本文以濟鋼中板廠軋機液壓站系統為例，介紹了基于Profibus-DP總線技術組成的不同功能的多個分散泵站液壓控制系統中的成功應用。 關鍵詞：Profibus-DP、PLC、液壓站、控制系統 1、引言 濟鋼中板廠軋機液壓系統由平衡、傳動、干油、稀油等功能不同幾個部分組成，作為為同一軋機工作的液壓系統在控制上必須采用整體控制，實現設備運行、人員操作的可靠、簡單化。PROFIBUS-DP總線技術允許構成單主站或多主站系統,在同一總線上最多可連接126個站點。采用RS-485雙絞線、雙線電纜或光纜傳輸，傳輸速率從9.6kbps到12Mbps。各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主-從傳送。采用SIEMENS Profibus-DP總線技術，把各個分散不同功能泵站、操作平臺整合為一個S7-300控制系統是解決我廠軋機液壓系統控制的最好方法.在控制系統中各個ET200分站、S7300主站、觸摸面板PP17-II是整個軋機液壓系統的控制核心組成。其主要收集和傳輸現場檢測信號，對各個泵站重要參數（如液位，壓力，溫度）進行精確控制。基于Profibus-DP總線技術建立的軋機液壓站控制系統，通過上位機監控操作系統，值班操作人員能實時了解泵站各個運行參數和進行相應的工藝操作。 2、系統構成 根據中板軋機液壓站的工藝布局，在控制系統整個框架結構上以Profibus-DP總線為主線，由一個S7-300PLC主控制系統、一臺WinCC監控站、一個PP17-II操作站、五個ET200站構成一個主從結構的液壓控制系統。（如圖一） 2.1 Profibus現場總線結構 Profibus是德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50170的現場總線標準。PROFIBUS廣泛應用于加工制造、過程和樓宇自動化等行業。PROFIBUS根據應用特點分為PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA。其特點分別為：PROFIBUS-DP （工廠自動化） ,快速即插即用;PROFIBUS-FMS （通用性自動化）,通用、大范圍使用、多主通信;PROFIBUS-PA （過程自動化）,面向應用、總線供電、本質安全。PROFIBUS-DP用于設備級的高速數據傳送,中央控制器通過高速串行線同分散的現場設備進行通信,多數數據交換是周期性的,除此以外,智能化現場設備還需要非周期性通信,以進行配置診斷和報警處理。 2.2主從通訊總線結構 本系統采用Profibus-DP總線結構方式，實現主從通訊。S7-315-2DP作為總線主站，以輪詢方式對下屬各個分站（ET200M）進周期性掃描讀寫，并通過Profibus-DP總線將指令傳輸至各個分站對應數據區。在控制系統中各個站功能如下： 2.2．1 S7-300 PLC主站 在系統結構中主站采用S7-315-2DP（6ES7-315-2AG10 -OABO）CPU，其在控制系統之間或人機界面 （HMI）之間進行周期性數據通訊、用戶程序或功能塊調用。實現邏輯控制、數據處理。完成液壓站內壓力、液位、油溫等參數控制和閥組得失電動作等。 2.2．2 ET200分站 ET200是高密度配置的模塊化I/O站，保護等級為IP20。主要用于S7-300可編程控制器的信號，功能和通訊模塊擴展。系統中共使用了五個ET200M分站，收集和控制全部I/O模塊，完成整個系統的數字量數據采集、模擬量數據采集、控制信號采集、各油泵電機及電磁閥等運行狀態顯示，具體功能如下： 4#、5#、6#站分別為傳動站，平衡站、潤滑站在工藝上該站為軋機提供液壓動力、液壓平衡、潤滑。實現推床、導位、換輥動作和輥系平衡、軸承潤滑等功能。三個分站對應各個站油箱液位、油泵、壓力切換保護、油溫等實現自動控制。 7#、8#站分別為MCC和現場閥組控制站，MCC站對各個站電機實現啟動、保護、停止功能、現場閥組對應各個現場液壓閥實現得失電控制。 2.2.3 PP17-II 觸摸面板 SIMATIC PP17-II 為更復雜的任務設計，具有32個按鍵 、4色LED 、16組數字輸入/輸出 、1個中央輸入端。