過程控制與現(xiàn)場總線技術(shù)課程設(shè)計(jì)基于PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)的PLC控制系統(tǒng)研究

1、 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 1過程控制與現(xiàn)場總線技術(shù)課程設(shè)計(jì)基于基于 profibusprofibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的現(xiàn)場總線技術(shù)的 plcplc 控制系統(tǒng)研究控制系統(tǒng)研究學(xué) 院：機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級： 電氣 2008 級 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 20 11 年 12 月 27 日 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 2目目 錄錄1.1.課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)目的 3 1.11.1 當(dāng)今現(xiàn)狀分析當(dāng)今現(xiàn)狀分析 3 1.1.2 2 未未來來的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢 3 1.31.3 現(xiàn)場總線系統(tǒng)在企業(yè)

2、網(wǎng)絡(luò)中的作用與地現(xiàn)場總線系統(tǒng)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的作用與地位位 4 1 1. .4 4 本本課課題題研研究究對對象象的的意意義義 52.2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)和要求課程設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 6 2 2. .1 1 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)任任務(wù)務(wù) 6 2 2. .2 2 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求 73.3.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 8 3 3. .1 1 課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)各各版版塊塊的的選選取取 10 3 3. .1 11 1 總總線線標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的選選取取 11 3 3. .1 12 2 p pl lc c 型型號號的的選選取取 12 3 3. .2 2 控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)組組網(wǎng)網(wǎng) 134 4、設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)145 5、參考書目、參考書目 14

3、 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 3一設(shè)計(jì)目的一設(shè)計(jì)目的1 1、當(dāng)今現(xiàn)狀分析、當(dāng)今現(xiàn)狀分析當(dāng)今社會，工廠及各種生產(chǎn)控制現(xiàn)場對控制系統(tǒng)的精度、復(fù)雜度、適時(shí)性的進(jìn)一步提高，無疑就對控制系統(tǒng)的要求更加苛刻；隨著控制、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)及發(fā)展，控制系統(tǒng)在歷經(jīng)了組合式模擬控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)，發(fā)展到當(dāng)前的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)正由封閉的集中體系向分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展?；谝陨媳尘?，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，現(xiàn)場總線技術(shù)將成為主流。然而在控制領(lǐng)域 plc 的普及已經(jīng)是上個(gè)世紀(jì)的事情，然而隨著組網(wǎng) plc 的出現(xiàn)，又加快了控制系統(tǒng)的發(fā)展。在控制系統(tǒng)分

4、散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化高度發(fā)展的今天，由于 plc 具有實(shí)時(shí)性、高可靠性、系統(tǒng)配置簡單靈活、豐富的 i/o卡件、安裝維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以 plc 仍然是將來控制系統(tǒng)中的主體?，F(xiàn)場總線原本是指現(xiàn)場設(shè)備間公用的信號傳輸線，早期又被叫做工業(yè)電話線?，F(xiàn)被定義為應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)。可見現(xiàn)場總線已經(jīng)是一類技術(shù)的總稱了。而如今，各種現(xiàn)場總線技術(shù)出現(xiàn)了百花齊放、興盛發(fā)展的態(tài)勢。2003 年 4 月，iec61158 ed.3 現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)第 3 版正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定 10 種類型的現(xiàn)場總線。 type 1 ts61158 現(xiàn)場總線 type 2 con

5、trolnet 和 ethernet/ip 現(xiàn)場總線 type 3 profibus 現(xiàn)場總線 7cc-link type 4 p-net 現(xiàn)場總線 type 5 ff hse 現(xiàn)場總線 type 6 swiftnet 現(xiàn)場總線 type 7 world fip 現(xiàn)場總線 type 8 interbus 現(xiàn)場總線 type 9 ff h1 現(xiàn)場總線 type 10 profinet 現(xiàn)場總線2 2、未未來來的的發(fā)發(fā)展展趨趨勢勢 隨著計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展， 20 世紀(jì)末世界最重大的變化是全 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 4球市場經(jīng)濟(jì)的逐漸形成，從而導(dǎo)致了競爭

