物品现场总线控制系统设计方案引入CAN协议优化通信效率
在我们的生产线系统中，现场设备层的硬件构成基于PROFIBUS—DP网络。共有11台逆变器和6台变频器，它们通过CBP通信板连接到PROFIBUS—DP上。我们使用两台$7414H型PLC作为主控，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PLC以保证系统稳定运行。
车间监控层的硬件构成则是基于工业以太网。PLC通过CP441-1IT通信模块接入工业以太网，并与两台研华工控机形成网络。
软件配置方面，我们主要使用WINCC组态软件和STEP7 PLC编程软件，以及一些辅助软件如SIMATICNET、PROFIBUS—DP的DVA—S7等。在工控机上运行西门子WINCC组态软件，用于链接工控机与S7 PLC。
为了说明PROFIBUS—DP的通信，我们可以用PLC与逆变器、变频器之间的数据交换为例。PROFIBUS—DP采用令牌传递过程工作，每个逻辑环中的主站成为一个确定时间窗口的令牌保持者，在这个时间内拥有令牌的主站可以与从站（即逆变器或变频器）进行数据交换。这些设备总是作为从站在一个逻辑环中，其每个从站都有明确地址。
CBP通信板具有访问变频器内部参数设置能力，它定义了使得主站访问从站在用户数据结构中的方式。用户数据结构被分为两个区域：A区域包含过程数据区（I/O）和控制字/设定值或状态字/实际值；B区域包含参数区（PKW），用于读取或写入参数，如最大最小值等。这类用户数据称为过程参数数据对象（PPO），其类型包括带有2个、6个或10个字节过程数据但没有参数区域，以及带有2个、6个或者10个字节过程数据及一个参数区域等五种不同的类型。
在STEP7硬件组态和编译阶段，我们选择了PPO类型1，其I/O地址为12-23，而其过程数据（PZD）的字节数为4，这样就可以直接通过强制变量来控制逆变器和变频器。如果需要处理更大于4字节的PZD码，则必须在OBI中调用打包接收和打包发送功能来实现控制。此外，还有一种方法是调用DVA-S7软件包（FC21, FC22, FC23）来实现对逆變機與變頻機進行控制，這種方式雖然複雜，但功能強大，可以傳輸更多參數與過程數據，以滿足所有用戶要求，並且對於上述五種不同類型的 PPO 都適用。
在運行時期，PLC 可以通過訪問報文PKW 參數來觀察並修改逆變機與變頻機任意參數，並且通過訪問報文過程資料PZD 來實現控制字與設置值或者狀態字與實際值之間數據交換。而工控機則通過訪問PLC 的數據塊DBl0 完成對整個系統監控。
