Profibus通讯

2024-09-09

Profibus通讯（通用7篇）

Profibus通讯篇1

1 聚酯切粒机主要工作原理

在聚酯工艺中, 水下切粒机是聚酯切片生产中的最关键设备之一, 其工作原理:

高温聚酯熔体从一定数量铸带孔的铸带头挤压出来, 进入一个带有溢流水冲刷的导流板, 经径向引槽引导进入喂入装置, 然后经切粒装置切粒, 随输送水一起经冷却, 送出机器外进入干燥器。由直径90mm的下罗拉和直径170mm的上罗拉组成的喂入装置由一台变频器驱动, 其转速可决定切片的长度。 (见图1) 。

2 改造的目的

提高罗拉和动刀的线速度可以提高切粒产量, 因此, 我们决定在这次扩产改造中, 把PLC升级到西门子S7系列, 特别采用PROFIBUS通讯网络, 适应技术进步的要求。

3 现有及新的PLC系统介绍

该老的切粒机系统是采用PPI (点对点) , 即PLC利用两块模拟量输出卡将计算出的罗拉电机及动刀电机变频器频率设定值 (4-20m A) 分别送到两电机变频器上, 而与现场操作面板通讯采用RS232 (见图2) 。

整台切粒机系统由SIEMENS S5-115U可编程控制器PLC控制, 该切粒机PLC系统有输入DI50点, 输出DO20点, 模拟输入AI16点, 模拟输出AO16点。控制功能主要分为开关量输出控制及模拟量计算, 输出控制。

上述切粒机控制系统是比较陈旧的, 包括PLC是SIEMENS-S5, 通讯不是系统, 全局性的, 大部分采用点对点, 模拟量传送。RC232缺点是传输率低于20Kbps, 联接长度低于15m。

为了保证项目和系统的先进性, 我们在扩产项目中, 改进了力达公司的切粒机:电气控制PLC采用SIEMENS-S7-300, 所有信号通信采用PROFIBUS (包括与DCS, 变频器, 操作面板) , 代表了当今先进的控制系统潮流。 (见图3) 。

4 系统设计及组态

4.1 新切粒机系统PROFIBUS网络构架

如图3所示。

4.2 系统组态

该系统是多主站系统。

PLC作为DPM2主站, 而DCS作为DPM1主站, 因DCS的ACP1必须作为主站设置。而只有PLC允许对DP从站写入, 输入数据, 但DCS主站不能直接与各从站进行写入, 输入数据操作。

但DCS与PLC的数据可交换, 是定时的, 即每隔一定时间, DCS即对PLC数据映像区进行数据交换, 刷新。

工作站点设置:

4.2.1 DCS主站设置

DCS主站设置超出本文讨论范围, 可参考相关DCS多种工作组态方法。

4.2.2 PLC主站及从站设置

设置一个站点并启动硬件组态程序 (HW-Config) 为进入组态, 我们将该项目名为“NEW CUTIER”, PLC主站及其它设备设置如下:

(1) 点击VIEW→Cataolg→SIMATIC→CPU-300→CPU315-2DP。

(2) 在Slot4中, 再次点击VIEW→Cataolg→SIMATIC→AI4/AO2X8/8BIT。

(3) 在Slot5, 6, 7中, 选择插入DI16XDC24V。

(4) 在Slot8, 9中, 同上, 选择插入DO16XDC24V/0.5A。

目前, 已完成PLC主站及I/O卡的设置 (见图4) 。

PROFIBUS及从站设置:

(1) 双击PROFIBUS线, 选择总线设备。

出现如下MICRO变频器图景。

(3) 双击图景, 设置诊断地址, 设备地址, DP波特率等参数。

(4) 点击MICRO Sloto, 再次点击CB15/155, 选择PROFIBUS通讯协议:PP0/PP1最后, PROFIBUS及从站设置画面如图5所示。

4.3 数据检测和通讯流程图

如图6所示。

5 系统精度测试

我们完成硬件、软件修改及联调后, 开车后投用成功。

实际试验各个设备速度数据与理论值非常接近, 精度达到±0.5%, (限于篇幅实际数据表不在此列出) , 比原来±3.0%精度大大提高。

摘要：本文以聚酯切粒机升级改造为例, 详细介绍了采用PROFIBUS通讯网络, S5及S7系列PLC的通讯网络构架, 系统设计, 组态软件的使用和设置以及数据检测和通讯软件设计流程, 通过采用PROFIBUS通讯网络以及其他软硬件的改进, 新的聚酯切粒机动态精度从+-3%提高到+-0.5%。