6、空前加劇，產(chǎn)品技術(shù)含量高、更新?lián)Q代快處于全球市場中的工業(yè)生產(chǎn)必須加快產(chǎn)品的開發(fā)。隨著計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，使計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)具備了良好的實(shí)施基礎(chǔ)。處于企業(yè)生產(chǎn)過程底層的測控自動(dòng)化系統(tǒng)，如果繼續(xù)采用模擬儀表，采用dcs模擬數(shù)字混合系統(tǒng)，就難以與外界交換信息，難以支持計(jì)算機(jī)集成制造的系統(tǒng)的實(shí)施?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程信息集成，實(shí)施綜合自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)，它適應(yīng)了信息時(shí)代自動(dòng)化系統(tǒng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合自動(dòng)化的發(fā)展需要。所以任然是未來自動(dòng)化領(lǐng)域的主流。 3 3、現(xiàn)場總線系統(tǒng)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的作用與地位、現(xiàn)場總線系統(tǒng)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的作用與地位現(xiàn)場總線系統(tǒng)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的作用主要是為自動(dòng)化系統(tǒng)

7、傳遞數(shù)字信息，借助現(xiàn)場總線的控制設(shè)備連接成控制網(wǎng)絡(luò)。它所傳遞的數(shù)字信息主要包括生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)的測量值、控制值、閥門的工作位置、開關(guān)狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)、設(shè)備的資源與維護(hù)信息、系統(tǒng)組態(tài)、參數(shù)改、零點(diǎn)量程調(diào)校信息等。它們是企業(yè)信息的重要組成部分。企業(yè)的管理控制一體化系統(tǒng)需要控制信息的參與，生產(chǎn)的優(yōu)化調(diào)度需要實(shí)現(xiàn)裝置間上網(wǎng)數(shù)據(jù)交換，需要集成不同生產(chǎn)裝置的數(shù)據(jù)。這些都要求在現(xiàn)場控制層內(nèi)部，在 fcs 與 mes、erp 各層之間，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息共享?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)在設(shè)施生產(chǎn)過程控制、為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供、傳輸、集成生產(chǎn)數(shù)據(jù)方面，發(fā)揮著重要作用。所以現(xiàn)場總線技術(shù)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、智能化必需的技術(shù)。4 4、本本課課

8、題題研研究究對對象象的的意意義義 本課題的研究對象為： 基于 profibusprofibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究。契合了未來發(fā)展的主流，很有研究意義。二二、課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的任任務(wù)務(wù)和和要要求求 1 1、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)任任務(wù)務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)基于 p pr ro of fi ib bu us s 現(xiàn)場總線的 p pl lc c 控制系統(tǒng)指出其中的主站（一類主站、二類主站），從站系統(tǒng)中各元件的介紹 2 2、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求在本設(shè)計(jì)中要求有 p pr ro of fi ib bu us s 總線的體現(xiàn)在本設(shè)計(jì)中要求有一類主站、二類主站在本設(shè)計(jì)中要求有多個(gè)從站 基于 profibus 現(xiàn)場總

9、線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 5 三三、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容1 1、課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)各各版版塊塊的的選選取取 （1 1）、總總線線標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的選選取取現(xiàn)場總線是近年來自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)展很快的互連通信網(wǎng)絡(luò)，具有協(xié)議簡單開放、容錯(cuò)能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、安全性好、成本低、適于頻繁交換等特點(diǎn)。目前，國際上各種各樣的現(xiàn)場總線有幾百種之多，統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，出現(xiàn)了百花齊放、興盛發(fā)展的態(tài)勢。各種總線在其特定的領(lǐng)域顯示出了各自的特點(diǎn)及優(yōu)勢，這也是標(biāo)準(zhǔn)尚未形成的原因。其中較著名的有基金會現(xiàn)場總線（ff） 、hart 現(xiàn)場總線、can 現(xiàn)場總線、lonworks 現(xiàn)場總線、profibus 現(xiàn)場總線、modbus、

