沈阳西门子模块代理商变频器供应商

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西门子DP总线电缆产品特点：
   西门子DP总线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[2-3],可实现现场级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[4].ProfiBus系列由ProfiBus-DP/FMS/PA三个兼容部分组成。其中ProfiBus-DP和PA的特点如下[1,5]:
   西门子DP总线是适用于自动控制系统与分散I/O之间的高速通信；可取代24V或4~20mA的串联式信号传输；使用RS485传输技术或光纤媒体。
   西门子DP总线是专为过程自动化设计；可将变送器和执行器连接到一根公共总线，可用于本质安全领域；数据传输采用扩展的ProfiBus-DP协议，还具有PA行规。
    本文将采用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通信协议来构建过程控制系统。
    2系统架构
   本过程控制系统用于模拟对工业现场液位、温度等信息的采集、处理，PID控制和控制工艺流程的实时监控。系统通过西门子DP总线进行数据传输和交换，采用MPI通信方式与上位机进行通信和远程控制，从而使整个控制系统实现网络化和数字化。控制系统结构图如图1所示。
   系统主要包含上位监控机、CPU、以太网通信模块、DP链路、分布式I/O和变频器DP从站、温度和压力变送器、阀门***器、电磁流量计等。CPU采用Siemens的S7300315-2DP,既具有多点通信功能的MPI接口，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].
    3系统组态
    3.1硬件组态
   针对西门子S7-300PLC来说，其硬件组态是通过Step7软件来实现的。组态过程主要包括以下几个步骤。
    （1）新建项目
    新建项目时需选择好存储路径和项目名称。
    （2）添加工作站
    右键点击新建的站点名字，选择插入SIMATIC300Station.
    （3）硬件配置[7]
   双击Hardware进入硬件配置界面，从右侧硬件列表中拖入机架，并按实际机架上模块的顺序依次添加电源、CPU（315-2DP）、AI/AO模块。DP/PAlink等。根据每个测试系统的不同，有选择的在PA层挂入变频器、流量计、变送器和电磁阀等对象。图2是组态完的结果。
    西门子DP总线电缆产品注意事项：
    ①硬件配置必须和实际PLC上挂的模块*，具体的设置参数要看模块左下方的订货号。
    ②CPU地址设为2,其余模块地址从4开始，且不能重复[8].
    ③设置ProfiBus网络参数为1.5Mb/s（DP）。
    ④模块地址需记住，因为编程的时候要用到。尤其是AI/AO模块地址要记住，以保证数据的正确通信。
    ⑤AI/AO模拟量模块的输入和输出通道信号类型此处设为两线制4~20mA.
    ⑥硬件配置好后可选择保存编译。
   （4）程序编写PLC程序是用于实现现场数据的采集、处理，及Wincc监控页面和PLC之间的互联通信。
   PLC程序主要包含主程序块，故障诊断***块，功能函数块FB41（连续控制PID），DB数据块。FB41函数块的参数设置是程序编写的***，主要针对MAN_ON、PVPER_ON、PV_FAC、PV_OFF、LMN_FAC、LMN_OFF、SP_INT、LMN_PER等参数进行设置。具体的定义和设置要求可通过查阅帮助文件来获取。
    3.2通信组态
   在Step7软件的option选项里选择SetPG/PCInter-face,把通信协议改为CP5611（MPI），点击“Diagnostics”
   按钮进入测试页面。点击“Test”按钮显示正常，点击“Read”按钮读到PLC地址为2表示通信成功。
    软硬件均编译通过后，即可***进PLC.
    西门子DP总线电缆产品功能介绍：
    3.3监控页面组态
    本例中用Wincc软件来驱动Step7的变量，实现对程序的监控。
    （1）新建项目和添加驱动程序
    新建项目时需设置项目类型、名称和路径。
   选择变量管理--新建驱动程序--插入SIMAT-ICS7PROTOCOLSUITE.此通信驱动程序支持多种网络协议和类型，此处选择MPI（和PLC的通信协议*），并设置站地址为2.
    （2）组态变量
   Wincc变量类型主要有过程变量和内部变量。其中过程变量是真实值，位于PLC的存储器中。内部变量表示在Wincc中用来计算或模拟的内部值，不与PLC之间进行通信。每个变量在组态时需定义变量名称和类型。过程变量还需选择PLC中地址和数据格式变换。
    （3）创建过程画面
   过程画面是由图形编辑器来完成的。在该界面中可添加全部欲在运行状态下显示的内容。Wincc的图库中提供了丰富的图形，只需选择拖入画面即可。“对象选项板”的“标准板”中列出了线、静态文本、输入输出域等对象；“控件板”中列出了时钟、报警控件、在线表格控件、在线趋势控件等。图3是组态完成后的一个监控画面。
    注意事项：
   ①画面中需动态显示的文本框、图形、按钮、输入/输出域、滚动条等一定要设置好连接的变量名，亦可在属性选项中更改显示方式等参数。
   ②运行系统中如需采集、处理和归档工业现场的过程数据，并创建过程数据变化趋势曲线时，需先对数据进行归档处理，将其存储在归档数据库中，并用表格或趋势曲线的形式输出当前过程值或已归档过程值。
   归档中要设置归档变量名、归档周期。图3使用了WinccOnlineTrendControl这个ActiveX控件来显示过程数据变化趋势。
    （4）创建脚本
   Wincc可以通过使用函数和动作使项目中的过程动态化，可自行建立项目函数，也可建立全局动作脚本来实现动态显示要求。
    （5）设置系统运行属性和***项目
   在Wincc资源管理器的左边子窗口中点击“计算机”进行设置。设置内容包括计算机的名称、运行画面的外观、起始画面、标题、画面大小等。
    全部组态结束后，即可点击***按钮，观看项目的动态可视化监控画面了。
    注意事项：
    ①若运行项目是从其他计算机上拷过来的，必须更改计算机名为当前计算机名。
    ②选择在运行时需启动的组件，可选择图形运行系统、报警记录运行系统、变量记录运行系统等。
    ③热键在组态阶段不需屏蔽，当组态结束进入使用阶段，则须将所有热键屏蔽。