关键词：切粒机,PLC,PROFIBUS通讯

Profibus通讯篇2

随着经济的发展, 科学技术水平的不断提高, 我国国民经济也得到了飞速发展, 现市场竞争也越来越激烈, 而各行业为了提高其经济效益及市场竞争力, 也不断将最新科学技术研究的成果投入到生产及管理当中, 其中当然也包括通讯方面。现在通讯管理当中, Profibus总线技术当属使用最为广泛的通讯技术, 其以较高的传输速率及较低的价格而受到广大企业通讯部门的青睐, 成为了企业实现内部沟通与外部通讯的重要技术。

1 横河CS3000系统中Profibus通讯技术的应用

本文主要是利用横河公司所开发的CS3000系统结合西门子公司所研发的S7-300系统来说明Profibus通讯技术是如何实现企业通讯的。

1.1 硬件配置

Profibus通讯技术之所以能实现通讯功能其主要是利用DP主站以及DP从站来完成的。本次通讯实例当中, 其硬件配置主要如下:DP主站利用横河公司的CS3000系统来充当, 而DP从站则利用西门子公司所研发的S7-300系统来充当。在CS3000系统这个主站当中, 实现整个系统通讯功能的接口卡件可利用系统的ALP111卡件来充当;而在S7-300系统这个从站当中, 实现整个系统通讯功能的接口可利用系统的CP342-5来充当。整个系统的通讯示意图可见图1, 图中箭头所指方向则代表数据的传输方向。另外从图中可看到, 整个系统当中还有一台PC机, 其主要功能是对Profibus-DP总线的构成进行定义。但是以经济的角度来看, 在实际的工作当中企业为节约通讯成本可适当将其省略而只将所需要的软件在CS3000系统的工程师站上将其安装即可。本次研究试验则主要是将用于定义Profibus-DP总线构成的软件安装在了CS3000系统的工程师站上。

1.2 软件配置

根据系统需要, 本次试验的软件配置主要满足以下三点:第一点是横河公司所开发的软件所需要的软件环境。其主要包括CS3000系统软件以及LFS2540软件, 也就是我们所说的Profibus通讯软件包。其中CS3000系统软件其所起的作用主要是针对常规软件组态及其通讯内容进行相关设置。第二点是第三方软件。根据系统需要, 本次试验所使用到的第三方软件主要有System Configurator, 其主要是Hilscher公司所研发的一款编程软件。另外还需要适用于第三方软件进行操作的软件系统。现使用比较广泛的Windows系统都可满足其需求。本试验所选择的主要是Windows2000系统, 其与CS3000系统有着相同的操作平台, 便于后期操作。第三点是西门子S7-300系统所需的软件, 其主要使用与SIMATICS7-300相匹配的编程软STEP7, 此软件所起的主要作用是:实现硬件的组态、设置硬件的相应参数、编制PLC程序并进行测试及调试、处理文档。

1.3 网络组态

在准备好所需要的软件及硬件之后就可将其进行网络组态。网络组态的实现主要是利用第三方软件来完成。实施网络组态的主要目的是使整个Profibus-DP网络配置得以形成, 其中主要包括以下几方面的参数设置:一方面是网络波率的设置;另一方面是主从站地址的设置;还有一方面是主从关系表的参数设置。其具体步骤如下:

第一步, 完成主站及从站的创建将定义两者的地址, 另外还要对实现主方及仆方的DP通讯的通讯卡件进行选择。

第二步, 对构成仆方的具体内容进行编辑, 完成此步的主要目的是将DP通讯系统当中的通讯数据的类型及其安放的位置进行详细的定义, 并且还要完成由类型及安放位置的确定所获得的通讯地址的定义。

第三步, 编辑完成之后, 要将所编辑的文件进行导出操作, 并且保存为GSD类型的文件。除此之外, 还要对在DP通讯系统当中存在于主方CS3000系统中的ALP111卡件进行定义。

在完成以上个步骤之后, ProfibusDP通讯系统的网络组态工作就已全部完成。实际上, 利用Profibus-DP通讯系统来实现企业的通讯主要是通过读取已编辑好的GSD文件, 然后再将通讯双方都连接到同一个总线系统当中而完成的。因此可以说, 整个Profibus-DP通讯系统当中最为重要的便是GSD类型文件的编辑。GSD类型文件是一种有关于电子设备数据的文件, 利用此文件的主要目的是将不同厂家、不同类型的Profibus产品集中于一个系统当中, 以满足不同企业利用不同软件系统所要实现的通讯功能。因此在进行生产时, 不同的厂家都要以GSD类型文件的方式来设置所生产的相关产品的功能参数, 包括所生产设备的名称、硬件版本、软件版本、所使用的波特率、数据输入及输出通道的类型等等。另外主站和从站两者之间的通信也是利用GSD类型这类设备数据库存文件来完成的。

