基于Profibus_DP的主從通信在加熱爐改造系統中的應用

金儒衡 鄭國軍

（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，湖南 湘潭 411101）

基于Profibus_DP的主從通信在加熱爐改造系統中的應用

金儒衡 鄭國軍

（湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司，湖南 湘潭 411101）

本文介紹了兩套獨立的PLC系統，其中加熱爐電控系統采用的是西門子S7-400PLC，熱裝液壓站采用的是西門子S7-300PLC。兩者通過Profibus-DP總線連接，將S7-400作主站，S7-300作智能從站，在原加熱爐WINCC監控畫面中增加熱裝液壓站監控畫面，并且保留S7-300電控柜面板操作功能，這種改造方法成功應用于湘潭鋼鐵公司大盤卷生產線加熱爐控制系統中，運行效果良好。

組態；通信；編程；FROFIBUS-DP；WinCC

湘潭鋼鐵集團有限公司大盤卷生產線步進梁式加熱爐電控PLC采用的是西門子S7-400，而熱裝液壓站PLC采用的是西門子S7-300且只能在就地控制柜操作，相互獨立沒有聯網。由于熱裝系統不是長周期運行使用，為了實現畫面監控熱裝液壓系統，通過Profibus-DP總線連接S7-400與S7-300，S7-400作為主站，S7-300作為智能從站，通過組態分配輸入輸出硬件地址，兩系統分別作相應編程實現數據傳輸、本地/遠程切換、WINCC畫面監控功能。

1 組態通信配置

1.1 S7-400組態配置

圖1

在S7-400的DP總線上，從右邊的目錄窗口中“Profibus DPConfigured Stations”下的“CPU 31X”拖至總線上。在從站“連接”選項下按提示點擊“連接”，則300從站被連接至DP網絡上，如圖1所示。打開“DP從站屬性”的“組態”選項卡，可新建、編輯、刪除主從對應關系，如圖 2、圖 3所示，模式設置為“MS”主從，主站QB40—QB61對應從站的 IB22—IB43，即定義長度 22字節；主站IB40—IB59對應從站QB6—QB25，即定義長度20字節。這些I/O地址一一對應，是兩個PLC主從關系生成的 I/O地址，與原硬件地址不同，不占用原硬件地址。

圖2

圖3

1.2 S7-300組態配置

在S7-300側組態配置，在常規頁中DP地址設置與在主站時配置從站的地址相同為4，Profibus的屬性默認為DP網絡，速率1.5Mbps，如圖4所示；操作模式選擇從站，參數保持默認，如圖5所示；配置選項卡的設置與主站配置相同，模式為“MS”主從，從站輸入地址 IB22，定義長度 22字節；從站地址QB6，定義長度20字節，如圖6所示。

圖4

圖5

圖6

2 程序設計

2.1 主站S7-400側的程序設計

主站S7-400側的程序設計，主要是為了數據傳輸以及畫面功能的實現。

在主站S7-400系統中新建FC、DB塊，在OB1組織塊中調用新建的 FC塊，按照主從對應關系，液壓站的運行狀態Q點對應主站的I點，如原控制柜上運行指示燈、液位、壓力指示等，數據格式一一對應，如圖7中左表。從點擊WINCC畫面來的DB數據賦值給QB，主站的Q對應從站的I輸入，用于控制液壓站的啟停控制運行。如圖7所示的右程序段中DB2.DBX2.6用于本地和遠程（HMI）切換，DB2.DBD0、DB2.DBD4分別賦值給 QD40、QD44，DB2.DBX0.5—DB2.DB2.DBX2.6用于HMI控制輸入信號。用于HMI顯示的狀態信號點則直接使用輸入I地址即可。

2.2 智能從站S7-300的程序設計

從站S7-300的程序設計，主要涉及模擬量信號處理、信號替換、遠程本地切換等。

模擬量信號處理：在從站中通過MOVE將PIW賦值給從站新分配的QW，使得主站可通過PIW地址進行模擬量換算；信號替換：復制 FC20—FC28更名生成FC30～FC38，使用從站地址I22.5—I24.5替代I0.5—I2.5，作為HMI程序控制。遠程本地切換：通過HMI按鈕給主站DB2.DBX2.6（對應從站I24.6）置0或置1，即OB1中I24.6接通和斷開來調用不同的FC塊。原FC塊FC20—FC28使用原輸入信號作為本地控制，FC30—FC38作為遠程（即HMI）控制；如圖8所示，正常情況下通過點擊HMI按鈕使I24.6接通或斷開來分別調用不同的FC塊以實現遠程或本地控制功能；另外，為了防止電腦故障或主從通信異常等情況導致從站不能操作控制，可利用同時按下液壓站I1.1“復位”和I1.0“試燈”兩按鈕使得M0.3置位，可直接切換為液壓站本地控制。

圖7

圖8

3 畫面設計

在原加熱爐電控系統WinCC中新建變量組，方便區別熱裝液壓站的變量和加熱爐電控系統變量。新建畫面，設計制作熱裝監控畫面，包換主泵和循環泵的啟動停止，冷卻水打開關閉，本地、遠程控制切換，運行狀態、液位、溫度、壓力等實時顯示。

圖9

4 結論

采用Profibus-DP主從通信方式，在硬件上只增加了DP網線，利用原加熱爐WinCC監控電腦新增熱裝液壓站的遠程監控，既節約了改造成本，又提高了崗位操作人員的工作效率，為企業的節能降耗、高效穩定運行作出了積極貢獻。

［1］廖常初.S7-300/400 PLC應用技術［M］.3版.北京：機械工業出版社，2012.

［2］蘇昆哲.深入淺出西門子WinCC V6［M］.2版.北京：北京航空航天大學出版社，2013.

［3］曾小洋.西門子PLC與InTouch綜合應用［M］.北京：人民郵電出版社，2010.

Application of Master Slave Communication System based on Profibus_DP in the Transformation System of Heating Furnace

Jin Ruheng Zheng Guojun
（Xiangtan Iron&Steel Co.，Ltd，of Hu'nan Valin，Xiangtan，Hu'nan 411101）

This paper introduces two sets of independent PLC system，in which the heating furnace electric control system uses the PLC of Siemens S7-400，the other PLC system is Siemens S7-300 which is in hydraulic power station used for hot charging.They are connected through the Profibus-DP bus.The PLC of S7-400 as master and the PLC of S7-300 as intelligent slave station，the HMI of hot charging hydraulic station is increased in the HMI of heating furnace，and the function of operation is retained at cabinet panel.This transformation method is successfully applied in Xiangtan Iron and steel company market volume production line heating furnace control system，good operation effect.

configuration； communication； programming； FROFIBUS-DP； WinCC

金儒衡（1969-），男，湖南湘潭人，湖南湘潭鋼鐵集團有限公司設備管理部電氣工程師，主要從事電氣設備運行檢修管理、設備改造設計、調試、審核等工作。