西门子S7-400控制器和贝加莱X20模块在纸厂的应用

1. 概述

　　在过去的十多年里，随着生产车间自动化和过程自动化中分散化结构的迅速增长，现场总线系统的应用日益普遍。其原因之一是：现场总线系统实现了数字和模拟输入/输出模块、智能信号装置和过程调节装置与可编程逻辑控制器（PLC）和PC之间的数据传输，把I/O通道分散到实际需要的现场设备附近，使安装和布线的费用开销减少到最小，从而使成本费用大大地节省。其原因之二是：标准化的现场总线具有“开放”的通信接口，允许用户选用不同制造商生产的分散I/O装置和现场设备。

　　Profibus是Process Fieldbus的缩写，是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术，可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供可行的解决方案。Profibus的网络协议是以ISO颁布的OSI标准七层参考模型为基础的，只是对第三层到第六层进行简化，因此可以说它的标准适应性强。此外它的三种模块（DP、FMS和PA）又可以适应不同的应用对象和通信速率方面的要求，开放性也好。

2. 系统介绍

　　某造纸厂制浆项目大致分为提取、筛选和漂白三部分。本系统采用西门子S7-400 控制器，PROFIBUS-DP现场总线系统，WINCC和SIMATIC Step 7 软件，组成的高可靠的DCS系统。上位机采用联想计算机,WinCC软件用于整个系统状态监控。PLC采用西门子公司大型S7-400 CPU为414-2DP，上位机与S7-400 PLC之间采用Profibus-DP通讯方式控制，现场分站采用贝加莱公司的X20BC0063 DP模块进行扩展联网，它们通过Profibus-DP总线和S7-400 PLC相连。同一DP地址下再通过X20BR9300和X20BT9100通讯模块进行扩展，可以挂接63个X20系列I/O模块。所有的X20模块采用分布式的导轨式系统底板，支持带电热插拔。

　　提取部分控制要点：

　　调节洗浆机的上浆浓度、浆层厚度、浆料液位、洗涤水流量、洗涤液温度等影响洗涤效果的因素，使操作工艺参数稳定在合适的范围内，以保证洗涤过程正常运行。尽可能获得高浓度的黑液，以利于蒸发工段回收利用。

　　筛选部分控制要点：

　　纸浆中含有各种各样的杂质，经过筛洗去除这些杂质，以得到纯净的纸浆。稳定压力筛进浆浓度、进浆流量、稀释水流量、尾浆流量、压力筛进浆口与良浆出口的压差，防止和排除筛孔堵塞，使得筛选净化过程得以正常运行漂白部分控制要点：

　　漂白过程对自控系统的要求是使各种药液的加入量与浆料保持一定的比例关系。使之在获得均匀的所需白度的同时，尽可能减少对纤维的降解作用，保持纤维强度。另外，漂白过程是一个连续的化学反应过程，必须控制其反应时间、反应温度和反应浓度三个主要因素。

3. 系统硬件配置情况

　　西门子公司产品： 电源模块 PS407/10A 6ES7407-0KA01-0AA0 1块 CPU模块 414-2 6ES7414-2XG04-0AB0 1块 UR2机架 6ES7400-1JA01-0AA0 1块 存储卡 6ES7952-1KL00-0AA0 1块 CP5611卡 6GK1561-1AA01 2块 总线连接器 6ES7972-0BA50-0XA0 3块 贝加莱公司产品： 总线接收模块 X20BR9300 　　　8块 总线中继模块 X20BT9100 　　　5块 电源总线模块 X20BM01 　　　8块 标准总线模块 X20BM11 　　　　121块 DP总线模块 X20BC0063 　　　　3块 电源模块 X20PS9400 　　3块 总线模块 X20BB80 　　3块 端子排 X20TB12 　　 134块 模拟量输入模块 X20AI4622 　　　　 37块 模拟量输出模块 X20AO4622 　　　　14块 温度模块 X20AT4222 　　 4块 开关量输入模块 X20DI9371 　　　　 15块 开关量输出模块 X20DO9322 　　　　 24块 电源模块 X20PS2100 　　 24块 电源模块 X20PS3300 　　 3块 总线连接器 0G1000.00-090 　　　　 3块

4. 结束语

　　自调试完成后系统运行正常，Profibus-DP网络稳定无故障。主站S7-400PLC与从站正常通讯，并上位机控制系统通讯良好。系统响应速度快，精度高。很好发挥了Profibus-DP网络的优越性能，得到用户的肯定。