摘要：本文主要根據(jù)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)在POSMO A伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，講述了PROFIBUS-DP工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的組成及編程，PLC作為主站通過DP網(wǎng)絡(luò)向智能電機(jī)傳輸控制信號(hào)，各智能電機(jī)作為PLC的從站，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的分布式控制，達(dá)到精確定位的目的。 1 SIMODRIVE POSMO A電機(jī) SIMODRIVE POSMO A是一種帶有集成式變頻器、定位控制器、可選變速箱以及PROFIBUS-DP通訊功能的智能電機(jī)。其驅(qū)動(dòng)單元通過PROFIBUS DP進(jìn)行通訊，因此可同時(shí)運(yùn)行幾個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于大型設(shè)備的安裝，采用直線電源總線和通訊總線結(jié)構(gòu)，可以顯著減少所需電纜數(shù)量。另外，簡單的連接器系統(tǒng)可保證在安裝和維修方面節(jié)約大量成本。在SIMODRIVE POSMO A中，借助于SimoCom A可以最多編程27個(gè)進(jìn)給程序段。在編程之后，進(jìn)給程序可以通過任何具有PROFIBUS能力的PLC啟動(dòng)，并且還可以進(jìn)行編輯。其主要特點(diǎn)有： （1）通過通訊總線和電源總線的有機(jī)統(tǒng)一，簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。 （2）通過簡單的通訊接口，即可集成在任何PROFIBUS-DP環(huán)境中。 （3）用戶友好的功能塊簡化了使用STEP 7 在SIMATIC環(huán)境中的配置，只需提供GSD文件便可以作為從站。 （4）帶有集成PROFIBUS地址開關(guān)和終端電阻的插入式連接蓋，接線更換方便。 （5）可以通過PROFIBUS-DP和指示燈進(jìn)行故障診斷。 （6）使用SIMATIC Teleservice和路由以及通過DRIVE ES進(jìn)行工程調(diào)試和遠(yuǎn)程診斷。符合全集成自動(dòng)化理念，即聯(lián)合通訊、配置和數(shù)據(jù)管理。 （7） 采用SimoCom A，一種直觀用戶友好的調(diào)試工具，系統(tǒng)調(diào)試極其容易。 2 現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP是經(jīng)過優(yōu)化的高速、廉價(jià)的通信連接，專為自動(dòng)控制系統(tǒng)和分布式I/O站以及現(xiàn)場設(shè)備之間的通信而設(shè)計(jì)，使用PROFIBUS-DP模塊可取代價(jià)格昂貴的24V或0到20mA并行信號(hào)線。用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳輸，其主要特點(diǎn)是最小化的響應(yīng)時(shí)間，高抗干擾性。 PROFIBUS-DP使用物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，這種精簡的結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)的高速傳輸，特別適合PLC與現(xiàn)場分散的I/O設(shè)備之間的通信。直接數(shù)據(jù)鏈路映像程序DDLM提供對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層的訪問。用戶接口規(guī)定了設(shè)備的應(yīng)用功能、PROFIBUS-DP系統(tǒng)和設(shè)備的行為特性。PROFIBUS-DP特別適合于PLC主站與從站之間的主從方式，以及這兩種方式的混合。 PROFIBUS-DP用于設(shè)備級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳送，中央控制器通過高速串行線同分散的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信，多數(shù)數(shù)據(jù)交換是周期性的，除此之外，智能化現(xiàn)場設(shè)備還需要非周期性通信，以進(jìn)行配置、診斷和報(bào)警處理。 