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PROFIBUS—DP现场总线干扰原因分析摘要：针对什邡卷烟厂制丝车间生产线改造完成，参照电控资料并结合本人的理解认识，分析了烟草行业中对PLC控制系统造成干扰的电磁干扰来源，指出在工程应用时必须综合考虑控制系统的抗干扰性能，并结合工程提出了几种有效的抗干扰措施。
关键词：Profibus—DP；干扰；PLC通讯随着自动控制技术的发展，现场总线技术存工、I 控制 }1的应用也越来越广泛，总线的可靠性直接影响到，企业生产的效率和安全。
在国内烟草行业中的制丝生产线有很多采用Profibus—DP现场总线技术对设备进行控制。
根据工艺的要求，把制丝生产线分为四段：叶片段、叶丝段、梗丝处理段、储丝房、除尘房、香料厨房。
六个生产工艺段在控制上彼此独立，但又存在一定的联锁关系。
六个工艺段采用s7～400做为控制单元，通过Profibus—DP网络与子站、变频器、流量计、红外水分仪以及现场操作屏等进行数据通汛，此Profibus—DP网络的抗干扰能力，直接影响整个制丝生产线的稳定性。
1． Profibus—DP概述Pmfibus—DP网络通讯的本质是RS485串口通讯，其在OSI参考模型中主要使用第1、2、层，即物理层、数据链路层，因此网络通讯速度比较快，而且报文简单。
Plofibus一1)P网络传输采用一种两端有终端的总线拓扑结构，可以确保在网络通讯期间接人或断开一个或多个站谢不影响其他站点的通讯，如图1所示Profibus—I)P总线允许选择ll$485或光纤两种不同的物理层，一般设备级现场总线采用RS485，传输介质采用屏蔽双绞铜线电缆，其传输速度在9．6kb／s～12Mb／s间可选，通过中继器可将输送距离延长到lO公里，在不带中继器的情况下，电缆的最大长度取决于传输速度，如表l所示。
表1 RS485传输速度与A型电缆的距离2 .Proflbus—DP网络故障现象在制丝生产过程中．根据工艺的要求，需要确保流水线生产设备的安全和烟丝产品质量，因此当控制系统发生DP站点通讯故障时，会按照设备的联锁关系停止生产线部分设备。
浅析PLC在烟草工业自动化中的应用发表时间：2020-05-29T16:55:31.520Z 来源：《工程管理前沿》2020年2月6期作者：宁卫国杨浩[导读] 在烟草工业自动化系统运行过程中，PLC技术具备较高的应用价值摘要：在烟草工业自动化系统运行过程中，PLC技术具备较高的应用价值。
本文针对烟草工业自动化系统的主要构成展开分析，包括系统信息层、系统控制层、系统设备层等，通过研究PLC在烟草工业自动化各应用环节中的具体应用，从而提高烟草工业生产过程的稳定性，促进烟草行业经济的健康发展。
关键词：PLC技术；烟草工业；自动化系统；信息层；控制层可编程序控制器简称 PLC，是一种是以微处理器为核心的新型自动化控制装置，在工作环境中使用可编程存贮器内部贮存用户设计的指令，用这些指令来实现逻辑运算、顺序操作、定时计数以及算术运算，并通过数字或模拟输人/输出来控制各种类型的机械运动或过程，它将自动化技术、计算机技术、通信技术融为了一体。
1烟草工业自动化系统的主要构成2.1系统信息层在烟草工业自动化系统运行过程中，所下达的所有指令都需要依托于前期信息层的采集，系统信息层也是整个自动化系统可以稳定运行的基础。
在具体应用中，信息层中的计算机结构会借助软件系统对于烟草目前的生产信息进行监管和收集。
收集到的数据信息在经过简单处理后，也会快速的将其传递到主系统当中，控制层在接收到数据信息后，也会对其进行集中式处理，根据提前设置好的预警红线对数据信息进行判断，若超过了预期红线，系统则会启动报警装置，同时标记故障位置，提醒维护人员对其进行检修，从而提高系统运行的稳定性。
2.2系统控制层在上文中已经提到，信息层完成基础数据采集工作后，会借助输送线路将初步整理后的数据信息传递到系统控制层，由控制层对其进行统一处理。
在该系统设计过程中，会引入PLC控制技术来辅助控制层展开工作。
并且系统控制层在具体的工作过程中，还会对系统信息层的工作状态进行监督，确定每一个应用环节，数据信息采集的可靠性。
