高 靜,黃紹明

（中國(guó)工程物理研究院,四川 綿陽(yáng) 621900）

基于PROFIBUS-DP的環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

高 靜,黃紹明

（中國(guó)工程物理研究院,四川 綿陽(yáng) 621900）

針對(duì)易燃易爆介質(zhì)生產(chǎn)和存放安全性要求,提出了基于PROFIBUS-DP的環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)解決方案,完成了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制過(guò)程設(shè)計(jì)。結(jié)合PROFIBUS-DP開放式現(xiàn)場(chǎng)總線描述了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,下位機(jī)采用S7-200系列CPU模塊和I/O模塊構(gòu)成,上位機(jī)采用與設(shè)備無(wú)關(guān)的MCGS作為監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)際運(yùn)行證明,系統(tǒng)性能穩(wěn)定,可靠性及過(guò)程自動(dòng)化控制效率得到了顯著提高,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

分布式控制系統(tǒng);現(xiàn)場(chǎng)總線;參數(shù)采集;PLC;PROFIBUS-DP;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引 言

PROFIBUS是作為德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場(chǎng)總線,目前已成為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20540-2006的現(xiàn)場(chǎng)總線。PROFIBUS由PROFIBUS-DP（分布式外部設(shè)備）、PROFIBUS-PA（過(guò)程自動(dòng)化）和PROFIBUS-FMS（現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范）三部分組成[1]。PROFIBUS-FMS由于配置和編程比較繁瑣,有被逐漸淘汰的趨勢(shì)。PROFIBUS-PA主要用于過(guò)程自動(dòng)化和比較苛刻的工業(yè)環(huán)境,同時(shí)它是一種低速傳輸總線。而PROFIBUS-DP總線是為高速設(shè)備分散控制或自動(dòng)化控制而設(shè)計(jì)的,特別適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)和外部設(shè)備級(jí)分散I/O之間的通信,遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)尤為適合,有比較高的數(shù)據(jù)傳輸率,在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

由于傳統(tǒng)的模擬量檢測(cè)處理方法,其系統(tǒng)的硬件改造及擴(kuò)展都不方便,故障判斷與報(bào)警能力較差,造成系統(tǒng)的安裝成本高、運(yùn)行可靠性低、人工維護(hù)量大。采用PLC與PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線組成的控制系統(tǒng),利用組態(tài)軟件完成對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,可有效避免上述諸多問(wèn)題,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

分布式控制系統(tǒng),又稱集散控制系統(tǒng),是當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域中比較流行的一種控制模式,其特點(diǎn)是“分散控制、集中管理”。由于它是分散控制,能分散危險(xiǎn),大大降低某點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的危害,從而保證其可靠性和實(shí)時(shí)性,所以,在一些實(shí)時(shí)性要求很高的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),一般都采用這種控制模式。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,系統(tǒng)硬件由安全區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域兩部分組成。由下位機(jī)PLC完成危險(xiǎn)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)判別、輸入輸出控制等。位于中央控制室內(nèi)的上位機(jī)完成采集信息的存儲(chǔ)、事件記錄與處理、參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)顯示、高級(jí)復(fù)雜算法等功能,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。上位機(jī)內(nèi)配置支持PROFIBUS-DP協(xié)議的CP5611通信適配卡,用于完成PROFIBUS-DP總線與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換[2],使上位機(jī)通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與下位機(jī)進(jìn)行信息交換,最后利用組態(tài)軟件完成對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所的監(jiān)控,是一種高性能低成本的解決方案。

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)

為了提供友好的人機(jī)界面和滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求,監(jiān)控主站采用實(shí)時(shí)性好、擴(kuò)展方便、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高的研華PCA-6006LV工控機(jī),配有WIN2000 NT操作平臺(tái),采用MCGS通用監(jiān)控軟件進(jìn)行組態(tài)。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)管理、操作控制、系統(tǒng)維護(hù)、通信管理等功能。運(yùn)行人員通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤,即可調(diào)出采集信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線和實(shí)時(shí)報(bào)警等相應(yīng)的顯示畫面,極大方便了工作人員的操作和監(jiān)控。

2.2 測(cè)控系統(tǒng)

測(cè)控系統(tǒng)由可編程控制器PLC組成。可編程控制器是以自動(dòng)控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的新一代工業(yè)控制裝置。近年來(lái),在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化以及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到了廣泛應(yīng)用,被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱之首。PLC既能實(shí)現(xiàn)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制,又能實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備之間的通信,而且還具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。當(dāng)選配相應(yīng)的模擬量I/O模塊后,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的模擬量I/O信號(hào)的處理和生產(chǎn)設(shè)備的連續(xù)控制。