除此之外, 在进行具体的网络组态时, 相关施工企业还要注意结合企业需求来对横河公司所开发的CS3000系统当中的一些参数进行相应的设置, 其主要包括主方及仆方实现通讯的数据类型以及其通信地址, 其中数据类型主要包括两种:数字量以及模拟量。若是数字量则可直接拿来使用;但若是模拟量则需要对其内部的相关仪表进行定义, 其所起的主要作用是方便后期操作及对系统运行状况进行监视以及时发现系统问题并调整系统。

参考文献

[1]石灵丹, 槐博超, 华斌, 康乐.基于Profibus-DP的西门子PLC与伟肯变频器通讯的实现[J].船电技术.2010 (10)

Profibus通讯篇3

1 PROFIBUS现场总线的定义

PROFIBUS现场总线的英文缩写是Process Fieldbus, 其主要是国际认可的一种现场总线的标准, 它能够给多种数据设备进行串行现场总线技术和功能下定义, 使这些所得数据能够从传感器或是执行器广泛分布到车间层, 将数据具有全面化特点。PROFIBUS现场主线主要是用ISO网络参考模型和OSI网络参考模型作为基础, 并提出了PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA以及PROFIBUS-FMS这三种具有兼容性质的通信协议类型, 其三者之间不仅具有共同性和特点, 而且各自又有不同的个性, 各有侧重的进行应用, 因此能在一条总线上做混合型使用。

2 PROFIBUS总线PLC实现与变频器通讯

2.1 主要系统内部构造

本文将以DANFOSS FC300型号的变频器举例, 主要分析其与S7-300型号的PROFIBUS现场总线PLC之间实现通讯。以S7-300型号的一整套PLC主站和型号为FC300的一台变频器以及TP270触摸屏一个, 为系统的主要配置, 应用PROFIBUS-DP网络来将S7-300的PLC和Danfoss FC300变频器之间实现通讯, 并且通过PROFIBUS-DP让变频器控制电机, 无论是开关还是调节速度, 将变频器在实际情况中的运行状态通过传输到PROFIBUS网络, 然后数据讲显示在触摸屏上, 以此来实现控制电机运行的目的。

中央处理器作为一级DP站, 通过中央处理器将其内部设置的PROFIBUS-DP接口和PROFIBUS总线连接在一起, 用来读取全部分布在总线上的数字量以及模拟量, 并且有效的控制其传输。而触摸屏作为二级的DP主站, 主要具有进行操作系统和监视等功能。从站主要由变频器和PROFIBUS通讯模块所组成, 主要用来完成主站PLC远程控制电机变频。

2.2 应用变频器的具体参数设置

本文所针对的频器型号为FC300来做进一步研究, 其是由丹麦丹弗斯公司所生产的, 是一款变频调速设备, 是当前的新型产品, 汲取了以前5000系列的变频器良好的总线通讯技术之精华, 增加了一些灵活性, 可作为全球共用总线PROFIBUS的从站, 直接挂载于PROFIBUS网络中, 能够满足过程控制中所要达到的要求。

(1) 在S7系统中设置FC300参数;PROFIBUS总线PLC与变频器的通讯区应用有着密不可分的关联性, 首先要对通信报文进行挑选, 选择PP02, S7系统会自动将地址进行预设, 把FC300分到I/O地址。当需要对FC300参数进行读写时, 那么区域选定为PCV区, 但是, 有种情况除外, 那就是如若不仅需要设定值以及控制字, 还需要传输很多别的数据, 此时则要选择PCD区。在选项中有1, PCD以及PCV区域数据呈现连续性, 且同有调用SFC14和SFC15 (WHOLE CONS.2) 及PCV数据独有连续性, 无需调用SFC14和SFC15 (WORD CONS.) , 但是本文中主要采用的是选项中的“2, WORD CONS”。

在选项中“2, WORD CONS”中, 对通信报文的选择一般是PP02, S7系统将自动把地址进行预设, 把FC300分到I/O地址。进行双击FC300, 直接会进入其属性对话框, 此时, 在“Parameter Assignment”-->“Device-specific parameters”对变频器进行最初设置, 选择变频器可通过网络配置参数选项即可, 英文标志为“Enable Autoconfig”。

系统定义, 控制字CTW选项将把在P915/0 PUN控制CTW、在P915/1 PUN电机实际的速度其百分比以及在P916/0 PUN状态字STW根据PLC用来设定参数, 能够控制变频器的良好运行, PLC能够通过变频器读取到实际状况下所得参数, 即状态字STW选项。通过读取CTW状态字的概念可以得出, 要想良好控制电机正常正转运行, 其参数需要设置为“W#16#047C”, 而反转的参数设置为“W#1 6#8 4 7 C”, 想要让其停止运行的话, 则需要设置为“W#16#0400”。

在考虑电机加速时间、减速时间以及最大参考值和最小参考值时, 都可在选项中进行设置, 并且可依据其实际的运行状况和控制其需要的条件来进行参数配置。在P916/1中PUN电机的主要数值是通过变频器所读取出的“Main Actual Value”, 在P916/2中PUN电机的电流数值等是通过变频器所读取出的“Motor Current”。

