Profibus—DP现场总线技术的应用.docx

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1、ProfibusDP现场总线技术的应用huanglj导语：介绍了先进的消费经过优化控制技术在VCM转化器数采系统的应用，重点是其中的Profibus-DP现场总线技术。摘要：介绍了先进的消费经过优化控制技术在VCM转化器数采系统的应用，重点是其中的Profibus-DP现场总线技术。采用该技术后明显地降低了控制系统的安装本钱。优化控制技术在节能降耗、进步产品质量和消费效率方面起到了显著效果。关键词：现场总线；ProfibusDP；数据收集；转化器ApplicationofProfibus-DPfieldbustechnologyLIHuang-xiaoYUXian-jun1XianXihuaT

2、hermoelectrical&ChemicalCo，Ltd，Xian710077，China；2BeijingHeroopsysCo，Ltd，Beijing100096，ChinaAbstract：TheapplicationofoptimizationcontroltechnologyinVCMconvertordataacquisitionsystemwereintroduced，especiallytheprofibus-DPtechnologyThefixingcostwerereducedThehigheficiencyofoptimizationcontroltechnology

3、weregotfromseveralaspects，includingenergysaving，consumptiondecrease，highqualityandproductioneficiencyKeywords：fieldbus；ProfibusDP；datacollection；convertor1现场总线技术简介现场总线就是应用在消费现场，在微机化测控设备之间实现双向串行多节点数字化通讯的系统，也称开放式、数字化、多点通讯的底层控制网络。基于现场总线技术的控制系统具有如下特点：1具有很好的开放性。基于同一种现场总线协议的不同厂家的设备可互连；2具有智能化和功能自治性3具有高可靠性。

4、可构玉成分散性的体系构造进步了控制系统的可靠性和抗干扰才能；4具有明显的经济性。基于现场总线技术的控制系统可节省硬件投资和安装费用。现场总线的首批工业化产品1987年诞生在DeviceNet其后，全世界存在或者曾经存在过200余种各种现场总线，1994年9月致力于统一现场总线标准的现场总线基金会组织FF成立，但由于历史和利益等方面的原因1999年才迟迟通过的IEC61158共规定了8种现场总线作为国际标准，它们分别是FFH1、ControlNet、Profibus、Interbus、PNet、WorldFIP、SwiflNet及FFHSE。Profibus是德国国家标准DIN19245和欧洲标

5、准EN50170的现场总线标准，包含3种类型即ProfibusDP、ProfibusFMS和ProfibusPA该总线技术是以西门子公司为主的德国公司和研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理层、数据链路层和应用层FMS，传输速率为96kbps12Mbps，单段传输间隔为1001200m传输介质为屏蔽双绞线也可以是同轴电缆和光纤。拓扑方式有线形、星形和混合形3种，一条链路最多可挂接127个站点并可实现总线供电和本质平安防爆。Profibus现场总线协议的会员单位已有1000多家，支持该标准的产品有2000余种，市场占有率已达20左右。Profibus是世界上最成熟、市场占有率最高的一种现场总

6、线b2基于ProfibusDP现场总线技术的VCM转化器数据收集系统21改造前的情况/b西安西化热电化工公司原采用“热电偶+补偿导线+多通道数显仪表形式对VCM转化器温度进展监测，这种形式有如下问题：1占地面积大。几十台转化器的温度显示仪表柜共有4面，占据了半个控制室；2数据显示不准确，且历史数据无记录。测量误差不确定，偏向大的超过l0度，给分析转化器的运行状态造成困难；3工艺消耗高。由于不能及时发现转化器触媒失效而造成VCM中乙炔含量偏高，精馏塔低塔的尾排量增加，造成电石消耗升高；4安装和维护本钱高。减少补偿导线70以上。因此，2005年8月该公司扩产PVC消费才能时用现场总线技术对转化器温

7、度测量系统进展了同步改造，2年来该系统始终运行良好。2.2改造后情况共有32组转化器和1套除汞制酸装置，所有的温度、压力等信号都从就近的现场总线数据收集箱进网，用2根双绞线电缆连到100m外控制室的DCS系统上进展集中显示和处理现场总线长度为300m，网络速率为500kbps。图1为数据收集系统配置图：图2为网络布置图。需要讲明的是，由于现场总线数据收集箱需要安装在转化器现场，而现场的环境很恶劣，接近露天，且有氯气、氯化氢等腐蚀性气体，因此，对收集箱的防护设计要求很严格密封等级要到达IP54：要设计电伴热系统；要充氮气或者仪表空气，使箱体内为正压。每台转化器共测量l0点触媒温度和1点回水温度，

8、每个数据收集箱负责六七台转化器的数据收集，这样，每个数据收集箱中都安装了911个10模块均为八路，其中热电耦模块8l0个，热电阻模块1个，24VDC5A模块化电源1个。32台转化器的352点温度信号其中热电阻信号32个和除汞制酸的l7个信号共369个测点信号通过6个现场总线数据收集箱就近入网，这些模拟量信号通过安装在现场收集箱里的智能10模块变成数字量信号后通过ProfibusDP现场总线传至控制室的DCS系统。基于现场总线的DCS系统可进一步处理这些数据，如：每台转化器经过去坏值测温元件故障处理后求出天天的最大温度值、最小温度值和平均温度值，并把这些数据保存1年以上，历史数据又以曲线的方式更加直观地显示出来，使操纵人员可以很方便地分析转化器的运行状态。转化器经过基于ProfibusDP现场总线技术的温度数据收集系统改造后，彻底摆脱了测温不准、无历史数据、不好分析转化器运行状态等被动场面，操纵人员可以根据温度变化趋势及时发现并处理转化率低的转化器，使转化器可以始终运行在比拟优化的状态中，明显减少了精馏塔尾排量，降低了电石消耗，同时节省电缆费用30余万元，获得直接和问接经济效益近200万元。0