在軋機操作臺所有操作均通過觸摸面板操作，編程后的面板不僅靈活、還為操作人員提供不同顏色的指示。 2.4 WinCC操作監控上位機 WinCC是一個集成的人機界面系統和監控管理系統，通過它提供的圖形設計器、報警記錄、標記記錄、報告設計器、全局腳本、控制中心、用戶管理等功能，對整個液壓系統進行信息和操作整合，軋機液壓站操作監控系統用于實時監控液壓站系統運行情況，顯示各個主要運行參數，并提供全面的系統報警和故障顯示。 2.5 檢測系統和執行機構 液壓控制系統的檢測系統包括位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、控制限位等。液壓控制系統的執行機構主要是電機和分布在現場的各種電磁閥等。通過控制各電磁閥的得電失電狀態控制軋機的中部接軸，工作輥支撐輥的平衡以及推床和換輥系統等。主要執行機構為電磁閥類型，根據軋機生產工藝要求，我們將軋機液壓閥組分為平衡、傳動、推床和接軸控制四個閥組。每個閥組根據控制功能需要分為脈沖式電磁閥和一般電磁閥。 3、系統軟件應用 3.1系統硬件組態 液壓控制系統采用SIEMENS STEP7編程軟件進行系統硬件組態和程序編制。硬件主站為CPU315-2DP，液壓站控制系統硬件組態。（如圖二） 3.2系統軟件 3.2.1 PROFIBUS屬性設置 PROFIBUS屬性設置包括Transmission rate 和Profile兩項。（如圖三） 3.2.2:程序功能塊: PLC和ET200站是系統的主要構成部分，5個分站，主要是將ET200站安裝在距離中心控制室較遠而控制點又比較集中的各泵站控制現場、泵站值班室、及軋機的操作現場和操作臺，各ET200負責采集、傳輸本站所有I/O信號，而且完成泵站所有控制，實現了軋機液壓控制系統的遠程通訊，達到各功能泵站控制統一的軋機液壓系統目的。根據系統工藝要求將程序分為6個功能塊，在程序里面將PLC主站和5個ET200分站模塊的數據統一應用在程序里面的6個FC功能塊里面，分別對各個分站功能控制，實現液壓站各系統整體化。FC1為平衡站子系統控制功能塊,FC2為傳動站子系統控制功能塊,FC3為MCC控制柜內控制柜, FC4為液壓管路閥組子系統控制功能塊,FC5為干油稀油潤滑子系統控制功能塊, FC6為其他輔助設施子系統控制功能塊。各OB組織塊在軟件擔任相應的功能。（如圖四） 3.2.2 PP17-II操作面板軟件設置 軟件中對PP17-II操作面板提供的32個按鈕按照工藝操作要求進行配置定義，具體操作有工作輥、上支撐平衡，東西吊掛缸起落，上下接手平衡，東西機架輥進出，軸向夾緊，換輥進出，工況選擇等。面板32個LED狀態指示顏色定義如圖五。 3.2.3 WinCC系統監控 系統中WinCC監控站開發的人機界面HMI顯示的內容有圖形、數據等，還有軟開關供操作工操作，并將設備按照處理工藝的功能步驟分在多張畫面內，分為系統總圖、平衡系統圖、傳動系統圖、干油稀油系統圖、潤滑系統圖、閥組系統、壓力調節設定、系統工作方式的界面圖等。WinCC監控站接收PLC的實時數據，還用于顯示相應的運行過程數據及工作狀態，供操作人員監控。各個泵站電機的運行狀態、供油系統的液位、壓力、溫度、電磁閥工作狀態、限位狀態等通過DP網傳到上位機并通過監控畫面顯示出來，特別是對各個系統的連鎖設置了報警值和跳閘值，將各種操作、報警及跳閘信息在WinCC系統的報警記錄中顯示出來，出現報警的時候在報警欄顯示報警記錄，并通過畫面顏色閃爍提示操作者有故障發生，對各種數據進行處理形成各種報表，并存儲歷史數據，特別是在設置了各個與軋機穩定運行有關數據的預報警值，使操作人員根據實際情況調節系統的壓力等以適應生產的穩定高效運行，使得整套液壓系統運行穩定，防止各類事故發生。如圖六。 4、結束語 濟鋼中板廠四輥軋機液壓控制系統自投用以來，實現對整個液壓站系統可靠運行，完全達到軋機工藝要求。基于Profibus-DP總線的軋機液壓站控制系統具有操作靈活、維護簡單、擴展容易，運行穩定。 作者介紹： 段文宇（1981-），男，江西都昌人，2004年畢業于江西理工大學，電氣自動化專業，現為濟鋼中板廠助理工程師，從事電氣自動化工作。辦公室電話：0531-88866237