10、pheonix 公司的interbus、asinterface 總線等?；饡F(xiàn)場總線基金會現(xiàn)場總線 ff（foundation fieldbus）：）：是由現(xiàn)場總線基金會組織開發(fā)的，已被列入 iec 61158 標(biāo)準(zhǔn)。這是為了適應(yīng)自動(dòng)化系統(tǒng)，特別是過程自動(dòng)化系統(tǒng)在功能、環(huán)境與技術(shù)上得需要而專門設(shè)計(jì)的。ff 適合在流程工業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場工作，能適應(yīng)本質(zhì)安全防爆的要求，還可以通過通信總線為現(xiàn)場設(shè)備提供工作電源。在 1996 年正式頒布了通信速率為 31.2kb/s 的低速總線 h1標(biāo)準(zhǔn)。1988 年又組織開發(fā)了通信速率為 10/100mb/s 的高速網(wǎng)段 hse。can 總線總線：是控制器局域網(wǎng)的簡

11、稱，是德國 bosch 公司在 1986 年為解決現(xiàn)代汽車中眾多測量控制部件之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信線。已成為 iso 國際標(biāo)準(zhǔn) iso11898。雖然在航天、電力、石化、冶金、紡織、造紙等領(lǐng)域有所應(yīng)用，但還是主要用在現(xiàn)代化汽車系統(tǒng)中。lonworks 現(xiàn)場總線：現(xiàn)場總線：是一個(gè)開放的控制網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)，是國際上普遍用來連接日常設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)之一。采用了分布式的智能設(shè)備組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也支持主從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它支持各種通信介質(zhì)，包括雙絞線、電力線、光纜等，該控制網(wǎng)絡(luò)的核心部分 lontalk 通信協(xié)議固化在神經(jīng)元芯片（neuron chip）中。主要用于各種家用電器上。profibus 現(xiàn)

12、場總線現(xiàn)場總線：是 process fieldbus 的縮寫，是面向工廠自動(dòng)化和流程自動(dòng)化的一種國際性的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。它已被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化（汽車制造、裝瓶系統(tǒng)、倉庫系統(tǒng)） 、過程自動(dòng)化（石油化工、造紙和紡織品工業(yè)企業(yè)） 、樓宇自動(dòng)化（供熱空調(diào)系統(tǒng)） 、交通管理自動(dòng)化、電子工業(yè)和電力輸送等行業(yè)。在可編程控制器、傳感器、執(zhí)行器、低壓電器開關(guān)等設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)信息，承擔(dān)控制網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)任務(wù)。到 2005 年 12 月，在全世界安裝的profibus 節(jié)點(diǎn)已達(dá) 1540 萬個(gè)。僅僅 2005 年一年中，profibus 的節(jié)點(diǎn)數(shù)就增加了 280 萬個(gè)之多。profibus 中包含有 profib

13、usdp、profibusfms、profibus-pa 三個(gè)子集，以滿足工廠網(wǎng)絡(luò)中的多 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 6種應(yīng)用需要。這三個(gè)子集在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用層次如下圖： profibusdp主要是面向工廠現(xiàn)場層應(yīng)用的。dp 主要用于完成包括駐如可編程控制器、自動(dòng)控制設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器間的快速可靠的通信任務(wù)。其網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度可達(dá) 12mb/s。可建成單主站或多主站系統(tǒng)。截止到目前，dp 的應(yīng)用占整個(gè) profibus 的的 80%，代表了 profibus 的技術(shù)精華和特點(diǎn)，因而有時(shí)也會把 profibusdp 泛指為 profibus。 由于本課程設(shè)計(jì)主

14、要是針對的是工廠現(xiàn)場層應(yīng)用，可編程控制器、自動(dòng)控制設(shè)備、傳感器、執(zhí)行器間的通信與數(shù)據(jù)交換任務(wù)，所以在本課程設(shè)計(jì)中選用profibusdp 現(xiàn)場總線技術(shù)。（2 2）、p pl lc c 型型號號的的選選取取 plcplc（programmable logic controller） ，是可編程邏輯控制器。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 德國西門子公司：它有 ss 系列的產(chǎn)品。有 ss95u、100u、115u、135u及 155u。135u、155u 為大型機(jī)，

