浅谈现场总线实验装置的应用

跟着现代科学技术的飞速打开，不只对消费进程主动化，也对消费办理提出了更高的恳求。通过计算机网络技术把主动控制与计算机办理系统别离起来，集办理和进程控制为一体是当今工业主动化打开的趋向。复杂的进程控制系统，常选用两级网络拓扑结构，底层用现场总线以便控制设备尽可能接近被控消费进程现场，上层选用工业以太网，监控级相对会合于主控室内，然后完成对消费进程的会合办理和松懈控制。这样构成的控制系统具有实时性好、可靠性高、抗干扰才干强等优点，比传统dcs系统更经济，更可靠。为了顺应这一方式的打开恳求，进步试验教学质量，使工科学生在校期间就能遭到超卓的工程理论锻炼，因而开发了基于工业以太网及现场总线的进程控制系统试验设备。 系统装备及网络结构 　　试验设备控制系统由上位机监控系统和下位机plc控制系统两部分构成。整个网络选用两层网络拓扑结构，上层为工业以太网，用于上位机pc之间以及上位机和下位机plc之间的通讯，底层为profibus-dp现场总线，用于下位机plc主站（dpm1）和四个从站（dps1-dps4）之间的通讯，其间，plc主站和从站控制液位、压力和温度流量等进程控制试验设备。系统用simatic step 7软件中止网络组态、硬件组态以及plc控制程序的编写，并用组态软件simatic wincc完成了上位机与plc的动态联接。 2.1 现场部分　　现场部分是所需控制的液位、温度流量和压力试验设备，变送器将采样数据转化成4～20ma的电流信号，直接接入sm334模块（仿照量输入/输出模块），经模/数转化变成0～27648的数字量。开关量的输入输出接入sm323模块（数字量输入／输出模块）。 　　2.2 控制单元 　　控制单元选用西门子plc，s7-300系列plc功用强壮，选用模块化规划，有中心处置单元（cpu）、各种信号模块（sm）、通讯模块（cp）、功用模块（fm）、电源模块（ps）、接口模块（im）等，有多种标准的cpu可供挑选。通过cpu上集成有profibus-dp接口、mpi接口或通讯模块能够联接 as-i接口、profibus总线和工业以太网系统。 　　本系统主站选用西门子s7-300系列plc，其cpu为315-2dp。它实行指令时间短，扫描1000条指令不需10ms，足以满意控制的时间恳求。主站还带2个信号处置模块（di16/do 16、ai 4/ao2）和一个通讯模块cp343-1（用于上位机和plc之间通过工业以太网中止通讯）。从站选用profibus-dp分布式i/o et 200m，带2个信号处置模块（di 16/do 16和ai 4/ao2），从站没有中心处置器单元，各从站之间经im153接口模块通过dp总线中止联接。组态之后，增加的分布式i/o与plc站中的本地i/o具有分歧的编址。 网络系统原理 　　profibus-dp是一种国际性、开放式的现场总线标准，用在工业进程控制领域。参照iso/osi参阅模型，profibus-dp中没有第3层到第7层，直接数据链路映像（ddlm）供给易于进入第2层的用户接口，用户接口规矩了用户及系统以及不同设备能够调用的运用功用。它是专为工业控制系统和设备级松懈i/o之间的通讯规划，用于分布式控制系统的高速数据传输，其模块可取代价钱昂贵的24v或4～20ma并行信号线。中心控制器通过高速串行线同松懈的现场设备中止通讯，大都数据沟通进程是周期的，主站周期地读取从站的输入信息并向从站发送输出信息。除周期性用户数据外，profibus-dp还供给智能化设备所需的非周期性通讯，以中止装备、确诊和报警处。 　　2.3 上位机 　　上位机为四台工控机，主机界面规划选用西门子的wincc组态软件，保证了与工控机的完整兼容。软件集成了组态、脚本言语、opc等先进技术，供给了windows操作系统环境下运用各种通用软件的功用。该软件具有适用于工业消费进程的图形显现、控制和报警画面、实时和历史趋向曲线、归档以及报表打印等功用模块。另外wincc还有对simatic plc中止系统确诊的选项，给硬件的维护供给了便利。 　　系统运用程序的开发和工作软件为step7 v5.2，它是适用于s7-300/400 plc系列的编程、组态标准软件包。通过step 7 v5.2用户能够完成以下使命： 　　（1） 网络组态，设置联接和接口; 　　（2） 组态硬件; 　　（3） 编写和调试用户程序。 现场总线试验装置