根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的物理位置,將測(cè)控點(diǎn)劃為3個(gè)區(qū)域:1號(hào)工作區(qū)共需采集33個(gè)模擬量和9個(gè)數(shù)字量,9個(gè)控制信號(hào)輸出;2號(hào)工作區(qū)需要采集27個(gè)模擬量和9個(gè)數(shù)字量,9個(gè)控制信號(hào)輸出;3號(hào)工作區(qū)需采集5個(gè)模擬量和2個(gè)數(shù)字量。綜合上述因素,選用西門子S7-200系列 CPU226、CPU224、模擬量輸入模塊EM 231、網(wǎng)絡(luò)通信模塊EM 277、中文文本顯示器TD200等模塊組成測(cè)控系統(tǒng),且DDC控制箱1、2中采用了雙CPU系統(tǒng),如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)控制原理框圖Fig.1 Schematic diagram of system control mechanism

3 系統(tǒng)工作原理

根據(jù)系統(tǒng)的測(cè)控要求,本系統(tǒng)采用監(jiān)控中心和測(cè)控分站兩級(jí)控制。測(cè)控分站分為3個(gè)區(qū)域,分別由3個(gè)DDC控制箱進(jìn)行控制。

DDC控制箱1的工作原理:分布于各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的溫濕度傳感器和負(fù)壓傳感器將采集到的信號(hào),分別由屏蔽線經(jīng)各自的安全柵傳至變送器放大為4～20 mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),由EM231模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后分別傳至CPU226與CPU224進(jìn)行轉(zhuǎn)換、計(jì)算。CPU224中的數(shù)據(jù)通過(guò)CPU226向外界傳輸,DDC1中的數(shù)據(jù)分兩路輸出:一路經(jīng)CPU226自帶的RS-485端口,直接輸出至TD200中文文本顯示器就地循環(huán)顯示;另一路由EM277模塊通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線上傳至工控機(jī)并顯示。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí),CPU接收來(lái)自火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的輸出信號(hào)后,立即聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的磁力啟動(dòng)器,關(guān)閉相應(yīng)電動(dòng)閥,在接收到電動(dòng)閥“滿閉”反饋信號(hào)后,分別取消相對(duì)應(yīng)的關(guān)閥控制信號(hào),火警系統(tǒng)接收到所有閥門“滿閉”信號(hào)后,聯(lián)動(dòng)氣體滅火裝置進(jìn)行滅火。當(dāng)火警解除后,系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)相應(yīng)的磁力啟動(dòng)器,打開相應(yīng)電動(dòng)閥,在系統(tǒng)接收到電動(dòng)閥“滿開”反饋信號(hào)后,分別取消相對(duì)應(yīng)的開閥控制信號(hào)。

DDC控制箱2的工作原理同DDC1。DDC控制箱3對(duì)空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)傳感器采集空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)溫濕度、送風(fēng)溫濕度、差壓開關(guān)狀態(tài)和送風(fēng)風(fēng)速,并由送風(fēng)風(fēng)速計(jì)算出送風(fēng)風(fēng)量。

4 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng),是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之一。近年來(lái),隨著工業(yè)生產(chǎn)的控制規(guī)模不斷擴(kuò)大和復(fù)雜程度不斷增加,企業(yè)對(duì)自動(dòng)化控制要求越來(lái)越高,網(wǎng)絡(luò)化的控制系統(tǒng)開始成為日前工業(yè)控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的構(gòu)建是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和智能傳感器技術(shù)的綜合應(yīng)用,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)已比較成熟,對(duì)于分布式控制系統(tǒng),往往整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)瓶頸在于如何設(shè)計(jì)一個(gè)有效的通信網(wǎng)絡(luò),從而保證那些在空間上分散且環(huán)境惡劣的傳感器能夠與監(jiān)控中心實(shí)時(shí)地進(jìn)行信息交換。隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的不斷推廣和應(yīng)用,工業(yè)控制過(guò)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集、傳輸和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提出了更新更高的要求,因此,處于生產(chǎn)過(guò)程底層的測(cè)控自動(dòng)化系統(tǒng)需要一種能在多點(diǎn)數(shù)字通信且廉價(jià)可靠的底層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。普通的控制方式只能采用一對(duì)一連線,難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間以及系統(tǒng)與外界之間的信息交換,而現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)則可以滿足這種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制需求。