15、控制點(diǎn)數(shù)可達(dá) 6000 多點(diǎn)，模擬量可達(dá) 300多路。最近還推出 s7 系列機(jī)，有 s7-200（小型）、s7-300（中型）及 s7-400機(jī)（大型）。性能比 s5 大有提高。 日本 omron 公司：它有 cpm1a 型機(jī)，p 型機(jī)，h 型機(jī)，cqm1、cvm、cv 型機(jī)，ha 型、f 型機(jī)等，大、中、小、微均有，特別在中、小、微方面更具特長，在中國及世界市場，都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。 美國 ge 公司、日本 fanac 合資的 gefanac 的 9070 機(jī)也是很吸引 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 7人的。據(jù)介紹。它具有 25 個(gè)特點(diǎn)。諸如，用軟設(shè)定代硬設(shè)定，

16、結(jié)構(gòu)化編程，多種編程語言，等等。它有 914、781782、771772、731732 等多種型號。另外，還有中型機(jī) 9030 系列，其型號有 344、331、323、321 多種；還有9020 系列小型機(jī)，型號為 211。 美國莫迪康公司(施奈德)的 984 機(jī)也是很有名的。其中 e984785 可安 31個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，總控制規(guī)?？蛇_(dá) 63535 點(diǎn)。小的為緊湊型的，如 984-120，控制點(diǎn)數(shù)為 256 點(diǎn)，在最大與最小之間，共 20 多個(gè)型號。 美國 ab（alienbradley）公司創(chuàng)建于 1903 年，在世界各地有 20 多個(gè)附屬機(jī)構(gòu)，10 多個(gè)生產(chǎn)基地。可編程控制器也是它的重要產(chǎn)品

17、。它的 plc5 系列是很有名的，其下有 plc5/10，plc5/11，plc5/250 多種型號。另外，它也有微型 plc，slc500 即為其中一種。有三種配置，20、30 及40i/o 配置選擇，i/o 點(diǎn)數(shù)分別為 12/8、18/12 及 24/16 三種。 日本三菱公司的 plc 也是較早推到我國來的。其小型機(jī) fi 前期在國內(nèi)用得很多，后又推出 fxz 機(jī)，性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為 a 系列。ais、azc、a3a 等。 日本日立公司也生產(chǎn) plc，其 e 系列為箱體式的?；鞠潴w有 e-20、e-28、e40、e64。其 i/o 點(diǎn)數(shù)分別為 12/8、16/12、24/

18、16 及 40/24。另外，還有擴(kuò)展箱體，規(guī)格與主箱體相同其 em 系列為模塊式的，可在 16160 之間組合。 日本東芝公司也生產(chǎn) plc，其 ex 小型機(jī)及 explus 小型機(jī)在國內(nèi)也用得很多。它的編程語言是梯形圖，其專用的編程器用梯形圖語言編程。另外，還有 ex100 系列模塊式 plc，點(diǎn)數(shù)較多，也是用梯形圖語言編程。 日本松下公司也生產(chǎn) plc。fpi 系列為小型機(jī)，結(jié)構(gòu)也是箱體式的，尺寸緊湊。fp3 為模塊式的，控制規(guī)模也較大，工作速度也很快，執(zhí)行基本指令僅0l 微秒。abgeabb松下 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 8以上是幾個(gè)知名廠商的 plc

19、 產(chǎn)品外觀圖西門子三菱歐姆龍東芝以上是幾個(gè)知名廠商的 plc 產(chǎn)品外觀圖德國西門子（siemens）公司生產(chǎn)的可編程控制器在我國的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（ siemens）公司的 plc 產(chǎn)品包括 logo，s7-200(cn)，s7-1200, s7-300，s7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，hmi 人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。 西門子 s7 系列 plc 體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。 s7 系列 plc 產(chǎn)品可分為微型plc（如 s7-200） ，小規(guī)模性能要求的 plc（如 s7-300）和中、高性能要求的 plc（如 s7-40

