摘 要： ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線具備傳輸快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾等優(yōu)良性能，已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)與分散I/O之間的高速通信。首先介紹了ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)，然后基于ProfiBus?DP和PA、Siemens PLC 300和Wincc組態(tài)軟件，詳細(xì)闡述了過程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，硬件、通信協(xié)議、監(jiān)控頁面的組態(tài)方法和步驟。

關(guān)鍵詞： ProfiBus； PLC； WinCC； 組態(tài)

中圖分類號(hào)： TN710?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）01?0160?03

引 言

伴隨著工業(yè)生產(chǎn)過程的大型化、復(fù)雜化、連續(xù)化和自動(dòng)化發(fā)展，對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)的控制水平和品質(zhì)也有了更高的要求?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)最底層的現(xiàn)場(chǎng)控制器和智能儀表設(shè)備的互聯(lián)和實(shí)時(shí)通信。它是一種開放的、具互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng)[1]。本文將以ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)，介紹以Siemens PLC 300和Wincc組態(tài)軟件為主體的過程控制系統(tǒng)的軟硬件組態(tài)過程。

1 ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線

ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線是一種用于工廠自動(dòng)化車間級(jí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)[2?3]，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)到車間級(jí)監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化提供了可行的解決方案[4]。ProfiBus系列由ProfiBus?DP/FMS/PA三個(gè)兼容部分組成。其中ProfiBus?DP和PA的特點(diǎn)如下[1，5]：

ProfiBus?DP適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)與分散I/O之間的高速通信；可取代24 V或4～20 mA的串聯(lián)式信號(hào)傳輸；使用RS 485傳輸技術(shù)或光纖媒體。

ProfiBus?PA專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)；可將變送器和執(zhí)行器連接到一根公共總線，可用于本質(zhì)安全領(lǐng)域；數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的ProfiBus?DP協(xié)議，還具有PA行規(guī)。

本文將采用ProfiBus?DP和ProfiBus?PA通信協(xié)議來構(gòu)建過程控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

本過程控制系統(tǒng)用于模擬對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)液位、溫度等信息的采集、處理，PID控制和控制工藝流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)通過ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，采用MPI通信方式與上位機(jī)進(jìn)行通信和遠(yuǎn)程控制，從而使整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

系統(tǒng)主要包含上位監(jiān)控機(jī)、CPU、以太網(wǎng)通信模塊、DP鏈路、分布式I/O和變頻器DP從站、溫度和壓力變送器、閥門定位器、電磁流量計(jì)等。CPU采用Siemens的S7300 315?2 DP，既具有多點(diǎn)通信功能的MPI接口，又具有ProfiBus?DP通信功能 [6]。