现场总线Profibus 2PA 关键技术研究及产品开发K ey Technology Re search and Product Develop ment of Profibus 2PA F ieldbus洪 锦 张永德(北京化工大学信息学院,北京 100029)摘 要 本文阐述了现场总线Profibus 2PA 的关键技术,并以此对PA 产品开发的技术路线进行了探索。
关键词 现场总线 Profibus 2PA 循环/非循环 行规Abstract The key technology of Profibus 2PA fieldbus is described ,the technical method for developing PA products is explored.K eyw ords Fieldbus Profibus 2PA Cyclic/noncyclic Professional regulation0 引言现场总线Profibus 2PA 设备主要应用于流程控制,PA 通信以Profibus 2DP 扩展功能DPV1为基础。
DPV1是依据过程自动化需求而增加的功能,特别适用于参数赋值、操作、智能现场设备的可视化和报警处理等非循环的数据通信。
与依据IS O/OSI 模型进行的循环数据交换一样,非循环数据交换属于用户层协议,只是添加了非循环的通信服务。
对于标准的Profibus 2DP 协议而言,DPV1扩展是可选的,并保证设备兼容于以往的DP 设备。
因此PA 设备总是嵌入在DP 网络中的。
图1 典型的Profibus 2PA 网络结构可以用下列公式来概述Profibus 2PA 技术的关键部分:用于过程自动化的Profibus 2PA =Profibus 2DP 及扩展功能+优化的传输技术(IEC )+现场设备互操作性的行规。
1 DP 扩展功能Profibus 主站分为两类:一类主站(DPM 1)是中央控制器,它在预定的信息周期内与分散的站(如DP 从站)交换信息,典型的DPM 1如P LC 或PC ;二类主站(DPM 2)是编程器、组态设备或操作面板,在系统组态操作时使用,完成系统操作和监视。
2021年6月第24卷第12期中国管理信息化China Management InformationizationJun.,2021Vol.24,No.120 引 言机电集控主要反映在柔性生产、智能制造和其他生产自动化应用中。
近年来，随着烟草制丝相关技术不断提升，各个工序关键参数要求越发严格，自动化设备被广泛用于满足监控站点不断变化的需求，通过精准化、智能化生产最终实现烟草工厂的高度自动化是社会发展的必然趋势。
1 国内烟草制丝机电集控应用现状目前，烟草制丝工艺根据关键工序不同，分成各个关键工序段，一般每个关键工序段由一台对应核心设备、数台辅连设备以及数台测量设备组成。
每个工序段之后，由对应烟草贮柜贮存该工序烟草物料，并为下一工序提供烟草物料。
传统机电集控一般只负责单一工序内的集成控制。
首先，单个关键工序内，以烟丝烘干工序为例，可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）只需保证核心设备烘丝机自身稳定运行，对于进、出口水分仪以及出口温度仪的测量参数，通过通信模块连接后，只需将传输接收到的参数加以显示。
但受限于西门子PLCS7-400系列PLC的硬件条件，其很少将上述参数采集并参与烘丝机控制。
其次，工序与工序之间，以贮柜为标准进行分割，互相只传递进、出柜时间，贮柜烟叶重量、贮柜牌号、贮柜批次号不参与闭环控制。
最后，中控与工序之间，传统烟草制丝中控单一工序设备由对应单一监控系统控制，对应数据参数也只能由该监控系统采集，监控系统之间互不关联，该控制方式使得生产过程中的数据采集及分析有较大的不可控性。
上述三点为传统烟草制丝集控存在的问题，其核心均在于PLC的运算速率和通信扩展能力受限。
因此，使用新一代的西门子PLC是提高烟草制丝效率和质量的必然趋势。
2 工序段内烟草制丝设备的应用以某烟草制丝生产线烟叶预处理段为例，该工序段由一台西门子S7-1516PLC进行控制，且该段编程平台基于TIA博途软件，并集成应用于可视化设备WinCC，实现编程控制与监控一体化。