(2) 设置变频器的参数;在进行组态后, 需要用PLC通过运用PROFIBUS总线来实现对变频器的控制, 而且变频器同样也需要设置一定的参数才能加以完成, 已达到所设定的控制目标, 因此, 对进行过初始化后的变频器设置参数时需要注意以下几点:一是设置P801命令源, 主要是设置数字亦或控制字, 也可以仅是控制字即可;二是设置P810控制字格式, 主要设置为FC或是Profidrive;三是设置P918站号, 主要设置为数字4, 这是由于需要和硬件组态时必须保持一致性。

2.3 网络通信编程

第一, 要进行建立数据块。需要读写的数据主要是在DB数据块中, 而且其与硬件组态设置的I/O地址的大范围或者是小范围划分出均等的区域, 这样有利于管理以及对应关系的建立。所以, 在建立DB1数据块时, 要把数据块中所含有的数据地址和FC300中的两个数据区 (PCD、PCV) 对应上, 实现对变频器的控制, 例如, 控制其开关、调节速度、分闸、合闸、故障复位和电机电流等参数都需要得到相应的数据。第二, 进行设置通信程序。主要是通过在S7系统中进行设置FC300参数时, 所应用的“2, WORD CONS”, 其通信报文的选择是PP02, S7系统会自动将地址进行预设, 把FC300分到I/O地址中, 并且是无需调用SFC14和SFC15的, 直接能够实现PLC和变频器之间的读写功能, 仅需将系统自主分为PQW272, 来与控制字CTW, 参数“W#16#47C”实现控制电机正常正转运行。I/O地址中的PQW272, 与电机实际速度的百分比相对应, 能够通过对DB1.DBW0中的数据进行修改, 来达到调整电机实际状况中运行速度的目的。I/O地址中的PQW276可以依据硬件配置中所将FC300的设备设置的参数中在P915/2设定的电机加速时间“Ramp up Time”。

依据硬件配置FC300中所设定的设备设置参数, I/O地址中的PQW272, 其与在P916/0的状态字STW相对应, PLC通过读取变频器中实际运行状况的参数, 将数据存放于DB1.DBW10里。并且可以得出, I/O地址中的PIW274与PIW276地址是分别相对应的。

3 结语

综上所述, 随着科技的不断进步, 现代化发展水平的提高, 变频器在社会科学领域及其他领域应用广泛, 因此, 人们对其通信问题的关注度和重视度也逐渐提高, 尤其是针对PROFIBUS总线PLC与变频器的通讯的实现, 做出了很多的研究, 为增强该控制系统的稳定性、可靠性以及易维护性做出了很多的努力, 为降低系统工作风险提高系统的响应速度及控制精度, 对变频器的通信协议深入的进行专研, 领会其中含义, 在编制控制程度时更加注重合理化, 有效实现PLC与变频器通讯问题。

摘要：随着科技的发展, 社会的不断变革, 信息系统的网络设置等对控制技术提出了高要求, 这也是对该领域信息技术研究的拓展, 为其提供了广阔的发展空间。PROFIBUS总线技术是当下最为热门的话题, 由于其在控制领域具有重要的位置, 因此对其的研究也在不断地加大, 本文主要将以西门子型号S7-300PLC作为主控制器, 从PROFIBUS总线技术角度出发, 实现与变频器通讯的有效连接, 对变频器的通信协议和PLC控制变频器的启动、停止、数据传送方法等做深入的分析和探讨, 将系统的通信网络设置以及参数配置研究出如何实现及给出。

关键词：PROFIBUS,PLC,变频器,通讯,研究

参考文献

[1]张素文, 贺凯歌.基于PROFIBUS-DP的PLC与FR-A740交流变频器通讯的实现[J].变频器世界, 2008 (05) .

[2]石灵丹, 槐博超, 华斌, 康乐.基于Profibus-DP的西门子PLC与伟肯变频器通讯的实现[J].船电技术, 2010 (10) .

[3]孙智慧, 陈彦, 池宋梁.PAC RX3i系列PLC与S7-300之间的数据通讯[J].可编程控制器与工厂自动化, 2008 (03) .

