PROFIBUS-工业总线控制系统.doc
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1、PROFIBUS 工业总线控制系统 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途PROFIBUS 工业总线控制系统试验、编程及通讯教程龙洲教仪20027-20目录第一章 PROFIBUS介绍2一、 概况2二、 PROFIBUS 的使用2三、 PROFIBUS 模板4四、 PROFIBUS 模板的特点5五、 快速设置 PROFIBUS 的指导原则:9第二章 PROFIBUS应用10一、 建立一个新的项目10二、 组态硬件12三、 进入软件编程16四、 建立计算机与PLC 300的通讯17五、 建立计算机与PLC 200的通讯17第三章 变频器的设置22一、 操作面板及其使用22二、 快速调试 (
2、P0010=1)23三、 复位为工厂的缺省设置值24四、 用户访问级24五、 电机参数25六、 PROFIBUS的安装及参数设置26第四章 SIEMENS S7-300通讯演示程序28第五章 SIEMENS S7200通讯演示程序29第六章 I/O接口表30第七章 电路原理图31第八章 使用元器件清单32参 考 文 献3333第一章 PROFIBUS介绍一、 概况PROFIBUS是一种开放的标准通讯协议,是针对一般工业环境下的应用而设计和开发的.协议的标准由EN50170(卷2)规程加以规定,而且已经被世界范围的许多制造商开发, 赞同和采用。 目前,PROFIBUS控制有很多种产品(由各个不同
3、的公司生产)可供选用,这些公司还制造传动设备、执行机构、阀、以及可编程序控制器(PLC)和其它的系统控制器.PROFIBUS 的运行可以通过各式各样的硬件连接介质, 例如光纤和 RS485.有三种版本的PROFIBUS:FMS、DP和PA,所有这些版本都可以使用。常用的版本是DP,适用的控制对象是一般的工业应用.这是由西门子传动产品支持的版本。二、 PROFIBUS 的使用为了连接成PROFIBUS系统,必须采用PROFIBUS模板.这一模板安装在变频器的正面, 通过RS485 串行接口与变频器进行通讯。在PROFIBUS模板的底板上装有一个9针的D 型插头 / 座(这是PROFIBUS标准的
4、要求) . PROFIBUS 系统以类似于USS 的方式对变频器进行控制和监测。PROFIBUS 协议较之 USS 协议更为复杂, 而且采用专用软件进行的控制程序开发也最好。虽然 PROFIBUS系统比某些协议,例如USS协议,更为复杂,但是,它具有以下一些优点: 具有开放的, 定义透明的系统。 由不同的制造商开发了多种产品. 在工业应用中证明效果很好. 减少了现场布线的数量; 便于(不用更改布线)重新编程, 监测和控制. 速度快, 可达12MBd. 一个DP系统最多可以连接 125 个从站. 可以由一个主站或多个主站进行操作。 通讯方式可以是点对点或广播方式。 有支持和开发软件供使用。三、
5、PROFIBUS 模板PROFIBUS 模板是一个可选件, 用户采用这一选件后, 可以通过 PROFIBUSDP串行总线 (SINEC L2-DP)对MICROMASTER 440 进行控制 。 PROFIBUSDP 是一个价格适当的高速串行通讯系统,是执行机构和/或传感器领域最优化的系统, 因为这一领域的设备对缩短系统的响应时间有着很高的要求。 PROFIBUS按照分布式 I/O系统来操作,即是说,RS485串行总线系统把各个站连接在一起,取代了传统的传感器和执行机构的布线方式。由于近年来总线的数据传输速率已提高到12MBd,PROFIBUS系统对这些应用对象的适用性得以大大增强。 通讯协议
6、的定义遵循 DIN19245 标准和 EN50170规范的要求, 保证 PROFIBUS-DP 的各个站点之间是开放的, 多主的通讯方式。一个总线系统最多可以把 125 个站点链接成为一个网络, 其数据结构非常灵活, 可以使系统优化, 完全可以满足每个被控设备的需求。 PROFIBUSDP 是西门子公司生产的新一代 SIMATIC S7 自动化系统的核心。 采用这种简单的总线系统, 可以把工程设计, 可视化和 PLC 控制集成在一起。 为了配置一个以 SIMATIC 为基础的自动化系统, 需要在一台PC上运行相关的 STEP7配置工具。总线的配置是在图象显示的PROFIBUS-DP网络中采用拖
