摘要：結(jié)合出口土耳其產(chǎn)品，針對(duì)六米焦?fàn)t電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用的PROFIBUS-DP總線通訊技術(shù)，闡述了PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在工業(yè)控制當(dāng)中的具體應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：PROFIBUS—DP； 冗余； Y—Link； ET2OOM 1 前言 　　隨著計(jì)算機(jī)控制的迅速推廣和普及，許多企業(yè)已大量使用各種可編程設(shè)備，如工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC及變頻器等。有的企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全車(chē)間乃至全廠的綜合自動(dòng)化，即將不同產(chǎn)品的可編程設(shè)備連接在單層或多層網(wǎng)絡(luò)上，使它們相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理。因此，通訊與網(wǎng)絡(luò)已成為控制系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，也是控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)與維護(hù)的重難點(diǎn)之一。 2 軟硬件構(gòu)成 　　PROFIBUS是不依賴于生產(chǎn)廠家，且開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線，各種自動(dòng)化設(shè)備均可通過(guò)同樣的接1：3交換信息。PROFIBUS-DP是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I／O的通信。使用PROFIBUS—DP可取代24VDC或4-20mA信號(hào)傳輸。特別適合于PLC與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)分布式I／O設(shè)備之間的通訊。 2．1 硬件 （1）總線連接器 　　PROFIBUS—DP標(biāo)準(zhǔn)推薦總線站與總線的相互連接使用9針D形連接器。D形連接器的插座與總線站相連接，而D形連接器的插頭與總線電纜相連接。連接器的接線見(jiàn)表1。 （2）總線終端器 　　在數(shù)據(jù)線A和B的兩端均應(yīng)加接總線終端器（見(jiàn)圖1）?？偩€終端器的下拉電阻與數(shù)據(jù)基準(zhǔn)電位DGND相連；上拉電阻與供電正電壓 相連。當(dāng)總線上無(wú)站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，這兩個(gè)電阻能保證總線上有一個(gè)確定的空閑電位，采用開(kāi)關(guān)來(lái)選擇是否使用它。 2．2 軟件 　　（1）通訊模型PROFIBUS-DP可以使用靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持線性、樹(shù)形、環(huán)形結(jié)構(gòu)以及冗余的通訊模型。 　　（2）電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件（GSD） 　　為了將不同廠家 生 產(chǎn) 的PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以GSD文件，即電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文件方式提供這些產(chǎn)品的功能參數(shù)（如I／O點(diǎn)數(shù)、診斷信息、波特率及時(shí)間監(jiān)視等）。標(biāo)準(zhǔn)的GSD數(shù)據(jù)將通信擴(kuò)大到操作員控制級(jí)。使用根據(jù)GSD文件所作的組態(tài)工具可將不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備集成在同～總線系統(tǒng)中。GSD文件可分為三個(gè)部分： 　　① 總規(guī)范包括生產(chǎn)廠商和設(shè)備名稱(chēng)、硬件和軟件版本、波特率、監(jiān)視時(shí)間間隔及總線插頭指定信號(hào)。 　?、?與DP主站有關(guān)的規(guī)范，包括各項(xiàng)參數(shù)，如允許從站個(gè)數(shù)、上裝／下裝能力。 　?、?與DP從站有關(guān)的規(guī)范，包括從站輸入／輸出通道數(shù)、類(lèi)型及診斷數(shù)據(jù)等。 3 應(yīng)用 　　下面以出口土耳其六米焦?fàn)t為例，對(duì)PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)通訊如何實(shí)現(xiàn)控制進(jìn)行具體闡述，見(jiàn)圖2。 3．1 冗余系統(tǒng) 　　 土耳其六米焦?fàn)t的CPU采用的是西門(mén)子s7—417H冗余系統(tǒng)。打開(kāi)STEP7，在STEP7中新建一個(gè)項(xiàng)目，在Inset菜單下的Station選項(xiàng)中選擇SIMA—TICH Station，添加一個(gè)新的S7—400H站。具體組態(tài)步驟如下： 　?。?）在S7．400H站目錄下雙擊ttardware打開(kāi)硬件配置。 　?。?）添加一個(gè)UR2 H機(jī)架。 　?。?）配置電源和CPU，并設(shè)定CPU上PROFIB—US DP主站的地址為2。 　?。?）添加同步子模板到IF1和IF2槽位上。 　?。?）添加以太網(wǎng)網(wǎng)卡并配置MAC網(wǎng)絡(luò)地址。只有以太網(wǎng)可以與HMI系統(tǒng)WINCC通信。 　 （6）將機(jī)架0的硬件配置拷貝、粘貼、復(fù)制機(jī)架1并調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如以太網(wǎng)的MAC地址等，在硬件組態(tài)中出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)架，見(jiàn)圖3。 （7）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 　　 容錯(cuò)站中的模板參數(shù)賦值與s7—400標(biāo)準(zhǔn)站中的模板參數(shù)賦值沒(méi)有什么區(qū)別。對(duì)于中央處理器單元只需對(duì)CPU0（機(jī)架0上的CPU）設(shè)定CPU參數(shù)，所設(shè)定的數(shù)值將自動(dòng)分配給CPU1（機(jī)架1上的CPU）。 　　若CPU0和CPU1沒(méi)有形成環(huán)網(wǎng)，那么兩者參數(shù)完全一樣，否則，以下參數(shù)CPU1的設(shè)置將與CPUO不同。 　　· CPU的MPI地址 　　· 集成PROFIBUS DP接口站地址和診斷地址 　　· I／O地址區(qū)中的模板在I／O地址區(qū)編址的模板必須完全在過(guò)程映象內(nèi)或完全在過(guò)程映象外，否則不能保證數(shù)據(jù)的一致性。 　　 CPU系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置具體如下： 　?。?）點(diǎn)擊Cycle／Clock menlory（循環(huán)／時(shí)鐘存儲(chǔ)器）選項(xiàng)欄，設(shè)置CPU循環(huán)處理參數(shù)。 　　建議設(shè)置： 　　掃描循環(huán)監(jiān)視時(shí)間盡可能長(zhǎng)（如6000 Ills） 　　過(guò)程輸入映象盡可能?。ㄉ源笥趯?shí)際使用的輸入點(diǎn)數(shù)） 　　過(guò)程輸出映象盡可能?。ㄉ源笥趯?shí)際使用的輸出點(diǎn)數(shù)） 　　出現(xiàn)I／O訪問(wèn)錯(cuò)誤時(shí)調(diào)用“OB 85”，只用于輸入錯(cuò)誤和輸出錯(cuò)誤的情況。 　?。?）設(shè)置診斷緩沖區(qū)中的報(bào)文數(shù)量 　　在“Diagnostics／Clock（診斷／時(shí)鐘）”選項(xiàng)欄中可以設(shè)置診斷緩‘沖區(qū)的報(bào)文數(shù)量建議設(shè)定較大數(shù)值，如l000。 　?。?）模塊的監(jiān)控時(shí)間 　　在“Staltup（啟動(dòng)）”選項(xiàng)欄中，可以指定模塊監(jiān)視時(shí)間，它取決于容錯(cuò)站的配置。如果監(jiān)視時(shí)間太短，CPU將在診斷緩沖區(qū)中輸入W"I6"6547事件。 　　參數(shù)的傳輸時(shí)間取決于以下因素： 　　· 總線系統(tǒng)的傳輸速率（傳輸速率高=>傳輸時(shí)間短） 　　· 參數(shù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊的大?。▍?shù)長(zhǎng)=>傳輸時(shí)間長(zhǎng)） 　　· 總線系統(tǒng)上的負(fù)載（從站多=>傳輸時(shí)間長(zhǎng)） 　　建議設(shè)置：600（對(duì)應(yīng)于6O秒） （4）CPU自檢周期 　　在“H Parameter（冗余系統(tǒng)參數(shù)）”選項(xiàng)欄中，配置CPU后臺(tái)自檢的周期?？蛇x范圍為10——60000min。建議設(shè)置：使用缺省值90min。 3．2 配置ET200M從站 　　 I／O模塊采用PROFIBUS—DP遠(yuǎn)程通訊的方式，用ET200M來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體步驟如下： 　?。?）點(diǎn)擊DP總線“master：DP master system（1）”，在硬件目錄PROFIBUS DP下，選擇一個(gè)IM153—2的站點(diǎn)，雙擊添加一個(gè)ET200M站。 　?。?）設(shè)定ET200M站的地址。 　　（3）在ET200M站上添加I／O模塊。從站配置后見(jiàn)圖4。 3.3 Y—Link 　　由于該設(shè)計(jì)采用冗余系統(tǒng)，故在現(xiàn)場(chǎng)的控制級(jí)設(shè)備的DP通訊就必須用Y—Link來(lái)實(shí)現(xiàn)。配置Y—Link耦合器步驟如下： 　　（1）點(diǎn)擊DP總線“master：DP master system（1）”，在硬件目錄的DP／PA Link下選擇IM157，并雙擊添加一個(gè)站。 　?。?）設(shè)定Y—Link站地址 　?。?）選擇將Y—Link設(shè)置為一個(gè)DP／DP耦合器。 　?。?）在Y—Link后的PROFIBUS總線上添加單一總線接口的從站站點(diǎn)，如：Masterdrive等。組態(tài)變頻器、編碼器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需要安裝相應(yīng)的GSD文件，組態(tài)完成的界面見(jiàn)圖4。 4 結(jié)束語(yǔ) 　　PROFIBUS—DP技術(shù)的應(yīng)用，提高了設(shè)備的自動(dòng)化控制水平，不但減少了設(shè)備間大量的硬線連接與設(shè)備的故障點(diǎn)，使運(yùn)行更加安全可靠，而且用戶平時(shí)維護(hù)的工作量也大大減少，同時(shí)節(jié)約了投資設(shè)備的后繼成本，是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)設(shè)備電氣自動(dòng)化發(fā)展的方向，是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)，也是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。 參考文獻(xiàn) 1．SIEMENS．工業(yè)通訊及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備手冊(cè)，2001，10 2．SIEMENS．MMV440．系統(tǒng)使用大全手冊(cè)，2002，08 3．SIEMENS．SIMOVERT．MASTERDRIVES．矢量控制使用大全手冊(cè)，2000，06 4．SIEMENS．SIMATIC S7——400可編程序控制器．產(chǎn)品目錄， 2003