浅谈多晶硅还原炉电源与 DCS控制系统通信的应用夜莺的歌声教学设计
高飞
开元释教录 重庆大全泰来电气有限公司 重庆 404100中苏铁列克提事件
摘要： 阐述了多晶硅还原炉电源与 DCS控制系统通信的两种方式，对 PROFIBUS、 PROFINET相关概念及如何配置两种通信方式的设备和网络进行了介绍，分析并对比了各通信方式的优缺点及在项目中遇到的问题。 关键词： PROFIBUS； PROFINET； DCS系统 PROFIBUS 和 PROFINET 是 PNO组织推出的两种现场总线， PROFINET基于工业以太网，而 PROFINET基于 RS485串行总线，两者协议上通讯介质不同，但两者都具有很好的实时性。 DCS控制系统与多晶还原炉电源采用 PROFIBUS、 PROFINET等方式进行通信，实现 DCS控制系统对多晶硅还原炉电源的远程控制，给定电压、电流信号，对电气数据进行画面显示和曲线记录，并且对还原炉电源的故障进行画面提示和记录。 1 PROFIBUS 与 PROFINET 概述 PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。传送速度可在 9.6k~12M范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到
总线上的装置应该被设成相同的速度。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网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案 PROFINET 是开放的、标准的、实时的工业以太网标准。作为基于以太网的自动化标准，它定义了跨厂商的通信、自动化系统和工程组态模式 。借助 PROFINET IO 实现一种允许所有站随时访问网络的交换技术，以交换式以太网全双工操作和 100 Mbit/s 带宽为基础。 PROFINET IO 基于 20 年来 PROFIBUS DP 的成功应用经验，这可确保 PROFIBUS DP 向 PROFINET 环境的平滑移植。
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2 PROFIBUS 与 PROFINET 对比 方式 类别 PROFIBUS PROFINET 传输介质 基于工业以太网 基于 RS485串行总线 传输带宽 最大 12Mbps 最大 100Mbps 传输方式 半双工 全双工 一致性数据 最大 32bytes 最大 254bytes 用户数据 最大 244bytes 最大 1400bytes 终端电阻 需要 不需要 接口 只能做主站或从站 既可以做控制器又可做 IO设备 通信接口 9针 D型头 RJ45接口 组态和诊断 专门的接口模块 标准以太网卡 表 1 PROFIBUS 与 PROFINET 对比
3 配置设备和网络 在多晶硅还原炉电源项目中， PROFIBUS 方案采用 CPU1513-1 PN 与 CP 1542-5 通信模块 (用于将 S7-1500 连接到 PROFIBUS DP， DPV1 主站或 DP 从站， S7 和 PG/OP 通信，时钟同步，诊断，组态限制更少 )，接口需设置 PROFIBUS地址、传输率等； PROFINET 方案采用 CPU1513-1 PN 与 CM1542-1 通信模块（用于将 SIMATIC S7-1500作为 IO 控制器和 /或 IO 设备连接至 PROFINET IO 的通信模块 CM 1542-1： TCP/IP， ISO-on-TCP， UDP， S7 通信， IP 路由， IP 广播 /组播， SNMPv1，使用 NTP 进行时钟同步， 2 x RJ-45 (10/100 Mbps)），接口需设置 IP地址、 PROFINET设备名称等（如图 1）；然后配置 PROFIBUS/PROFINET与 DCS控制系统之间的通信点表。
图 1 PROFINET 接口配置 4 优缺点 4.1 实时性
在多晶硅还原炉电源中采用PROFIBUS与PROFNET都具有实时性，保证了数据在传输过程中数据及时、稳定、不丢帧。
4.2 稳定性
PROFIBUS通信连接方式采用带有终端电阻的PROFIBUS接头和PROFIBUS电缆与DCS控制系统连接，在实际项目中PROFIBUS接头由于制作不规范、导致电缆未压紧、螺栓紧固不到位，导致现场通信不上，通信间断、通信不稳定等情况。PROFINET采用RJ45接头和屏蔽网线与DCS控制系统连接， RJ45接口比DP接头连接稳定、牢固，采用网线压接制作更方便、快捷，且不需要终端电阻，避免了总线终端电阻不匹配或者较差的接地，引起的通信故障。
4.3 通用性
PROFIBUS网络协议局限性只能用于DP、PA、FMS这三种协议，具有局限型。在有些现场如果出现了其它的网络相互间通信就会变得很麻烦。传输带宽最高12M，这要求网络上的所有设备都要支持这一速率，否则就要以支持的最低速率的设备为准。profinet网络支持的协议广泛，而且在不同品牌间通用性更好，不但如此，因为TCP/IP的传输机制我们可以在一条网络上同时运行多种协议，且传输速率支持自适应， 这就不会因为一个短板影响整个网络的速率。
赤杨4.4 主/从站
PROFIBUS一个接口只能做主站或从站，但对于PROFINET一个接口既可以做控制器又可做IO设备，通过一根网线就可以控制现场的设备，并实现所有需要的信息监控。
5 结语
PROFIBUS 作为自动化系统现场总线一种已被广泛的应用到工业现场，随着技术的发展支持PROFINET的硬件越来越多，新一代的现场总线也逐步的被应用于工业现场。PROFINET由于具有以上优点，降低了产品成本、提升了产品机能；在多晶硅还原炉电源项目中，正逐步推广PROFINET。
参考文献：
[1]杜正峰. Profinet与Profibus两种总线技术应用分析[J]. 重庆与世界（学术版）,2013(12):154-156.
内蒙古民族高等专科学校[2]张琦,尹嘉娃. PROFIBUS与PROFINET现场总线比较与应用[J]. 湖南工业大学学报,2014,28(3):60-64.
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