Profibus总线技术在衡器中的应用

Profibus总线技术在衡器中的应用衡器维护车间赖军荣摘要：Profibus总线技术是一种国际化、开放式通讯标准，它不依赖于设备生产商，是一种独立的总线标准，采用任何厂商生产的总线产品都可轻松实现系统，以开放式系统互联网络作为参考模型的。Profibus具有本征安全的优势，只需一条双绞线就既可传送信息又向现场设备供电,由于总线的操作电源来自单一供电装置,它就不再需要绝缘装置和隔离装置,设备在操作过程中进行的维修、接通或断开,也不会影响到其它站点。Profibus可远距离高速度传输数据。Profibus根据不同的应用对象可灵活选取不同规格的总线系统。如简单的设备一级的高速数据传送,可选用Profibus-DP单主站系统;稍微复杂一些的设备级高速数据传送可选用Profibus-DP多主站系统，需附加任何转换装置。OPC是一种通用的工业标准，OPC（OLEforProecssControl）是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制领域的应用，为工业自动化软件面向对象的开发提供一项统一的标准。OPC规范提供了两套接口方案，即COM接口和自动化自动化接口使解释性语言和宏语言访问OPC服务器成为可能，它是解决应用软件与各种设备驱动程序之间的通信而提出的，它把硬件厂商和应用软件开发商分离开来，大大提高了双方的工作效率。OPC减少了系统集成过程中的重复工作,采用VB语言的客户一般采用自动化接口.关键词：Profibus总线技术远程校秤时间工作效率OPC前言:目前公司衡器设备中所采用的称重仪表传输方式是多种多样有RS232传输，RS485传输，CAN总线传输，ProfibusDP总线传输，Modbus传输、BCD码传输等等方式，各有各的长处和不足，对于比较分散的衡器，点对点的传输用RS232传输，RS485传输，CAN总线传输Modbus传输方式都没关系，最终都是转换成网络传输的方式，但对于多台衡器相对集中的地方，采用这此点对点的传输方式不仅接线复杂，所用的中转设备过多，使判断故障的节点增加，带来维护方面的不便，所以在这种环境下使用Profibus总线技术更能简化现场的设备和连线，屏蔽过多的故障节点。正文:随着公司的发展，衡器的数量不断增加，使我们的维护量也不断增加，范围也不断扩大，一些地方衡器比较集中的现场线路乱，查找故障难的现象，特别是二钢辊道秤离我们工作地较远，板坯的传输过程中辊道很容易磨损，造成空秤输出变化，常会出现很小的底数，在使用中出现校秤的频率较高，而且采用的是BCD码接线的方式采集板坯重量，每台称多达16个接线点，二钢共四台秤有64个接线点共用一个PLC，现场设备接线复杂凌乱，如果某一个接线点出现故障，很难快速准确的找到故障点，维护起来很不方便，增加了排除故障的时间和风险，有时到现场也是操作一些简单的校秤工作只需几分钟就完成了，而在路途中所花费的时间大大超过了维护所需的时间，这样不仅降低了工作效率，有时还影响到另外一些紧急的故障处理，所以简单清爽的现场布线环境和快捷有效的工作方式，有利于降低维修难度，提高我们的工作效率。所以我们选取了支持远程校秤、且支持ProfibusDP总线连接的方式采集重量的UNI900A仪表，结合西门子PLC通过OPC接口与上位机程序对重量数据进行采集，以及对仪表进行远程校秤，既简化了现场凌乱的接线方式，也能实现远程校秤快捷有效的工作方式。UNI900A型称重显示器是一种高精度，高可靠性，高性能等多种功能的控制仪表，其控制算法先进，操作简单，可选多种功能扩展模块和适应能力强等特点。其突出优点是：具有互换性，换表时，只需把新表的参数与旧表一样，新表就可以使用了，无需重复标定。