基于Profibus和工业以太网的钢铁企业综合自动化计量系统的设计与实现

　　1 引言

　　随着我国入世步伐的深入，钢铁行业的优惠政策逐步消除，我国的钢铁工业将面临严峻的挑战，竞争更加激烈。钢铁企业占地面积一般比较大，面积小的有几平方公里、面积大的有数十平方公里，这使得企业的生产信息难以及时集中，管理决策反馈缓慢，生产管理过于倾向于以车间为单位。在水、电、气、油等介质的生产、使用、管理上往往是从局部出发，或依靠经验，没有一个科学的全局的方法，造成企业的能耗高，浪费严重。因而钢铁公司不仅要改进技术，开发、抢占新市场以便在竞争中取得优势，而且要不断提高企业的信息化建设。人类社会进入信息社会以来，信息已经成为一项重要的生产力要素在企业的生存和发展中发挥着越来越大的作用。企业的信息化水平已经成为衡量企业科技水平和综合力量的重要标志。

　　八十年代兴起的现场总线技术和九十年代兴起的工业以太网技术，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系，使自控系统与设备加入工厂信息网络，使企业的信息沟通的范围一起延伸到生产现场。基于现场总线技术和工业以太网技术在钢铁企业建立覆盖全企业的综合自动化计量系统，可以极大地提高企业的信息化水平。它使得生产、管理部门及时了解全企业及各车间的水、电、气、油等各种介质的实时和历史生产、消耗状况，为生产调度提供及时、可靠、丰富的数字依据，使各种介质的生产、使用、管理从过去的局部的单靠经验的孤立静止状态进入到一个较为全面的整体的瞬时动态平衡。管理部门在进行生产计划作业时可以做到均衡生产，可以使各种气体介质的生产、使用、储备相对稳定，可以合理安排检修计划等，从而最终达到促进生产、节能降耗、提高效益目的。同时综合自动化计量系统作为工业企业网的一部分，能与企业的信息网融为一体，从而使得生产、决策、经营管理融为一体。

　　2 网络架构

　　综合自动化计量系统的网络结构从逻辑上可分为现场设备层;控制管理层;生产管理层三种层次。

　　2.1 现场设备层

　　现场设备层的主要作用是连接现场设备，完成数据的原始采集。现场层的主要硬件设备是profibus dp主站(s7-300plc)和profibus dp从站(et200m)。具有as-i接口的流量计和传感器目前在我国的工矿企业中还不多见，现有的流量计/变送器输出的仍是标准的4-20 ma信号，在设计现场层的网络时，采用分散式i/o作为总线接口，将现场流量计输出的4-20ma信号引入，完成数据的原始采集。在以后具有as-i接口的流量计普及使用时，可在profibus主站中增加as-i接口模块，通过profibus pa总线与之通讯。