Profibus通讯篇4

1 改造的必要性

我公司的各种物料均化控制系统基本一致, 由西门子S7-200PLC进行控制, 6组充气卸料阀的4种控制方式, 由本地/远程、手动/自动两个转换开关来实现。当仓重到达下限时, 卸料阀打开, 上限时, 则关闭。在手动方式时, 可以实现单个阀门的操作, 当切换到自动方式时, 每两组充气卸料阀一块交替动作并且相邻时间间隔1min, 依次循环下去。但是仓重上下限需要根据生产情况进行调整时, 就会给生产人员带来很大不便, 需要经常去现场设置仓重上下限。而称重显示控制器上也有模拟量反馈点直接到中控的S7-400, 因此我们决定铺设一条DP通讯电缆, 通过中控S7-400和现场S7-200间的数据交换来解决上述问题。

2 中控S7-400与现场S7-200间DP通讯组态

在现场均化控制系统S7-200中新加EM277模块, 并通过拨码旋钮设置好DP通讯地址, 使其与中控S7-400中DP从站地址相对应。同时在中控S7-400硬件组态中设置好与现场S7-200对应的I/Q地址并下载硬件组态。输入区通讯地址从PIB52~PIB59, 输出区通讯地址从PQB24~PQB31。在S7-200中对应的通讯接口区为V存储区, 本例中为16字节, 前8字节接收, 后8字节发送, 由于V区的偏移地址在本例中设为0, 故在S7-400中PQB24~PQB31、PIB52~PIB59分别对应S7-200中的VB0~VB7、VB8~VB15。中控硬件组态配置见图1。

3 软件编程及调试

3.1 中控S7-400程序编写

新建FC功能块, 并在OB1程序块中进行调用, 将需要发送接收的数据在此功能块中进行处理, 编写完程序后, 保存下载。由于现场仓重模拟量信号直接进入中控S7-400PLC中, 可以通过Step7 v5.4软件的比较功能来实现仓重上下限信号的输出, 让中控操作人员通过画面来修改仓重上下限量程。此法不仅省去了仓重显示仪到现场S7-200间的硬线连接而且无需派人到现场设置仓重上下限, 同时又稳定可靠。图2为中控S7-400修改后的程序图。

3.2 现场S7-200信号处理

通过EM277模块, S7-200 PLC将DP通讯接收发送的数据存储到V存储区中。在通讯组态中, 我们将已经分配好V存储区中接收和发送数据的字节, 通过PPI数据线将S7-200中的程序上传, 并将定义好的V存储区中的变量添加到程序块中, 实现中控S7-400对现场均化系统的控制。修改完成后, 下载保存并调试。图3为现场S7-200修改后程序图。

4 均化系统监控画面

传统的硬线连接一般传输数据量小, 只有备妥、系统运行及远程启停信号, 不利于中控对现场的监控, 而DP通讯可以将现场S7-200中所有数据传送到中控, 通过Wincc软件进行处理, 使整个工艺流程一目了然, 同时中控操作人员也可随时按生产需求设置高料位和低料位。库底微粉均化系统画面见图4。

5 结束语

Profibus通讯篇5

随着西门子自动化系统中Profibus-DP总线的广泛应用,使得提高网络总线的自我诊断能力以及快速获取各网络从站的状态及详细的故障信息等问题就显得相当重要,为此,西门子公司提供了一些自动诊断的功能块,如FB125、FC125、FB126和SFC51等。每个功能块都有各自的优缺点。用户可以在PLC中通过编程调用这几个功能块来实现Profibus-DP总线上各从站的自诊断功能,如检测各从站的在线状态等。本文重点研究这几种常见功能块的特点,并举例讲解这些功能块的应用。

1 几种不同功能块的对比

在DP时代,用FB125或FC125诊断DP网络故障是很方便的,也是诊断评估远程组态时常见的方式之一。FB125或FC125通过中断驱动来诊断总线中有故障的站点,在编程中可以分别调用OB1、OB82和OB86来实现。

1.1 FB125功能块

FB125功能块不仅可以诊断概要信息,还可以诊断总线节点上的错误和故障的详细信息。其中,详细的故障信息包括从站的状态、地址;从站的错误类型、错误编号、模块的插槽号、状态、模板的通道号、错误代码、类型、错误信息、S7 诊断的错误信息以及SFC13功能块诊断出的原始诊断数据等。FB125将检测到的结果保存到指定的背景数据块中,每16个字节表示一种从站状态,分别可以显示128个站的状态,通过背景数据块中的诊断数据对DP网络进行分析。FB125背景数据块中各字节代表的意义如表1所示。

虽然FB125功能强大,但应用FB125功能块也有些不灵活的地方:①FB125背景数据块占用存储空间较大,大约需要1 000多字节的存储空间;②需要查阅大量资料来确定FB125诊断数据反应出的问题,所以还需要很多后续的工作量;③需要查阅英文的帮助资料;④只有带“通道诊断”的模块才能被诊断,普通的数字量输入/输出模块都不带“通道诊断”,所以故障信息难以被细化。