收敛的滤波算法，满足用户大部分的快速跟踪、快速稳定的要求。具有扩展通信口DP/CC_Link(可选配ProfibusDP、CC_Link、CAN、Ethernet等)1.硬件配置1.1将采用BCD码采集重量的UNI800仪表，更换成支持ProfibusDP总线采集重量的UNI900A仪表，选配DP/CCLink扩展接口。1.2将仪表本机地址号设成与PLC组态的地址一致；通讯模式设成LongtTec协议的内核；串口设置：8位数据位，1位停止位。1.3外部接线除了外接的板坯到位开关量及模拟量通道传输保留，其它所有的BCD码连接线及外接24V继电器清零接点全部拆除，改成Profibus总线接入方式，只用一根Profibus总线代替了所有接线，从而减少了2块DI卡件和1块DO卡件及4个24V继电器.1.4下面是改进前与改进后的接线方式对比。改进前BCD码采集重量方式复杂凌乱（每个仪表16个输入点，通过继电器输出清零外接点4个）改进后PROFIBUS总线采集重量方式清爽明了2.软件设计2.1对PLC程序里的采集重量模块及校秤及清零功能进行了更新。下面这个图是UNI800仪表原有的BCD码称重模块，它是从PLC的DI模块获取仪表输出的BCD码逻辑控制，它实际上不是真正的从仪表本身取值，而是从PLC的DI模块的IW取值，然后进行二进制的移位转换成重量输出，这样的取值方式线路上如果受到外界磁场的干扰，很容易出现计量数字不准确，而且这么多的连接线，很难找到故障的原因。下面这是更新后的ProfibuDP总线称重模块，是用屏蔽性能好的DP总线连接，仪表所发出的数据是标准的数据包格式，通过了一定的校验方式；仪表对上位机所发出的控制指令也是以控制字的方式进行响应，所以数据更加安全可靠，不容易受到外界环境的影响。仪表的实时重量通过PID32对上位机重量数据进行实时更新。上位机通过PIW30对仪表发送功能码控制字，实现所需的功能如（读取实时重量值，清零，零点标定，量程标定等）上位机通过PIB32能够获取仪表校秤时响应的状态；通过PIB35能够获取仪表实时的工作状态2.2应用KEPServerEXOPC软件对下位机状态和信号进行采集，上位机通过对OPC的操作将下位机的信号和数据进行读取与写入，OPC作为上位面与PLC通讯的接口也起着至关重要的作用。如下图：2.3对上位机软件在原有的基础上也进行了二次开发增加了校秤窗口，在窗口中提供了校零点，校量程按钮，仪表的实时重量和校秤重量的显示，及仪表实时工作状态和校秤时的工作状态的显示。结论：运用五个月以来，秤的运行平稳，处理故障和校秤方式简单实用，降低了维护难度和故障风险，节省了路途中的时间，提高了工作效率，从原来的校秤来回路上的时间+校秤的时间需要45分钟左右，现在只需要2分钟。其节约时间对比如下表。月份六月七月八月九月十月总共次数和时间次数4546524改进前时间（分钟）1802251802702251080（18小时）改进后时间（分钟）8108121048由此可见，在五个月时改进后总的校秤时间，只是改进前校秤一次的时间。大大节省了工作时间，提高了工作效率。Profibus总线技术适合于所有辊道秤的，以及皮带秤，小件计量秤方面的应用，随着视频网络，以及仪表硬件的更新，只要有这种功能，在所有磅秤上都可以实现。通过远程校秤的实现，能够节省人力资源，提高工作效率。参考文献：[1]运用VC#编程通过OPC方式实现PC机与西门子PLC通讯---同步通讯篇[2]SIMATICNETOPCServer通讯组态设置指导手册[3]VB与OPC的通讯[4]PROFIBUS现场总线技术及应用]作者：赖军荣性别：男出生年：1974.07.06民族：汉职称：助理工程师毕业院校：江西南昌航空大学目前主要从事的工作：衡器维检