PROFIBUS-DP是一种高速、低成本通信，专门用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4~20mA信号传输。PORFIBUS-PA专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构连在一根总线上，并有本质安全规范。PROFIBUS-FMS用于车间级监控网络，是一个令牌结构的实时多主网络。

 
1．PROFIBUS的协议结构
PROFIBUS协议结构是根据ISO7498标准，以OSI作为参考模型的。PROFIBUS-DP定义了第1、2层和用户接口。第3到7层未加描述。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同PROFIBUS-DP设备的设备行为。PROFIBUS-FMS定义了第1、2、7层，应用层包括现场总线信息规范（FMS）和低层接口（LLI）。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通信服务；LLI协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第2层访问接口。PROFIBUS-PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS-DP协议。PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1157-2标准，PA的传输技术可确保其本质安全性，可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。
 
2．PROFIBUS的传输技术
PROFIBUS提供了三种数据传输型式：RS-485传输、IEC1157-2传输和光纤传输。
 
（1)RS-485传输技术种传输技术，通常称之为H2。RS-485传输技术用于PROFIBUS-DP与PROFIBUS-FMS。
RS-485传输技术基本特征是：网络拓扑为线性总线，两端有有源的总线终端电阻；传输速率为9.6kbps~12Mbps；介质为屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件；不带中继时每分段可连接。IEC1157-2是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输，通常称为H1。
 
（3）光纤传输技术
PROFIBUS系统在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤导体，以增加高速传输的距离。可使用两种光纤导体：一种是价格低廉的塑料纤维导体，供距离小于50m情况下使用；另一种是玻璃纤维导体，供距离小于1km情况下使用。许多厂商提供总线插头可将RS-485信号转换成光纤导体信号或将光纤导体信号转换成RS-485信号。
 
3. PROFIBUS总线存取控制技术
PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一样的总线存取控制技术，它是通过OSI参考模型第2层（数据链路层）来实现的，它包括保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。在PROFIBUS中，第2层称之为现场总线数据链路层（FDL，FieldbusData link）。介质存取控制（M A C，   Medium AccessControl）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。PROFIBUS协议的设计要满足介质存取控制的两个基本要求：

 
1）在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。
 
2）在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。
PROFIBUS主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌），令牌在所有主站中循环一周间是事先规定的。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。主站得到总线存取令牌时可依照主-从通信关系表与所有从站通信，向从站发送或读取信息，也可依照主-主通信关系表与所有主站通信。可能有3种系统配置：纯主-从系统、纯主-主系统和混合系统在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环第2层的另一重要工作任务是保证数据的高度完整性。PROFIBUS在第2层按照非连接的模式操作，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通信，包括广播和选择广播功能。

4．PROFIBUS-DP基本功能
PROFIBUS-DP用于现场设备级的高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理。
 
（1）PROFIBUS-DP基本特征
采用RS-485双绞线、双线电缆或光缆传输，传输速率从9.6kbps到12Mbps。各主站间令牌传递，主站与从站间为主-从传送。支持单主或多主系统，总线上（主-从设备）数为126。采用点对点（用户数据传送）或广播（控制指令）通信。循环主-从用户数据传送和非循环主-主数据传送。控制指令允许输入和输出同步。同步模式为输出同步；锁定模式为输入同步。DP主站和DP从站间的循环用户有数据传送。各DP从站的动态激活和可激活。DP从站组态的检查。强大的诊断功能，三级诊断信息。输人或输出的同步。通过总线给DP从站赋予地址。通过总线对DP主站（DPM1）进行配置，每DP从站的输入和输出数据为246字节。   所有信息的传输按海明距离HD=4进行。DP从站带看门狗定时器（WatchdogTimer）。对DP从站的输入/输出进行DP主站（DPM1）、第二类DP主站（DPM2）和DP从站。DPM1是是中央控制器，它在预定的周期内与分散的站（如DP从站）交换信息。典型的DPM1如PLC、PC等；DPM2是编程器、组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的；DP从站是进行输入和输出信息采集和发送的外围设备，是带二进制值或模拟量输入输出的I/O设备、驱动器、阀门等。经过扩展的PROFIBUS-DP诊断能对故障进行快速定位。诊断信息在总线上传输并由主站采集。诊断信息分3级：本站诊断操作，即本站设备的一般操作状态，如温度过高、压力过低；模块诊断操作，即一个站点的某具体I/O模块故障；通道诊断操作，即一个单独输人/输出位的故障。
 
（2）PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统
在同一总线连接126个站点。系统配置的描述包括：站数、站地址、输入/输出地址、输入/输出数据格式、诊断信息格式及所使用的总线参数。
PROFIBUS-DP单主站系统中，在总线系统运行阶段，只有一个活动主站。如图1所示为PROFIBUS-DP单主站系统，PLC作为主站。PROFIBUS-DP单主站系PROFIBUS-DP多主站系统中总线上连有多个主站。总线上的主站与各自从站构成相互独立的子系统。如图2所示，任何一个主站均可读取DP从站的输入／输出映像，但只有一个DP主站允许对DP从站写入数据。