的大型应用软件，它集控制技术、人机界面技术、图形技术、数据库技术、网络技术于一身，提供一个友好的用户界面，使用户可根据实际生产需要生成相应的应用软件。
4 结束语

本系统不仅提高了产热率，还降低了能耗，是一个安全，经济，可靠的系统，被供热企业广泛使用。［参考文献］
［1］唐济扬.现场总线(PROFIBUS)技术应用指南［M］.北京：清华大学出版社，2000.
［2］阳宪惠.现场总线技术及其应用［M］.北京：清华大学出版社，1999.
［3］马国华.监控组态软件及其应用［M］.北京：清华大学出版社,2001.

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