中央控制器周期地讀取從設(shè)備的輸入信息并周期地向從設(shè)備發(fā)送輸出信息，總線循環(huán)時(shí)間必須要比中央控制器的程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-DP還提供了強(qiáng)有力的診斷、保護(hù)、組態(tài)和配置功能，數(shù)據(jù)通信是由主站和從站進(jìn)行監(jiān)控的，具有同步和鎖定功能。主站和從站的數(shù)據(jù)分三個(gè)階段：參數(shù)化、組態(tài)和數(shù)據(jù)交換進(jìn)行周期化傳送。 3 控制系統(tǒng)組成 組態(tài)過程中應(yīng)注意組態(tài)主站應(yīng)該與實(shí)際硬件型號(hào)完全一致，否則造成PLC系統(tǒng)內(nèi)部錯(cuò)誤，組態(tài)站地址應(yīng)與POSMO A中撥號(hào)開關(guān)設(shè)定從站地址相同，POSMO A的DP地址通過內(nèi)置的撥號(hào)開關(guān)來設(shè)定，其最高位為終端電阻（圖1）。 圖1 硬件組態(tài)及通信地址配置 （1）建立數(shù)據(jù)塊DB1，將數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)地址與從站中的PZD、PKW數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)（圖2）。 圖2 建立數(shù)據(jù)塊 （2）在OB1中調(diào)用SFC14和SFC15，完成從站數(shù)據(jù)的讀寫。周期性通信通過調(diào)用SFC14、SFC15直接訪問PKW和PZD，數(shù)據(jù)交換快，實(shí)時(shí)性好。可以直接通過PROFIBUS-DP對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，監(jiān)控電機(jī)速度和位置。表1即為POSMO A的固定的報(bào)文結(jié)構(gòu)： 表1 POSMO A報(bào)文結(jié)構(gòu) （3）對(duì)PZD的讀寫，通過PZD輸出命令到從站控制電機(jī)的起動(dòng)、停止及傳輸塊的執(zhí)行，讀取PZD輸入命令監(jiān)控從站的工作狀態(tài)，還可以通過觸發(fā)傳輸塊進(jìn)行精確定位，此過程中嚴(yán)格按照控制字的功能發(fā)送基本控制信號(hào)。例如點(diǎn)動(dòng)1時(shí)將453F送到PZD1即可，PZD2的高位為塊選擇數(shù)值，表2即為控制字各位的說明： 表2 控制字 （4）對(duì)PKW的讀寫，通過PKW設(shè)置或讀取重要參數(shù)。 表3 狀態(tài)字 PKW一般為4個(gè)字，分別為PKE（參數(shù)表示符）、IND（參數(shù)從索引）、PWE（參數(shù)值高位）、PWE（參數(shù)值低位）。 ① SFC15用于將數(shù)據(jù)寫入PROFIBUS從站 將DB1.DBX12.0開始的連續(xù)4個(gè)字寫入從站，向從站發(fā)送讀（寫）參數(shù)請(qǐng)求。 DB1.DBW12—→ PKE_W1 DB1.DBW14—→ IND_W1② SFC14用于讀PROFIBUS從站的數(shù)據(jù)，讀取所需要的重要參數(shù) PKE_R1—→DB1.DBW0 IND_R1—→DB1.DBW2 PWE1_R1—→DB1.DBW4 PWE2_R1—→DB1.DBW6 ③ W#16#100是硬件組態(tài)時(shí)PKW的起始地址 LADDER:硬件組態(tài)時(shí)PKW（或PZD）的起始地址。 RECORD：數(shù)據(jù)塊（DB1）中定義的PKW（或PZD）數(shù)據(jù)區(qū)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)地址。 RET_VAL:程序塊的狀態(tài)字，可以以編碼的形式反映出程序的執(zhí)行狀態(tài)和錯(cuò)誤信息。 圖3 系統(tǒng)功能塊調(diào)用 圖3通過PKW設(shè)定電機(jī)速度，0Hex=0%,4000Hex=100%,在此我們?cè)O(shè)定P26=50。 4 總結(jié) POSMO A電機(jī)結(jié)構(gòu)緊密，適合高精度定位控制系統(tǒng)，特別是數(shù)控機(jī)床。安裝、維修方便簡潔，POSMO A智能電機(jī)功能強(qiáng)大，編程、調(diào)試和參數(shù)設(shè)定簡單明了，采用人機(jī)對(duì)話的方式，用戶可以很快靈活應(yīng)用，其應(yīng)用前景不可限量。