20、0）等。1 1、simatic s7-200 plc s7-200 plc 是超小型化的 plc，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動(dòng)檢測、監(jiān)測及控制等。 s7-200 plc 的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 s7-200plc 可提供 4 個(gè)不同的基本型號與 8 種 cpu 可供選擇使用。 2 2、simatic s7-300 plc s7-300 是模塊化小型 plc 系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與 s7-200 plc 比較，s7-300 plc 采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.60.1s）的指令運(yùn)算速度

21、；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 s7-300 操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少。simatic 人機(jī)界面（hmi）從 s7-300 中取得數(shù)據(jù)，s7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。 s7-300 操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；cpu 的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 9殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；

22、 s7-300 plc 設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，s7-300 plc 可通過編程軟件 step 7 的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。 s7-300 plc 具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接 as-i 總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（ mpi）集成在 cpu中，用于同時(shí)連接編程器、 pc 機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 simatic s7/m7/c7等自動(dòng)化控制系統(tǒng) 。上圖為西門子系列 plc

23、 的標(biāo)志及一個(gè) plc 實(shí)物圖以以下下是是西西門門子子 p pl lc c s s7 73 30 00 0 的的一一些些常常見見系系列列cpu 312 ifm 集成功能模塊, 6kb ram, 24v 負(fù)載電源及 mpi 接口,本機(jī) 10i/6最大擴(kuò)展 144di/do, 32ai/aocpu313, 12kb ram, 最大擴(kuò)展 128di/do, 32ai/ao,帶擴(kuò)展內(nèi)存卡槽,24v 負(fù)電源及 mpi 接cpu 314, 24kb ram, 最大擴(kuò)展 512di/do, 64ai/ao,帶擴(kuò)展內(nèi)存卡槽, 24v 負(fù)電源及 mpi 接口, 可擴(kuò)展 4 排cpu 314ifm, 32kb r

24、am, 最大擴(kuò)展 512di/do, 64ai/ao,24v 負(fù)載電源及 mpi 接口,可擴(kuò)展 4 排, 本機(jī)帶 16di/16do, 4ai/1aocpu 314ifm, 32kb ram, 最大擴(kuò)展 512di/do, 64ai/ao,帶擴(kuò)展內(nèi)存卡槽,24v負(fù)載電源及 mpi 接口,可擴(kuò)展 4 排, 本機(jī)帶 16di/16do, 4ai/1ao 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 10cpu 315, 48kb ram,最大擴(kuò)展 1024di/do, 128 ai/ao,帶擴(kuò)展內(nèi)存卡槽,24v 負(fù)載電源及 mpi 接口cpu 315-2dp, 64kb ram,最

25、大擴(kuò)展 1024di/do, 128ai/ao,帶擴(kuò)展內(nèi)存卡槽, 24v 負(fù)載電源 及 mpi 接口和 profibus-dp 主/從接口cpu 316-2dp, 128kb ram,最大擴(kuò)展 1024di/do, 128ai/ao,帶擴(kuò)展內(nèi)存卡槽, 24v 負(fù)載電源 及 mpi 接口和 profibus-dp 主/從接口cpu 318-2dp, 512kb ram,最大擴(kuò)展 16384di/do, 2048ai/ao,帶擴(kuò)展內(nèi)存卡槽, 24v 負(fù)載電源 及 mpi 接口和 profibus-dp 接口根根據(jù)據(jù)以以上上分分析析在在本本課課程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中選選取取西西門門子子公公司司的的cpu

26、315-2dp 作為主站作為主站以以下下是是西西門門子子 p pl lc c s s7 72 20 00 0 的的一一些些常常見見系系列列6es7211-0aa23-0xb0 cpu 221 dc/dc/dc 6 輸入/4 輸出 6es7212-1ab23-0xb0 cpu 222 dc/dc/dc 8 輸入/6 輸出 6es7214-1ad23-0xb0 cpu 224 dc/dc/dc 14 輸入/10 輸出 6es7216-2bd23-0xb0 cpu 226 ac/dc/ 繼電器 24 輸入/16 輸出 6es7221-1bf22-0xa0 em 221 數(shù)字量輸入模塊，8 輸入 24