FB125适用于一些对运行稳定性及现场需要严格掌控的场合,如果对其进行二次程序开发,如轮巡各从站、记录各从站的运行状态等,会更加方便工作人员对系统运行实时掌握。

1.2 FC125功能块

在实际的应用当中,如果不考虑对故障的详细诊断,也可以应用比FB125“低”一级的FB125 简化版本,即用FC125来诊断和显示有故障的从站,这也是很方便的。FC125功能块不能显示详细的故障信息,它只简述诊断的概要信息,如哪些总线节点上发生故障或者错误的信息等。FB125和FC125功能块程序结构如图1和图2所示。

1.3 FB126功能块

FB126是FB125 的升级版,不仅可以用它诊断DP网络的故障还可以诊断PN网络的故障,此外还可以诊断比Profibus-DP高一级的Profinet网络。但是FB126的使用并不是很灵活,体现在HMI必须使用西门子的WinCC或WinCC Flexible而且编程固定,且西门子提供的HMI项目实例默认的语言为德语,需要翻译成英语,这对FB126 的应用是个较大的障碍。

1.4 SFC51功能块

对Profibus-DP从站的状态读取还有一种较灵活的方式,就是采用SFC51 功能块。SFC51 可以读取CPU的指示灯状态等硬件信息以及存储卡信息、Pro-fibus-DP从站状态等。由图1和图2的程序结构可以分析出FB125和FC125程序是通过调用SFC51程序对从站的状态进行读取的,SFC51属于更底层的功能块,采用SFC51功能块读取DP从站状态,不仅编程简单灵活,而且可以诊断除了DP网络之外的Profinet网络状态,还可以灵活地应用在与PLC连接的任意HMI上。如果对具体的诊断信息没有特殊要求,采用SFC51也是一个比较好的选择。

2 DP诊断功能块的应用

某冷轧厂可逆式单机架为了显示DP网络的运行状态,采用SFC51功能块解决了各从站状态的实时监控问题。具体实现步骤如下:

(1)建立一个数据块DB1005,用来存储读取出来的从站状态信息,如图3所示。

(2)在OB1 的临时变量区创建变量名为ss1_header、类型为Struct的结构变量,并定义其两个word类型的成员变量,分别为size和number。

(3)在OB1 中调用SFC51,设置好以下各个参数:

SFC51各参数的具体意义如表2所示。

当M10.1 为1 时,读取从站信息并存储在DB1005.DBB4~DB1005.DBB20 这16 个字节中,通过分析16个字节长度的DP从站信息即可得知哪些从站故障。从DB1005.DBB4开始,每个“位”对应一个bit,例如3号站对应的“位”是DB1005.DBX4.2,如果该从站存在,此“位”为1,否则此“位”为0。

(4)最后将结果显示到HMI画面中,如图4所示。

3 结束语

通过对这几个功能块的对比研究,发现各功能块各有优缺点。FB125功能强大,能够诊断出Profibus-DP网络中详细的故障信息,适用于一些对运行稳定性及现场需要严格掌控的场合,如果对其进行二次程序开发,效果会更好;FB125的简化版FC125可以提供诊断概要,但无法显示详细故障,对于一般性场合也比较合适;FB126可以诊断更高一级网络如Profinet的故障信息,但编程不灵活,且帮助文档多为德语,这一弊端成为实际应用中的障碍;更底层的SFC51,编程灵活,不仅可以诊断Profibus-DP网络的状态,还可以诊断Profinet网络,还可以读取CPU的信息,但它无法显示更多的详细故障信息,如果对具体的诊断信息没有特殊要求,采用SFC51也是一个比较合适的选择。在实际应用当中,可以根据各功能块的优缺点进行相应的选择,避免不必要的麻烦。

参考文献

Profibus通讯篇6

1通讯系统结构设计

浙江中控JX-300X P型DCS控制系统有专门用于与PROFIBUS-DP协议设备通讯用的主站接口卡XP239-DP, 它作为SUPCON DCS与PROFIBUS-DP的接口, 在PROFIBUS-DP中以主站形式存在。它通过PROFIBUS系统配置工具SYSCON直接与西门子S7-300系列PLC从站接口模块IM153-1互联进行通讯。此种方案可使SUPCON DCS系统直接对西门子S7-300系列PLC的从站接口及IO模块进行控制, 而不必通过西门子PLC的CPU模块进行通讯转接, 降低了系统扫描时间, 提高了系统稳定性。工程师只需对SUPCON DCS系统进行编程即可, 无需再进行西门子的STEP编程, 大大降低了编程工作量。

2通讯系统网络组成

2.1 PROFIBUS协议简介

PROFIBUS是过程现场总线 (Process Field Bus) 的缩写, 其传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud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, 广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS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。它以独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规, 已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准, 在多种自动化领域中占据主导地位, 全世界的设备节点数已经超过2 000万。

