MPI 和 Profibus 双协议在热媒炉控制系统中的应用.pdf

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1、１９２化工自动化及仪表第４２卷MPI和Profibus双协议在热媒炉控制系统中的应用徐峰邵文婷（北京航天动力研究所，北京１００１６６）摘要介绍ＭＰＩ和Ｐｒｏｆｉｂｕｓ两种通信协议同时在热媒炉控制系统中的应用。详细介绍了该系统的原理、拓扑结构及其实现方法。通过与已有的基于单ＭＰＩ通信网络的控制系统进行比较，证明新方法可以实现多台热媒炉的就地分散操作与远程集中控制，适用于中型炉群的远程控制，提高了热媒炉控制系统的集中控制能力。关键词热媒炉控制系统ＭＰＩＰｒｏｆｉｂｕｓ同步通信＋中图分类号ＴＨ８６２．７文献标识码Ｂ文章编号１０００-３９３２（２０１５）０２-０１９２-０３Ｐｒｏｆｉｂｕｓ是一种国际化

2、、开放式且不依赖于设备生产商的现场总线标准，也是中国第一个工业通信领域现场总线技术的国家标准。Ｐｒｏｆｉｂｕｓ标准的网络配置简单，且具有较高的通信速率和更远的通信距离，因此，被越来越广泛地应用到工厂自动化和过程自动化控制系统中。北京航天动力研究所在以往的热媒炉控制系统研究中，ＯＰ操作屏与ＰＬＣ控制器是一一对应图１改造后的热媒炉控制系统的，且多台热媒炉之间相互独立、互不影响。为了网络拓扑结构方便多台热媒炉的操作，笔者首次提出将ＭＰＩ和Ｐｒｏｆｉｂｕｓ两种通信协议同时应用在热媒炉控制系整个控制系统包括两个ＭＰＩ网络和一个Ｐｒｏ-统中，实现了ＰＬＣ与ＯＰ之间的同步通信和多台ｆｉｂｕｓ网络。其中位于现

3、场热媒炉控制室的ＯＰ操热媒炉的就地分散操作与远程集中控制。笔者以作屏通过ＭＰＩ协议与相应的热媒炉ＣＰＵ控制器实际项目中的两台热媒炉为例进行详细介绍。组成单个ＭＰＩ控制网络；主控室的两台上位机通①1控制系统的组成过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ协议来访问两台ＣＰＵ。ＯＰ和上位机北京航天动力研究所承担了抚顺某厂低温炉均可对ＰＬＣ进行操作，且两者互不影响。如果和高温热媒炉的改造项目，其中包括控制系统的ＯＰ与上位机同时对ＰＬＣ进行操作，则以最新的更新改造。在低温炉的改造过程中，将原高温热赋值为准。媒炉和现低温炉的模拟、数字信号引至该厂的主两种协议的一些主要参数比较见表１。可以控室内，在高温热媒炉站控室和ＤＣＳ主控室

4、内均看出，Ｐｒｏｆｉｂｕｓ比ＭＰＩ协议有更高的通信速率和实现了运行状态监视、负荷调节、报警指示及变量更远的通信距离，可有效实现远距离通信。记录等功能。改造后的热媒炉控制系统网络拓扑结构如图１所示。①收稿日期：２０１４-１２-２４（修改稿）第２期徐峰等．ＭＰＩ和Ｐｒｏｆｉｂｕｓ双协议在热媒炉控制系统中的应用１９３表１ＭＰＩ与Ｐｒｏｆｉｂｕｓ的比较最大通信距离通信速率协议名称ＣＰＵ操作终端接口最大节点数ｍ－１ｋｂｉｔ·ｓＭＰＩＳ７-３１４操作面板ＯＰ５０（无中继器）１８７．５ＲＳ４８５３２（无中继器）ＰｒｏｆｉｂｕｓＳ７-３１５-２ＤＰ操作面板ＯＰ１０００（无中继器）１５００．０ＲＳ４８５３２（无

5、中继器）上位机（需ＣＰ５６１１通信卡）2硬件设备互独立。此网络ＭＰＩ的通信接口为ＲＳ４８５，采用系统更新改造项目选用的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ协议为串的是紫色屏蔽双绞电缆，一端由连接器接ＣＰＵ的行连接，该方式结构精简，能够保证数据的高速传ＭＰＩ口，另一端由连接器接至ＯＰ后的ＩＦ１接口。送，适合ＰＬＣ控制器与现场分散的Ｉ／Ｏ设备和上至此，整个通信系统的硬件连接设置完成。位机之间的通信。3组态Ｐｒｏｆｉｂｕｓ的传输介质选用紫色屏蔽双绞线。3．1ＣＰＵ组态Ｐｒｏｆｉｂｕｓ网络站点之间由总线连接器连接，总线连硬件组态时，在插入ＣＰＵ３１５-２ＤＰ后会弹出接器提供集成的终端电阻，处于总线两端位置的Ｐｒｏｆｉｂｕ

6、ｓ组态界面。新建一条Ｐｒｏｆｉｂｕｓ１总线，组两个连接器需要设置该电阻为ＯＮ状态，其余连态其Ｐｒｏｆｉｂｕｓ站地址，设定传输速率１．５Ｍｂｉｔ／ｓ，保［１］接器置为ＯＦＦ状态。存编译后，直接下载至相应的ＣＰＵ。原高温热媒炉ＰＬＣ采用的是ＣＰＵ３１４控制3．2上位机组态器，该ＣＰＵ仅提供一个ＭＰＩ协议接口用于和ＯＰ上位机使用西门子的基于Ｗｉｎｄｏｗｓ的人机界之间的通信。在此次改造时，将该ＣＰＵ换成了面组态软件ＷｉｎＣＣ。该项目中，每台上位机中的ＣＰＵ３１５-２ＤＰ控制器，与ＣＰＵ３１４相比，ＣＰＵ３１５-ＷｉｎＣＣ项目都被组态为单客户项目，均有Ｐｒｏｆｉｂｕｓ２ＤＰ拥有１２８ＫＢｙｔｅ的工作存储

7、器（ＣＰＵ３１４为网络上的独立结点，并可对网络上的其他结点进４８ＫＢｙｔｅ的工作存储器），同时支持ＭＰＩ和Ｐｒｏｆｉ-行访问。ｂｕｓ-ＤＰ两种协议连接。在设置时该ＣＰＵ作为在组态环境中，打开Ｐｒｏｆｉｂｕｓ连接参数对话Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线的一个终端。框（图２），设置ＷｉｎＣＣ要访问的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线上低温炉ＰＬＣ同样采用ＣＰＵ３１５-２ＤＰ控制器，的站地址等。设置好对应的ＣＰＵ站地址，进入运其