西门子模块6ES7231-0HF22-0XA0库存优势

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  3.2PROFIBUS-DP网络组成

    利用S7-300CPU313C-2DP作为主站,逆变器加CBP板、现场触摸屏（TP170A）作为从站,组成一个单主PROFIBUS-DP通信系统。DP适用于数据高速通信的场合,采用RS-485双绞线电缆或光纤电缆,波特率从9.6Kbp2Mbps,采用点对点(用户数据与传输)或广播(控制指令)方式,支持循环的主从。PROFIBUS网络组成图如图2所示。

    由于PLC主站和所有从站都为SIEMENS公司产品,所以都满足PROFIBUS总线通信协议。在本系统中,采用RS485屏蔽双绞线作为通信介质,通信波特率为1.5Mbps,为PROFIBUS环形网络。PROFIBUS-DP主要使用主-从方式,PLC主站周期性地与传动装置进行数据交换。在PROFIBUS结构中,周期性通道MSCY-C1的可用数据被定义为参数过程对象PPO,可用数据结构分成不同两部分且用报文分别传送：PZD部分（包括控制字,设定值,状态字和实际值）;PKW（用于读、写参数值）。当总线系统启动时,这种用于PROFIBUS主站到传动装置的PPO类型可以被设置,设置那种类型的PPO,取决于在自动化网络中传动装置的功能。

    PROFIBUS装置有各种不同特性,为了所有主站系统能正确调用所使用的附加板,必须需要每一个装置的主数据文件GSD。为了能够有效通信,在STEP7中,必须为每一总线设备设定地址,以便主站寻址。在CBP板设置的通信参数有：P918（总线地址）,P712（PPO类型）,P722（过程数据的报文故障时间）。

    本系统采用了PROFIBUS-DP总线,使得系统节省了到机台的大量电缆,增加了可靠性,减少了变频系统的干扰,便于人员操作和维护。    

    3.3PROFIBUS的诊断功能

    PROFIBUS具有强大的诊断功能,当接到从站传到的警报或出错时,主站迅速作出反应中止正常通信,对故障快速定位。这种诊断信息分为三级：本站诊断操作、模块诊断操作、通断诊断操作。故障以后,总线恢复正常通信。    

    4．现场总线技术应用于电力传动系统的前景及优越性

    电力传动是工业自动化的一个重要分支领域,电力控制装置随着功率电子学,微电子学和计算机技术的发展,以具有相当水平的自治性和智能化。现场总线技术在电力传动领域中的应用,具有以下优点：①推动电力传动装置全数字化。由于现场总线系统的开发性,各个不同厂家的设备之间可以实现信息交换,用户可以按自己的需要和考虑,把来自不同厂家的设备组成大小随意的的系统。使得生产厂家在应用现场总线技术到产品时,将进一步加大装置全数字化。②降低电力传动控制系统的安装成本和维护费用。由于现场总线系统中分散在现场的智能设备能直接执行多种传感控制报警和计算功能,因而可减少变送器的数量等,从而减少系统硬件投资。而且现场总线系统接线十分简单,电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少,节省了安装费用。由于现场控制设备具有自诊断和处理简单故障的能力,并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室,用户可查询所有设备的运行,诊断维护信息,以便早期分析故障原因并快速解除。③充分应用软件功能,提高系统复杂控制的能力。由于现场总线系统设备的智能化、数字化,与模拟信号相比较,它从根本上提高了测量与控制的精度;减少了传送误差。同时由于系统结构简单,减少了信号的往返传输,提高了系统的可靠性。PLC与传动装置之间减少了直接输入输出电缆连接,充分应用软件功能,所有控制量都通过现场总线得以实现,进而提高了系统复杂控制的能力。   

  1.关于INTERBUS总线

    菲尼克斯电气一直致力于中国自动化事业的发展。作为现场总线、PC-Based、工业以太网技术的先导，菲尼克斯提出了FIELDBUS+ETHERNET这一新型自动化方案，构造了完善的工业企业管理控制网络。

    上个世纪末以来，随着通讯技术、计算机技术网络技术的飞速发展，工业自动化领域发生了深刻变革。德国PhoenixContact公司努力投身于这一时代浪潮，在现场总线技术、PC-Based技术、工业以太网技术这自动化界三大重要革新中**着世界的步伐。

    作为现场总线的*，来自德国的PhoenixContact公司的INTERBUS现场总线诞生于1986年，采用非常*特的集总帧传输协议，有效达52%，具备强大的故障诊断功能；采用双绞线无中继器传输距离长达12.8公里；；单主站可连接较多达255个从站；扫描4096I/O点的时间仅为7.8毫秒（500Kbps）。以其技术的先进性、开放性、成熟性广泛适用于汽车、机器、物流设备、设备等各种制造业领域中。在**有3000多个总线设备生产厂家，安装节点**过400万个，现已成为众多厂家可以选择的自动化系统之一。INTERBUS现场总线是国际标准IEC61158、欧洲标准EN-50254、德国标准DIN-19258和中国机械工业标准JB10308-8所规定的标准现场总线。

    6日，作为现场总线、PC-Based、工业以太网技术的先导，菲尼克斯又提出了FIELDBUS+ETHERNET这一新型自动化方案，构造了完善的工业企业管理控制网络，致力于中国自动化事业的发展。随着现场总线技术的出现和发展，各种现场总线的市场竞争日趋激烈，在IEC61158国际标准中，八种总线（FF的H1、FF-HSE、Profibus、INTERBUS、P-NET、WorldFIP、ControlNet、SwiftNet）均列入国际标准，形成多种总线共同竞争的局面。