PROFIBUS现场总线通讯协议包括3个主要部分: (1) PROFIBUS DP:主站和从站之间采用轮循的通讯方式, 主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信; (2) PROFIBUS PA:电源和通信数据通过总线并行传输, 主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯; (3) PROFIBUS FMS:定义了主站和主站之间的通讯模型, 主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。其中, PROFIBUS-DP是高速网络, 通讯速率达到12 M。PROFIBUS-DP可以连接远程I/O、执行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备, 1条PROFIBUS-DP总线可以最多连接123个从站设备。PROFIBUS-DP的拓扑结构可以是总线型、星型和树型, 通讯介质可以是屏蔽双绞线、光纤, 支持红外传输。

2.2 SYSCON软件简介

Sy Con是通用的PROFIBUS系统配置工具, 具有统一的用户界面, 适用于所有PROFIBUS系统。作为一个基本的配置工具, 它使用了所谓的设备描述文件或电子数据文档 (EDS文件) , 这些文件中定义了总线设备的相关特性参数。这些文件标准化了一些现场总线系统, 是由设备制造商提供的, Sy Con提供该功能的导入。总线结构是由图形编辑器决定的, 包含了各个现场总线设备。双击节点图形, 可以打开相应的配置窗口。在显示的表格中, 可以创建当前节点配置的所有可能模块或数据。过程映像中的数据地址可以通过配置工具进行手动或自动生成。节点的参数化是通过各自现场总线系统的选择或输入值实现的。最后一步是总线参数的定义, 它局限于传输速率的定义, 而所有其他参数都是各自依据设备描述文件的基本数据。

Sy Con提供了全面的诊断功能。在诊断模式下, 设备的所有状态都被循环地唤醒, 并以红色或绿色显示, 其依赖于数据交换在那时是否正在进行。通过双击“红色”的总线节点, 错误的原因代码就会显示。更多的功能包括错误的读出、错误统计的显示和过程数据的输入和输出。

3通讯系统配置编程

3.1 sycon软件配置

在进行sycon软件配置前, 需去西门子官网下载所需IM153-1从站通讯模块的GSD文件, 并导入至sycon软件中。

利用软件的“Insert->Master”和“Insert->Slave”命令添加主站和从站, 并设置好主从站地址。之后, 需对主从站及总线参数进行设置, 重点在于从站IO模块的添加, 添加IO模块时需保证订货号与实际模块保持一致。需注意的是西门子的IO模块一般可接多种信号, 如模拟量输入模块, 既可接4~20 m A电流信号, 又可接0~1 0 V电压信号, 故进行配置时需对每一个I O模块的“Parameter Data->Module”进行配置, 选择好每一个模块通道的信号类型和模块地址。

3.2 DCS软件组态

3.2.1主站接口卡组态

在SCKey组态软件中, 添加XP239-DP主站, 配置DP组态, 添加Sycon软件配置完毕的pb文件, 并根据需要对其进行变量类型及位号的组态。对于模拟量输入模块, 其数据类型均为有符号整数, 下限为-32768, 上限为32767。对于模拟量输出模块, 上下限即为实际仪表量程, 编码低字节为0, 编码高字节为27648。所有变量均选择参与控制, 这样后期再对备用点进行使用时就无需重新下载DP组态, 不会对生产造成影响。组态完成后, 可通过“查看控制位号”来查看变量地址, 字节偏移/4即为变量地址。

3.2.2受控主控卡组态

在DP主站接口卡的受控主控卡内建立与DP主站接口卡相对应的半浮点型变量, 主控卡与DP接口卡的通讯编程类似于DCS站间通讯的编程, 区别在于需将原DP接口卡中的整形变量转换为半浮点型变量。对于模拟量输入模块, 主控卡通讯编程中GETMSG模块的STATION地址即为XP239-DP主站接口卡地址, SERIAL地址为通讯变量在XP239-DP接口卡中的地址。对于模拟量输出模块, SETSFLOAT模块的输入即为变量地址。

3.2.3下载调试

将DP组态和主控卡组态分别进行下载, 即可有SUPCON DCS操作员对PLC系统进行实时监控和控制, 而不必再对机械设备进行DCS改造, 达到了改造目的。

4结语

现代化工对自动化控制水平的要求不断提高, 所采用的控制系统和设备也越来越多, 由于制造商的不同, 他们各自采用自己的通讯协议, 形成了基于PLC、DCS、FCS并存的各种工业控制网络。这就需要利用计算机技术和网络技术将各辅助系统的过程数据进行统一监控控制, 减少监控点, 从而达到化工生产“分散控制, 集中管理”的特点。在该通讯系统中, SUPCON DCS的控制卡件直接连接到了西门子S7-300系列PLC的从站通讯和IO模块, 可使DCS操作员直接对生产辅助设备进行监控和控制, 降低了成本, 极大地方便了自动化工业现场的控制和操作。自该通信系统运行以来, 整个系统通讯正常, 有效保证了整个化工控制系统的正常运行。

摘要：现代化工业的迅速发展, 不断促进着自动化控制技术及通信技术的发展。当前, PLC、DCS、智能仪表等已广泛应用到现场生产控制系统中.实际应用中, 往往需要不同厂家控制系统的数据共享, 需要将两种不同系统进行互联。该文介绍了如何基于PROFIBUS-DP协议实现西门子S7-300系列PLC与浙江中控JX-300XP型DCS集散控制系统之间的通讯。

关键词：PLC,DCS,PROFIBUS-DP,通讯

参考文献

[1]张国禹, 张志军.实现DCS与PLC控制系统相互无扰动切换的方案[J].杭氧科技, 2007 (4) :27-31.