7、动和沉着技术来完成的。采用 PROFIBUSDP 来实现系统的自动化, 其优点如下面所列:l 由操作面板,变频器,传感器,执行机构以及PLC组成自动化系统只需要一个简单的网络.l 在设备安装时间和电缆布线方面节约费用.l 用 SIMATIC S7 PLC 系统和 STEP7 软件进行调试, 使调试工作十分简便.l 系统投运以后, 扩展和改造自动化系统具有很大的灵活性。l 便于集成到更高一级的过程可视系统中, 例如 PCS7。l 在设备出现问题的情况下, 远程诊断功能减少了停机时间.四、 PROFIBUS 模板的特点l 通过 PROFIBUS 总线系统可进行快速的周期通讯。l PROFIBUS
8、支持的波特率可达 12MBd。l 采用 PROFIBUSDP 协议最多可以控制125台变频器 (带有重发器)。l 符合EN50170规范的要求,保证串行总线系统的通讯是开放的。它可以与串行总线上其它的 PROFIBUSDP/SINECL2DP外围设备一起使用。数据格式符合 VDI / VDE 规范 3689 “变速传动装置的PROFIBUS Profile ”。l 具有连接 SIMOVIS 或其它维修工具的非周期通讯通道。l 支持 PROFIBUS 控制命令 SYNC 和 FREEZE.l 使用S7管理软件,或其它任何专用的PROFIBUS调试工具,系统配置十分方便。l 采用专门设计的功能块(
9、S5) 和软件模块(S7), 可以简便地集成到 SIMATIC S5 或 S7 的PLC 系统中。l 模板从变频器的正面插入, 操作十分方便。l 不需要单独的供电电源.l 可以通过串行总线读2出数字和模拟的输入, 控制数字和模拟的输出。l 对过程数据的响应时间为5 mS .l 输出频率(和电动机速度)可以在变频器的机旁控制,也可以通过串行总线进行远程控制。l 可以实现多结点运行,控制数据通过端子(数字输入)输入,设定值通过串行总线输入。另一种方法是,设定值由机旁信号源(模拟输入)给定,传动装置的控制通过串行总线进行 .l 所有的变频器参数都可以通过串行链路进行访问.l PROFIBUS模板安装
10、在变频器的正面,推入轻便.为了拔出模板,必须拉开固定在底板上的卡子.说明:只有在变频器断电时才允许把PROFIBUS模板插入变频器,或从变频器上拔出该模板 。如果 PROFIBUS 模板与面板上的 SUB-D 插座连接 , 那么, 6SE32 变频器内部的 RS 485 连接端子 (端子 23 和 24) 必须是空闲不用的。PROFIBUS 模板不能用电缆与变频器连接 。按照 VDI/VDE 3689的规定 : PROFIBUS-DP 通讯的数据结构可以是 PPO 类型 1 或 PPO 类型 3 。 其含义实际上就是, 发送的数据总是过程数据 (发送报文中的控制字、 设定值和接收报文中的状态字
11、、实际值)。如果总线的频带宽度或PLC的存贮空间非常宝贵,那么,参数数据的交换就可能被封锁.数据的结构和PPO的类型,通常由总线的主站确定。 如果没有指定数据结构的 PPO 类型 (例如, 如果把ROFIBUS -DP/PROFIBUS FMS总线主站结合起来使用),缺省的PPO类型是1,允许进行参数数据的交换).从串行链路传输的过程数据与参数数据相比,具有更高的优先级。这就是说,修改设定值或改变变频器的控制命令, 要比修改参数的命令具有更快的处理速度. 根据需要,可以使能或禁止通过串行链路写参数,而通过串行链路读参数永远是允许的,可以连续读出变频器的数据,诊断信息,故障信息等。这样,可以轻而
12、易举地组成可视系统 。可以像变频器没有安装PROFIBUS模板时那样, 任何时候都能在变频器的机旁用 On-(接通运行), Off -(停车), Jog - (点动)和 Reverse (反向)按钮控制电动机。 PROFIBUS 电缆连接到 PROFIBUS 模板正面的 9 针 SUB-D 插座上 。表 39 PROFIBUS SUBD 插座的插针功能分配端子号功能、 信息1不接线 (NC)2NC3 RS 485的发送和接收线 , 双线, 正的差动输入 / 输出 B/P4请求发送 (RTS)6终端电阻的 5V 带隔离的供电电源7NC8 RS 485的发送和接收线, 双线, 负的差动输入 / 输
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