27、v dc 6es7222-1bf22-0xa0 em 222 數(shù)字量輸出模塊，8 輸出 24 vdc 6es7223-1bf22-0xa0 em 223 數(shù)字量輸入/ 輸出模塊，4 輸入/4 輸出 24v dc 6es7231-7pb22-0xa0 em 231 2 路輸入熱電阻 6gk7243-1ex00-0xe0 cp 243-1 以太網(wǎng)模塊 2 2、控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)組組網(wǎng)網(wǎng)利用西門子的 cpu 315-2dp plc 與 profibus 現(xiàn)場總線結(jié)合組成一個(gè)具有主從站多節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體框圖如下： 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 11系統(tǒng)的總體

28、框圖圖中的 cpu 315、cpu 3421、cpu3435 作為該控制系統(tǒng)的主站， cpu 200 作為該系統(tǒng)的從站。profibus 中包含了三個(gè)子集；即 profibusdp、profibusfms、profibuspa 三個(gè)子集。profibus 的 dp 與 fms 均采用 rs-485 作為物理層的連接接口，各自用到得網(wǎng)絡(luò)層如下所示：上圖為 profibus 的 dp、pa、fms 三類子集所用到的網(wǎng)絡(luò)層次由上圖可知，profibusdp，與 profibuspa 間不能直接連接，中間需要加耦合器，如下圖所示： 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 12上圖

29、為 profibusdp 與 profibuspa 之間的連接示意圖由以上知識可知，p pr ro of fi ib bu us s 構(gòu)成的 f fc cs s 中可以有一類主站，也可以有二類主站，那么它們是怎樣連接的，所遵循的規(guī)則是什么，哪些能成為1 1 類主站、哪些能成為 2 2 類主站、哪些既可以作為 1 1 類主站又可以作為 2 2 類主站呢？連接方式又是怎樣的？ p pr ro of fi ib bu us s 中 1 1 類主站與 2 2 類主站的連接示意圖如下圖所示：上圖為一類主站與二類主站間的連接圖那那么么究究竟竟哪哪些些可可以以充充當(dāng)當(dāng)一一類類主主站站，哪哪些些有有只只能能做

30、做二二類類主主張張呢呢？1 1 類類主主站站：1 類主站指有能力控制若干從站、完成總線通信控制與管理的設(shè)備。如 plc、pc 等均可作為一類主站。2 2 類類主主站站：2 類主站指有能力管理 1 類主站的組態(tài)數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)的設(shè)備，還可以具有 1 類主站所具有的全部通信能力，用于完成各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)組態(tài)、監(jiān)視、故障診斷等。如編程器、操作員工作站、操作員接口等都是 2 類主站。從從站站：提供 i/o 數(shù)據(jù)并可以分配給 1 類主站的現(xiàn)場設(shè)備，也可以提供報(bào)警等非周期性數(shù)據(jù)。從站在主站的控制下完成組態(tài)、參數(shù)修改、數(shù)據(jù)交換等。從站由主站統(tǒng)一編制，接收主站指令，按主站的指令驅(qū)動(dòng)i/o，并將i/o 的輸

31、入及故障診斷等信息返回給主站。驅(qū)動(dòng)器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等帶有 profibu 接口的 i/o 現(xiàn)場設(shè)備均可以作為從站。 基于 profibus 現(xiàn)場總線技術(shù)的 plc 控制系統(tǒng)研究 13p pr ro of fi ib bu u 的的 d dp p、p pa a、f fm ms s均采用單一的總線訪問方式。那么究竟誰擁有總線的控制權(quán)，當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)又是怎樣解決的呢？如下圖所示：p pr ro of fi ib bu us s 總線訪問方式p pr ro of fi ib bu us s的總線訪問控制包括如圖所示的主站之間的令牌傳送方方式、主站與從站之間的主從方式。其中令牌傳送方式如下圖所示： 基于