国产变频器PROFINET总线在轧制生产线的应用

刘 东

（中冶京诚工程技术有限公司，北京 100176）

1 工程概述

进入21世纪，我国的实体经济逐渐向新兴工业发展道路转型，这种新兴工业在我国国民经济中主要作用。轧制生产线的应用及其广泛。随着我国经济的不断发展与壮大，轧制技术也取得了长足的发展。我国通过学习引进的先进技术，自主研究和科学创新，已经跻身于轧制技术的前沿地位。自主创新的新工艺、新技术、新设备在实体制造业中起到了中流砥柱的作用。连轧生产线具有成材率高、产能好等优点，但是也存在一定的不足，这种技术所生产的产品规格比较单一，我们需要通过优化、开发相关的工艺技术和设备来克服这些不足。

大型轧机主要的传动是采用的比较大功率的变频器的，功率变化范围广，在这个级别，与直流调速相比具有很大的优势，优势主要是可以节约成本，降低开支，并且采用变频调速还可以提高效率。这种机器的主传动不仅仅功率大，而且过载能力强，正反转变化速度快，静转速也快，但是动态冲击小。

Profibus是不同于其他的一般的网络协议的，是一种世界性公开的、不受各类约束的现场总线标准，并且通讯速率范围广而且快速，广泛的应用在自动化制造、自动化生产线等各个行业。

这也为工厂实现自动化控制和现场智能化管理提供了技术支持，推动了现代化工厂的发展。但由于采用RS485物理层，采用屏蔽双绞线进行数据底层传输，当受到外部信号干扰时，特别是变频器等强电磁干扰情况下，会导致Profibus整个总线都无法工作，极大困扰和限制的技术的应用，逐步淡出主流应用市场。

2 控制方案

现场传感器、执行机构、操作箱高度自动化，配电区域、控制单元点网络线路很长，网络传输数据质量根本就不符合现场的要求。

所以现在，工厂的控制网络普遍采用Profinet网络。但是其他的一些编码器和整流器还是用传统的通信协议，需要进行网络通信协议转换后升级为Profinet网络。因此，使用Profinet网络既可以节约成本，又可以满足现场数据的相关要求。同时，通过使用新一代的网络协议还可以发展新技术，不断促进社会进步，造福人类。

Profinet网络协议是西门子推出的最新一代的现场技术。这种技术相比上一代具有划时代的优势，当然也存在本质的不一样。主要的区别分别是：工业状态下的Profinet以太网协议是在工厂的现场发展起来的。这种网络技术协议可以同时兼容工业以太网络和现有的现场网络总线技术。而且传输数据的速度更快，效率更高。这样的话更有利于企业现场的管理，通过这种智能化的管理方式，不仅仅可以节约人工成本，而且与此同时还可以提高工人的工作效率。所以这种技术是值得在工厂推广的，这样就可以不断提升企业的核心竞争力了。

3 网络设计

3.1 控制系统的硬件的配置

控制系统主要包括西门子系列的PLC装置。这种配置是以CPU为功能核心的，这种的PLC配置了两种不同的通信模板。并且现场联合执行。

与此同时操作台和电气室均设有操作台，方便现场人员操作和网站维护。其实硬件系统主要包括三部分，一种是输入设备，一种是输出设备，再一种就是两者交流的语言，也就是我们所说的网络协议相关的内容。硬件首先是要给机器指令的，而这种指令机器是不可以直接识别的，他需要通过转化成机器可以识别的信号来达到控制目的，而我们所说的网路协议就是这种转化的内容，通过这种网络协议，机器就可以识别出来我们的指令了，同时去执行我们的要求。

3.2 软件的调试

PLC硬件与Profinet设备组态安装完成之后，数据的可靠度传输主要就是依靠编程来完成了。编程的过程一般情况都比较复杂，我们通常使用结构化的编程程序，这样可以简化编程过程，降低编程难度，主控程序的功能块较少。一般情况下，我们通过通信适配器模板固化在Profinet协议中，以此来进行传输数据，这样的话，我们无需编程就可以完成网络的配置，高效快捷。

4 总结

大型热连轧机组生产线控制系统对控制水平和可控性要求较高，依赖性强，扩展性好。随着新一代现场总线Profinet网络的广泛使用，现场控制将更加稳定，基于工业以太网技术，不再像Profinet受到最大速率的限制。同时，它为二级和三级系统的直接集成现场信号提供了一个有效的接口。无论是体制转型还是项目建设都非常广泛的推广价值。