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西門子dp總線是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)[2-3],可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò),，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案[4].profibus系列由profibus-dp/fms/pa三個(gè)兼容部分組成,。其中profibus-dp和pa的特點(diǎn)如下[1,5]:

西門子dp總線是適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)與分散i/o 之間的高速通信；可取代24 v 或4~20 ma 的串聯(lián)式信號(hào)傳輸,；使用rs 485傳輸技術(shù)或光纖媒體,。

西門子dp總線是專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)；可將變送器和執(zhí)行器連接到一根公共總線,，可用于本質(zhì)安全領(lǐng)域,；數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的profibus-dp協(xié)議,，還具有pa行規(guī)。

本文將采用profibus-dp和profibus-pa通信協(xié)議來構(gòu)建過程控制系統(tǒng),。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

本過程控制系統(tǒng)用于模擬對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)液位,、溫度等信息的采集、處理,，pid 控制和控制工藝流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,。系統(tǒng)通過西門子dp總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，采用mpi通信方式與上位機(jī)進(jìn)行通信和遠(yuǎn)程控制,，從而使整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化,。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,。

系統(tǒng)主要包含上位監(jiān)控機(jī),、cpu、以太網(wǎng)通信模塊,、dp鏈路,、分布式i/o和變頻器dp從站、溫度和壓力變送器,、閥門---,、電磁流量計(jì)等。cpu 采用siemens 的s7300 315-2 dp,既具有多點(diǎn)通信功能的mpi 接口,，又具有profibus-dp通信功能[6].

3 系統(tǒng)組態(tài)

3.1 硬件組態(tài)

針對(duì)西門子s7-300 plc 來說,，其硬件組態(tài)是通過step7 軟件來實(shí)現(xiàn)的。組態(tài)過程主要包括以下幾個(gè)步驟,。

1新建項(xiàng)目,。服務(wù)熱線

新建項(xiàng)目時(shí)需選擇好存儲(chǔ)路徑和項(xiàng)目名稱。

2添加工作站

右鍵---新建的站點(diǎn)名字,，選擇插入simatic300 station.

3硬件配置[7]

雙擊hardware 進(jìn)入硬件配置界面,，從右側(cè)硬件列表中拖入機(jī)架，并按實(shí)際機(jī)架上模塊的順序依次添加電源,、cpu315-2dp,、ai/ao模塊。dp/pa link等,。根據(jù)每個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的不同,，有選擇的在pa層掛入變頻器、流量計(jì),、變送器和電磁閥等對(duì)象,。圖2是組態(tài)完的結(jié)果。

西門子dp通訊電纜產(chǎn)品注意事項(xiàng)：

硬件配置必須和實(shí)際plc 上掛的模塊一致,，具體的設(shè)置參數(shù)要看模塊左下方的訂貨號(hào),。

cpu 地址設(shè)為2,其余模塊地址從4 開始,，且不能重復(fù)[8].

設(shè)置profibus網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為1.5 mb/sdp。服務(wù)熱線

模塊地址需記住,，因?yàn)榫幊痰臅r(shí)候要用到,。尤其是ai/ao模塊地址要記住，以數(shù)據(jù)的正確通信,。

ai/ao模擬量模塊的輸入和輸出通道信號(hào)類型此處設(shè)為兩線制4~20 ma.

硬件配置好后可選擇保存編譯,。服務(wù)熱線

3.2 通信組態(tài)

在step7 軟件的option 選項(xiàng)里選擇set pg/pc inter-face,把通信協(xié)議改為cp5611mpi，---“diagnostics”

按鈕進(jìn)入測(cè)試頁面,。---“test”按鈕顯示正常,，然后---“read”按鈕讀到plc地址為2表示通信成功。

軟硬件均編譯通過后,，即可---進(jìn)plc.

西門子dp通訊電纜產(chǎn)品功能介紹：

3.3 監(jiān)控頁面組態(tài)

本例中用wincc 軟件來驅(qū)動(dòng)step7 的變量,，實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的監(jiān)控。

1新建項(xiàng)目和添加驅(qū)動(dòng)程序

新建項(xiàng)目時(shí)需設(shè)置項(xiàng)目類型,、名稱和路徑,。

選擇變量管理--新建驅(qū)動(dòng)程序--插入simat-ic s7 protocol suite.此通信驅(qū)動(dòng)程序支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和類型，此處選擇mpi和plc 的通信協(xié)議一致,，并設(shè)置站地址為2.

2組態(tài)變量

wincc 變量類型主要有過程變量和內(nèi)部變量,。其中過程變量是真實(shí)值，位于plc的存儲(chǔ)器中,。內(nèi)部變量表示在wincc中用來計(jì)算或模擬的內(nèi)部值,，不與plc之間進(jìn)行通信。每個(gè)變量在組態(tài)時(shí)需定義變量名稱和類型,。過程變量還需選擇plc中地址和數(shù)據(jù)格式變換,。

 

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