现场总线协议在物品传输中的设计方案

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  • 2024年12月21日
  • 在我所负责的项目中,现场设备层的硬件构成依赖于PROFIBUS—DP网络作为基础。我们共有11台逆变器,并通过CBP通信板将6台变频器接入到PROFIBUS—DP上。主控PLC采用两台$7414H一2DP配置,利用同步板实现了冗余系统,以确保系统稳定的运行。当一台PLC出现故障时,另一台PLC能够通过同步板进行无扰动切换。 车间监控层的硬件构成则是以工业以太网为基础

现场总线协议在物品传输中的设计方案

在我所负责的项目中,现场设备层的硬件构成依赖于PROFIBUS—DP网络作为基础。我们共有11台逆变器,并通过CBP通信板将6台变频器接入到PROFIBUS—DP上。主控PLC采用两台$7414H一2DP配置,利用同步板实现了冗余系统,以确保系统稳定的运行。当一台PLC出现故障时,另一台PLC能够通过同步板进行无扰动切换。

车间监控层的硬件构成则是以工业以太网为基础。PLC通过CP441-1IT通信模块与工业以太网连接,而两台工控机使用研华产品并通过工业以太网形成网络。

软件配置和应用开发方面,我们根据硬件设置分为两个主要部分:WINCC组态软件和PLC编程软件STEP7。此外,还包括SIMATICNET、PROFIBUS—DP等相关软件包。在工控机上运行西门子WINCC组态软件,我们利用该软件完成工控机与S7/0 PLC②之间的链接,但此过程不在本文详细描述。

接下来,我将以PLC与逆变器、变频器通信为例说明PROFIBUS—DP通信方式。在这个逻辑环中,主站作为令牌保持者,在特定时间窗口内拥有令牌权利,可以与从站(如逆变器或变频器)进行数据交换。PROFIBUS主要采用主从模式,每个从站都有明确地址,并且周期性地向逆变器或变频器发送数据。

对于逆变器或变频器,CBP通信板具有访问其内部参数设置能力,它定义了用户可以访问从站数据结构的格式。这包括两个区域:A区域用于过程数据区(I/O)和控制字及设定值或状态字及实际值;B区域用于参数区,其中包含读取故障信息或参数属性,如最大最小值等。此类用户数据称作过程参数数据对象(PPO),共有五种类型,其结构由用户数据类型、协议头、参数以及过程数据组成,以及协议尾和 PROFIBUS 信息帐中的用户数据结构。

为了兼容不同型号的CBP/CBl5通信板,在STEP7硬件组态和编译时,我们选择了PPO类型1,其I/O地址范围为12至23字节,而其过程数据(PZD)的字节数固定为4个字节。在编程时,可以直接访问这些强制量来控制逆変機/變頻機。不过,当PZD码长度超过4个字节时,就需要在OBI中调用打包接收(SFCl4)和打包发送(SFCl5)功能来实现对逆變機/變頻機的控制,这种方式比前两种复杂但功能更强大,可以传输更多参数和过程数据,对所有五种PPO类型都适用。

在实际操作中,PLC可以通过访问PKW报文中的参数来观察并修改任何一个逆変機/變頻機的设置,同时也可以通过访问同样的报文中的PZD来实现对控制字及其设定值或者状态字及其实际值的传输。而工控机则通过访问DBl0数据库块,从而监控整个系统的情况。