4.1 現(xiàn)場(chǎng)總線

IEC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）的定義是“安裝在制造和過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式串行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線”,它是當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化的熱點(diǎn)之一?，F(xiàn)場(chǎng)總線I/O集檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、通信為一體,可以代替變送器、調(diào)節(jié)器、記錄儀等模擬儀表,它不需要框架、機(jī)柜,可以直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)軌槽上?，F(xiàn)場(chǎng)總線I/O的接線極為簡(jiǎn)單,只需要一根電纜,從主機(jī)開始,沿?cái)?shù)據(jù)鏈從一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線I/O連接到下一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線I/O[1]。

PROFIBUS-DP作為開放式現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng),它已被全世界廣泛使用,具有很好的實(shí)時(shí)應(yīng)用性能。設(shè)備之間的通信采用“主-從”方式,且PROFIBUSDP在數(shù)據(jù)傳輸速率（可達(dá)12Mbit/s）、效率和連接成本方面是優(yōu)化的,特別適用于自動(dòng)化系統(tǒng)與外圍設(shè)備之間的通信。PROFIBUS-DP總線工作在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的最底層——設(shè)備級(jí),承擔(dān)控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備比如傳感器或傳動(dòng)設(shè)備之間進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的任務(wù)。

在控制系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性高低直接決定了系統(tǒng)的好壞。在本系統(tǒng)中,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分區(qū)的實(shí)際傳輸距離、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、性價(jià)比、可靠性等控制要求,采用了PROFIBUS-DP通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)置從站的方法,利用PROFIBUS-DP可以把地理位置相對(duì)分散的設(shè)備控制信號(hào)用一根雙絞線電纜送到主站,這樣不但可節(jié)約大量的電纜,同時(shí)系統(tǒng)的可靠性也有很大的提高。

4.2 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

工控機(jī)與PLC組成主從式實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信號(hào)檢測(cè)與處理、通信等技術(shù)的綜合應(yīng)用,能夠充分發(fā)揮各自在工業(yè)控制中的優(yōu)勢(shì),在此類控制系統(tǒng)中,上、下位機(jī)的通信協(xié)議是關(guān)鍵技術(shù)之一。

S7-200系列PLC支持PPI（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口）、MPI（多點(diǎn)接口）、PROFIBUS等多種通信協(xié)議。本環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)采用PROFIBUS-DP總線“主-從通信”結(jié)構(gòu),如圖2所示。主站通過(guò)PROFIBUS-DP總線和各遠(yuǎn)程I/O從站進(jìn)行連接,主站機(jī)箱內(nèi)裝有一塊支持PROFIBUS協(xié)議的CP5611通信適配卡,網(wǎng)絡(luò)連接器通過(guò)其上的 RS-485通信端口連接主站與從站,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸與信息交換。每個(gè)從站都是通過(guò)其上的EM 277模塊,利用網(wǎng)絡(luò)連接器通過(guò)PROFIBUS-DP總線與主站進(jìn)行通信。

圖2 PROFIBUS-DP總線結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure of PROFIBUS-DP bus

在DDC控制箱 1、2中,CPU226與CPU224連成一個(gè) PPI網(wǎng)絡(luò),采用了PPI“主-從”通信協(xié)議。CPU224是CPU226的一個(gè)從站,它們通過(guò)自身的RS-485端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,最后DDC控制箱中采集的數(shù)據(jù)由CPU226通過(guò)EM277通信模塊實(shí)現(xiàn)與主站的通信。主站設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)讀/寫請(qǐng)求到從站設(shè)備,從站設(shè)備響應(yīng),從站不主動(dòng)發(fā)信息,只是等待主站的請(qǐng)求,并根據(jù)請(qǐng)求作出響應(yīng)。

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

5.1 下位機(jī)編程

下位機(jī)S7-200 PLC采用Simatic公司的STEP7-M icr/WIN32進(jìn)行編程,主要完成系統(tǒng)的保護(hù)、數(shù)據(jù)采集和控制等功能[3]。STEP7是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的編程軟件,支持STL、LAD和FBD 3種編程語(yǔ)言,并可以在三者之間隨時(shí)轉(zhuǎn)換,為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應(yīng)用程序提供了良好的編程環(huán)境[4]。PLC通過(guò)一根PC/PPI電纜與計(jì)算機(jī)串口連接,在STEP7編程環(huán)境下建立連接,即可實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸。

根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的工作情況,按DDC控制箱分為3個(gè)程序模塊編寫。DDC控制箱1、2的程序框圖如圖3所示,在 DDC1和 DDC2中為雙 CPU系統(tǒng),CPU226作為就地控制單元的核心部分,負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)溫濕度、負(fù)壓信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、計(jì)算,控制命令的執(zhí)行,讀取CPU224中的數(shù)據(jù)。CPU224負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)壓信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、計(jì)算。DDC控制箱3的程序框圖如圖4所示,在DDC3中CPU224負(fù)責(zé)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度、差壓、風(fēng)速等參數(shù)進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換和計(jì)算。

