引言

在工業(yè)自動化行業(yè),越來越多的總線通信方式應用其中,例如Modbus/Profibus、TCP/IP等。總線通信方式具有成本低、數(shù)據(jù)傳輸量大、應用簡單等優(yōu)點,各廠家的儀器儀表中均配置了不同協(xié)議的通信卡件,只要是同一通信協(xié)議的設備均可實現(xiàn)便捷的互通互聯(lián)。

總線通信也有一定的弊端,例如抗干擾能力差,沒有硬線開關(guān)量或者模擬量穩(wěn)定,尤其是在強電電氣應用場合,通信干擾會對系統(tǒng)網(wǎng)絡造成影響,因此總線和硬線的結(jié)合使用能夠很好地解決這種應用問題。本文就針對這一問題的優(yōu)化進行探討。

1問題及改進方法

中海油平臺上電潛泵地面控制系統(tǒng)目前廣泛應用的就是單一的基于Profibus網(wǎng)絡的總線通信模式,變頻器的啟停、調(diào)頻、數(shù)據(jù)傳輸都是通過一條總線與上位機完成的。

網(wǎng)絡通信方式如圖1所示。

整個系統(tǒng)對總線通信質(zhì)量要求比較高,包括硬件連接、環(huán)境干擾等因素,一個網(wǎng)絡節(jié)點的故障往往會引起大范圍設備停機,對現(xiàn)場生產(chǎn)管理帶來很大的影響。尤其是后期由于生產(chǎn)需要,還需陸續(xù)增加變頻設備,這就需要人為去切斷網(wǎng)絡通信,容易導致正在運行的變頻器命令字丟失或者接收到錯誤的命令字,可能會引發(fā)大面積的設備停機。通過在上位機擴展DO卡件[3],利用抗干擾能力強的開關(guān)量來控制變頻器的啟停操作,增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性,可以很好地解決意外停機的問題。

擴展DO卡件后的網(wǎng)絡通信圖如圖2所示。

對于現(xiàn)場來說,舊系統(tǒng)進行網(wǎng)絡改造的成本比較低,中央控制柜PLC300控制器增加一個32路繼電器輸出的DO卡件,每臺變頻器敷設一條1P通信電纜,這樣就可以大大提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性了,不再會出現(xiàn)大面積意外停機現(xiàn)象。

對改造前和改造后的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡性能進行了對比,結(jié)果如表1所示。

2系統(tǒng)參數(shù)及程序修改

電潛泵地面控制系統(tǒng)優(yōu)化改造前的變頻器命令通道和頻率給定通道都是總線控制模式,改造后的命令通道修改為端子啟動模式,頻率給定通道依然為總線控制模式,同時總線還可以繼續(xù)傳輸其他數(shù)據(jù),例如變頻器輸出電壓、輸出電流、輸出頻率、模塊溫度等數(shù)據(jù)。

上位機程序修改也比較簡單,將程序中的啟停命令字改為DO卡件的對應硬點地址即可。

3結(jié)語

通過此項技術(shù)優(yōu)化,變頻器的啟停采用獨立的硬線通信方式控制,運行不再受總線通信網(wǎng)絡的影響,大大提高了變頻器運行的穩(wěn)定性,而且改造成本較低,在平臺進行停電檢修期間即可進行改造。優(yōu)化后的系統(tǒng)既保留了原來總線多數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點,又提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少了因意外停機帶來的經(jīng)濟損失。