通过设计、施工、调试和日常维护来分析Profibus-PA具有以下优势：1、节约施工调试时间传统的变送器都要求经过一次调校和回路联校的过程，而且在回路联校过程中花费更多的时间，因为有校验装置满现场移动和存在接线错误的可能，对PROFIBUS-PA变送器只需要在系统没有安装前进行一次调校，变送器接上后根据地址自动寻址，下装即可，不存在接错线的情况，因为PROFIBUS现场总线是根据地址寻址的，而不是简单的物理连接对应。
对于阀门的调校更是方便，在PRM（工厂仪表设备资源管理系统）或AMS（设备管理软件）上阀门可以进行自动校验，在主控室可以完成所有的工作，包括阀门的实际反馈状态一目了然。
这样使可以为整个工程节约大量的时间和费用。
2、开阔的控制视野传统的DCS只能看到控制器部分的信息，即使采用HRAT智能仪表也只能看见有限的信息，而采用PROFIBUS总线技术的FCS可以看到现场的基层的信息。
PROFIBUS总线的仪表信息非常丰富，如变送器和阀门一般有60多个参数是PROFIBUS-PA行规所规定的，例如：所有的变送器都有2个AI输入，一个是过程变量，另外一个是变送器的温度，变送器的环境温度非常重要，如果在寒冷的冬天变送器需要保温，如果发现变送器温度变低，可以及时发现伴热是否有问题，及早的处理事故隐患。
在生产过程中，对于传统阀门的实际开度操作人员只有根据操作参数或派人到现场查看，间接判断阀门的实际的开度，要得到阀门的准确开度只有增加阀位变送器（需要增加投资），而使用PROFIBUS总线阀门定位器可以准确的反馈阀门的实际开度，操作人员在操作站上看到任何阀门的实际开度，可以提高控制精度并及时发现问题，例如：操作人员发现有阀门报警，输出命令到70%以上后阀门只开到65%，不再开大，即可到现场查看阀门的手轮是否限位，是否有卡涩。
3、强大的自诊断功能PROFIBUS现场总线最大的优势就是强大的自诊断功能，现场总线的AMS或PRM对现场总线仪表上传丰富的信息进行管理，网络上传输的信号有过程变量、测量控制的状态、故障诊断、阀门开关的动作次数等，通过这些信息可以指导维修人员更有效地对现场仪表进行维护，如根据阀门的开度情况，就可以判断阀门的开度有回滞现象，有可能是填料太紧或阀杆有摩擦（有杂物等）原因，逐个排查，通过阀门的动作次数统计可以更好的帮助检修人员判断哪些仪表在有计划停车过程中需要维修，哪些仪表需要准备配件。
PROFIBUS与S系列PLC一、PROFIBUS现场总线技术PROFIBUS 是Process Field Bus 的缩写，由以SIEMENS 公司为主的十三家工业企业和五家研究机构联合推出，是联邦德国于九十年代初制定的国家工业现场总线协议标准，代号DIN19245，1996 年经欧洲电工委员会批准成为欧洲标准EN50170，1999 年12月被批准成为国际标准IEC61158 的组成部分（TypeIII），因此，PROFIBUS 已经成为一种国际化的、开放的现场总线标准。
1.1 PROFIBUS 的类型：PROFIBUS 根据应用特点分为PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS 和PROFIBUS-PA 三个兼容版本。
（1）ROFIBUS-DP(Decentralized Peripheral，分散外设)，是一种经过优化的、高速廉价的通信连接，是专为自动控制系统和设备级分散I/O 之间的通信而设计，使用PROFIBUS-DP 模块可取代价格昂贵的24V 或0-20mA 并行信号线。
用于分布式控制系统的高速数据传输，其数据传输速率可达12Mbps 。
自动控制系统同这些分散外设（传感器、执行器等）进行的数据交换多数是周期性的，一般构成单主站系统，主从站之间采用循环数据传送方式工作。
（2）PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，现场总线信息规范），用于解决车间级通用性通信任务，要求面向对象，提供较大数据量的通信服务，完成中等速度的循环和非循环通信任务，是一个令牌结构、实时多主网络。
由于它是完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换，因此它考虑的主要是系统的功能而不是系统的响应时间，应用过程通常要求的是随机的信息交换（如改变设定参数等）。
强有力的FMS 向用户提供了广泛的应用范围和更大的灵活性，可用于大范围和复杂的通信系统。
主要用于纺织工业、楼宇自动化、电气传动、低压开关设备等一般自动化控制。