圖3 DDC 1、2程序框圖Fig.3 Flowcharts of DDC1 and DDC2

圖4 DDC 3程序框圖Fig.4 Flowchart of DDC3

5.2 上位機(jī)編程

上位機(jī)采用MCGS組態(tài)軟件編程。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用軟件,它們是在終端控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境,為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具[5]。組態(tài)軟件是一種面向自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)工程師的工業(yè)控制軟件。用戶不需要掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù),只需利用組態(tài)軟件提供的多種通用工具模塊,就能在較短的時(shí)間內(nèi)編制出控制功能復(fù)雜的程序,從而構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用程序,而且調(diào)試時(shí)間也相對(duì)較短。

北京昆侖通態(tài)有限公司開發(fā)的MCGS組態(tài)軟件,是國(guó)內(nèi)一款優(yōu)秀的全中文工控組態(tài)軟件。MCGS是一套基于Windows95/98/NT操作系統(tǒng)（或更高版本）、可用來(lái)快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)[6],它為用戶建立監(jiān)控系統(tǒng)提供了一套解決方案,使用戶無(wú)需再自行開發(fā)后臺(tái)軟件,縮短了開發(fā)周期。MCGS開發(fā)簡(jiǎn)單,性價(jià)比高,網(wǎng)絡(luò)通信功能比較完善,能夠滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。MCGS軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分,用戶用組態(tài)環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程,以用戶指定的方式運(yùn)行,并進(jìn)行各種處理,完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系如圖5所示。

圖5 組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系Fig.5 Relationship between configuration environment and operation environment

由MCGS生成的用戶系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略5個(gè)部分構(gòu)成。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS系統(tǒng)的核心;主控窗口構(gòu)造了應(yīng)用系統(tǒng)的主框架;設(shè)備窗口是MCGS系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介;用戶窗口實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”;運(yùn)行策略是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)有效控制的手段。

MCGS的這種結(jié)構(gòu)形式使其成為一個(gè)與設(shè)備無(wú)關(guān)的系統(tǒng),對(duì)于不同的硬件設(shè)備,只需定制相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件,放置到設(shè)備窗口中,并設(shè)置相關(guān)的屬性,系統(tǒng)就可對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行操作。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹的針對(duì)易燃易爆介質(zhì)生產(chǎn)和存放安全性要求而設(shè)計(jì)的環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng),基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì),安裝配置簡(jiǎn)單,通過(guò)其硬件接口參數(shù)配置和軟件編程,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集,是一種低成本的解決方案,對(duì)于惡劣環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。該結(jié)構(gòu)既利用了PLC功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、可靠性高和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),又利用了工業(yè)組態(tài)軟件功能豐富、顯示功能強(qiáng)和輸入方便等優(yōu)點(diǎn),并且系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)充性。實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行證明了系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性、可靠性及過(guò)程自動(dòng)化控制效率都較傳統(tǒng)模擬量檢測(cè)等處理方法有顯著提高,本系統(tǒng)對(duì)其它工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的組建有較強(qiáng)的參考應(yīng)用價(jià)值。

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Design and Application of Environment Parameter Acquisition System Based on PROFIBUS-DP

GAO Jing,HUANG Shao-ming
（China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,China）

According to the security requirement during producing and storing flammable and explosive medium,a solution about environment parameter acquisition system based on PROFIBUS-DP is proposed.The system structure and controlling process are designed.The network communication protocol of system is described in combination with PROFIBUS-DP open location bus.The CPU and I/O module of S7-200 series are used as a lower computer and an independent MCGS as a upper monitoring computer to realize centralized management and real-time monitoring of the collected data.The practical operation proves that the system has stable performance,high reliability and process automation efficiency,so the design objectives are achieved.

distributed control system;location bus;parameter acquisition;PLC;PROFIBUS-DP;system design

TP273;TP393

A

10.3969/j.issn.1001-893x.2011.02.016

1001-893X（2011）02-0080-05

2010-08-30;

2010-11-15

高 靜（1963-）,女,山東高青人,工程師,主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù);

GAO Jing was born inGaoqing,Shandong Province,in 1963.She is now an engineer.Her research interestsinclude computer application and fieldbus technology.

Email:gjyx66@sina.com

黃紹明（1978-）,男,遼寧遼陽(yáng)人,2002年于西安電子科技大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位,現(xiàn)為工程師,主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

HUANG Shao-ming was born in Liaoyang,Liaoning Province,in 1978.He

the B.S.degree form Xidian University in 2002.He is now an engineer.H is research interests include computer application and network maintenance.

Email:magilord@163.com