Profibus通讯篇7

西门子S7-300与S7-200之间的通讯方式包括profibus总线、MPI、以太网等, 因MPI、以太网这两种通讯方式在应用上存在一定的局限性, 比如MPI的通讯方式通讯距离和速率受到限制, 而以太网的通讯方式受到区域性的限制, 所以多数控制系统都采用profibus DP的方式进行通讯。

1 系统构成

S7-300与S7-200之间采用profibus-DP进行通讯连接时, 需要以下配置:

(1) 带profibus-DP接口的S7-300 PLC (如313C-2DP) 。

(2) 每个S7-200 PLC应配置EM277通讯模块。

(3) 通讯电缆 (有屏蔽) 。

(4) 通讯接头 (最好采用西门子公司的原装产品) 。

(5) 编程软件Micro Win、SIMATIC STEP7。

2 硬件组态

既然Profibus-DP是一种通讯标准, 一些符合Profibus-DP规约的第三方设备也可以加入到Profibus网上作为主站和从站, 绝大部分设备都可作为从站, 只有一小部分设备可作为主站, 支持Profibus-DP的从站设备都会有GSD文件 (如果STEP7在组态时找不到此设备, 可以从西门子官方网站上下载) , 将此GSD文件加入到主站组态软件中后就可以组态从站的通讯接口。现以S7-300CPU313c-2DP做主站, 两台S7-200 Profibus接口模块EM277作从站为例, 介绍怎样建立通讯。

2.1 建立项目

打开SIMATIC STEP7按照常规的方式建立一个新项目 (如图1)

2.2 建立新站点

建立一个新站点主站PLC选择313c-2DP (如图2)

2.3 建立DP网络

在硬件组态中建立一个DP网络并设置好传输速率和地址 (如图3) 。

2.4 将EM277加入网络

下载好GSD文件后, 将EM277加入网络并设置好地址 (如图4) , 软件组态的EM277 Profibus站地址要与实际EM277上的拨码开关设定的地址一致。

2.5 添加通讯数据区及300同200之间的数据交换区域通过硬件组态可以有多种选择 (如图5) 。

2.6 修改EM277的起始地址 (如图6)

3 数据交换

3.1 交换区域的设置

通过上述的硬件组态以及通讯设置, 通讯接口区大小为8个字节输入、8个字节输出, 对应的地址是主站的通讯地址区输入区为IB0~IB7, 输出区为QB0~QB7。对应于S7-200的通讯接口区为V区, 占用16个字节, 其中前8个字节为接收区, 后8个字节为发送区。V区的偏移缺省为0, 那么S7-200的第一从站的通讯接口区为VB0~VB15, 第二个从站的通讯接口区同第一个从站相同, 对应主站的通讯地址区输入区为IB8~IB15, 输出区为QB8~QB15, 通讯区域地址的对应可以从主站PLC的硬件组态中观察到 (如图7) 。区的偏移量可以根据S7-200的要求相应修改, 在主站硬件组态中双击EM277, 如图6所示设置V区的偏移量为0。

3.2 S7-300同两个S7-200PLC数据交换示意图 (如图8)

从图8中可以清晰的看到S7-300同两个分站PLC之间的数据交换情况, 两个从站的数据交换区域是一样的, 只是主站接收和发送数据的区域发生变换, 如果设置其它的起始地址可以从图6中的数据偏移设置。

3.3 具体应用

3.3.1 接收从站信号

300中的程序 (如图9)

从站中的程序 (如图10两个从站的程序相同)

当从站1中的I0.1有信号时V8.0的值为1, 主站点PIB0读出值也为1、M0.0为1、Q124.2吸合;当从站2中的I0.1有信号时V8.0的值为1, 主站点PIB8读出值也为1、M3.0为1、Q124.5吸合;

3.3.2 发送信号至从站

300中的程序 (如图11)

当I0.0有信号时M100.0为1, 将MB100的值传送给数据交换区域PQB0、PQB8。

从站中的程序 (如图12两个从站的程序相同)

当从站读出PQB0、PQB8的值时, 两个从站种的Q1.0、Q1.1均吸合。