物品现场总线控制系统设计方案引入CAN通讯报文含义解析
在我所在的现场,设备层硬件构成系统以PROFIBUS—DP网络为基础。共有11台逆变器和6台变频器,它们通过CBP通信板接入PROFIBUS—DP。主控PLC由两台$7414H一2DP组成,通过同步板实现冗余系统,以确保当一台PLC出现故障时,可以无扰动切换到另一台。
车间监控层硬件则以工业以太网为基础,PLC通过CP441-1IT模块连接到工业以太网上,而两台工控机是研华产品,它们通过工业以太网形成网络。
软件配置方面,我们使用WINCC组态软件和STEP7 PLC编程软件来管理整个生产线。除了这些,还有SIMATICNET、PROFIBUS—DP的DVA—S7等软件包。在工控机上运行西门子WINCC组态软件,我们可以通过该软件完成工控机与PLC之间的链接,但这部分不在本文中详细描述。
接下来,我将用PLC与逆变器、变频器通信作为例子来解释PROFIBUS—DP的通信过程。PROFIBUS—DP采用令牌传递工作方式,其中主站成为一个确定时间窗口内的令牌保持者,在这个时间窗口内,拥有令牌的主站能与从站通信。我们主要使用的是主从方式,每个逆变器或变频器都是从站,并且每个从站都有明确地址。
对于逆变器和变频器来说,CBP具有访问它们内部参数设置能力,它定义了使得主站在访问从站在用户数据结构中的方式。用户数据结构被划分为两个区域:A区域用于过程数据区(I)zD),控制字和设定值或状态字和实际值;B区域用于参数区(PK聊读),用于读出故障或参数属性,如最大最小值等。这类用户数据称为过程参数数据对象(PPO)。PPO类型共有5种,有2个、6个或者10个字节的过程数据,以及带有一些参数区域的情况。
在STEP7硬件组态和编译阶段,我们选用PPO类型1,其I/O地址是12-23(12个字节),而其过程数据(PZD)的字节数是4个字节,这样我们可以直接通过强制变量直接访问I/O来控制逆変器/變頻機。但如果PZD码的大于4个字节,则需要调用打包接收(SFCl4)和打包发送(SFCl5)才能实现对逆變機/變頻機控制。此外,我们还可以调用DVA-S7软件包(FC21, FC22, FC23)来实现对逆變機/變頻機控制,这种方法功能更强大但编程复杂度较高,可适应所有五种类型。
在运行期间,PLC可以访问报文PKW参数观察并修改任何一个逆轉機/變頻機參數,同时也能够访问报文过程收據PZD进行控制字与设定值或状态字與實際值之间數據交換。而工控机則通過訪問DB10來監控整個系統運行情况。