    INTERBUS作为IEC61158标准之一，广泛地应用于制造业、机器加工等行业中，用于从传感器/执行器到计算机控制站的信号连接，是一种开放的串行总线系统。INTERBUS总线协议于1984年推出，其主要技术开发者为德国的PhoenixContact公司，1986年开始在汽车制造中成功使用后，很快在各种行业中得到大量的使用，目前**使用量达750万节点。

    １.1INTERBUS总线结构

    INTERBUS总线包括远程总线网络和本地总线网络，两种网络传送相同的信号但电平不同。

    四、应用特点简介

    由于CC-bbbb可以直接连接各种流量计、电磁阀、温控仪等现场设备，降低了配线成本，并且便于接线设计的更改

    ；通过中继器可以在4.3公里以内保持10M的高速通讯速度，因此广泛用于半导体生产线、自动化传送线、食品加工线以及汽车生产线等各个现场控制领域。在中国国内，也已经有不少地方使用了CC-bbbb。现将其应用特色归纳如下：    

    a)便于组建价格低廉的简易控制网

    作为现场总线网络的CC-bbbb不仅可以连接各种现场仪表，而且还可以连接各种本地控制站PLC作为智能设备站。在各个本地控制站之间通讯量不大的情况下，采用CC-bbbb可以构成一个简易的PLC控制网，与真正的控制网相比，价格较为低廉。

    例如青岛海尔的空调测试生产线。该生产线的每个测试工位都采用了一套独立的PLC（三菱电机的FX2NPLC），来控制该测试工位的测试任务。为了使管理层的人员能够及时了解生产线各工位的工作情况，所以采用CC-bbbb将各个独立的控制站连接成为一个网络，通过与主站（三菱电机的A1SJHCPU）连接的上位机来监控整个测试线的工作情况。与传统的RS485通讯方式相比，CC-bbbb不仅通讯距离长、速度快，具有价格上的竞争优势，而且由于CC-bbbb提供了强大的RAS功能，所以在上位机上可以监控各个现场测试站的工作情况，及时发现各种异常，以及网络的连线异常等。当现场测试站中的某一个PLC站出现问题，会自动断线，而不影响其他站的工作，当该站修复后，会自动上线。

    b)便于组建价格低廉的冗余网络

    在一些领域对系统的可靠性提出了很高的要求，这时往往需要设置主站和备用主站构成冗余系统。虽然CC-bbbb是一个现场级的网络，但是提供了很多高一等级网络所具有的功能，如：可以对其设定主站和备用主站，由于其造价低廉，因此性价比较高。

    例如在银川的热电厂项目中，采用了CC-bbbb的这一功能。主站、备用主站均采用三菱电机的Q2ASHCPU，通过CC-bbbb连接了两个远程输入站和远程输出站。当主站、备用站均正常工作时，由主站对远程站进行控制；当主站出现故障时，备用主站将自动接管系统的控制权，作为主站工作，防止了系统的停滞。

    c)适用于一些控制点分散，安装范围狭窄的现场。

    在楼宇监控系统中，如燃气监控系统，其相应的检测点很多，而且比较分散。另外，高层建筑为追求设计的经济型，往往尽量缩小夹层和上下通道的尺寸。采用CC-bbbb现场网连接分立的远程I/O模块，一层网络较多可以控制64个地方的2048点，总延长距离可达7.6公里。小型的输入输出模块体积仅为87.3x50x40mm，足以安装在较为狭窄的空间内。

    上海西派埃实业公司测控部采用CC-bbbb的现场网络通讯方式，与1998年上半年成功地开发了“FLD现场总线式燃气泄漏监控系统”并将其产品化，此产品已成功运用于上海浦东国际机场等项目中。

  在化纤涤纶短丝的生产工艺流程中,后处理牵伸联合机是整个生产线中的关键设备,各单元机的控制精度直接影响成品丝的质量。采用传统的机械长边轴或同步调节器控制,各单元机之间的工艺比例倍数调整较不方便,且控制精度难以保证。所以,为了方便对各工艺参数的调节,提高整个系统的控制精度和可靠性,采用“西门子TP170A触摸屏+S7-300PLC+矢量控制型逆变器”的控制方案。    

    2PROFIBUS-DP现场总线简介

    PROFIBUS是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。PROFIBUS广泛应用于加工制造、过程和楼宇自动化等行业。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS-PA。其特点分别为：PROFIBUS-DP(工厂自动化),快速即插即用;PROFIBUS-FMS(通用性自动化),通用、大范围使用、多主通信;PROFIBUS-PA(过程自动化),面向应用、总线供电、本质安全。PROFIBUS-DP用于设备级的高速数据传送,中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备进行通信,多数数据交换是周期性的,除此以外,智能化现场设备还需要非周期性通信,以进行配置诊断和报警处理。

    PROFIBUS协议的实现可以通过PROFIBUS的专门协议芯片和微处理的结合来完成。在电力传动领域,各个公司分别推出自己的实现PROFIBUS协议的通信模板,直接插入变频器内就可以完成通讯。如SIEMENSSIMOVERTMASTERDRIVERS变频器中的CBP板,艾默生变频器的TDS-PA01适配器。现就涤纶短丝后处理牵伸联合机传动系统中PROFIBUS的具体应用作一描述。    

    3 涤纶短丝后处理牵伸联合机PROFIBUS现场总线的应用

    3.1涤纶短丝后处理牵伸联合机传动系统简介

    本文以涤纶短丝后处理牵伸联合机传动系统为例,介绍现场总线在牵伸联合机系统中的应用。

    化纤聚酯瓶片经熔融纺丝卷绕上油形成丝束喂入盛丝桶内,盛丝桶里的丝束从集束架引出,经过浸油槽上油,进入**牵伸机;本生产线共有两道牵伸,一道牵伸在**牵伸机和*二牵伸机之间进行;一道牵伸所需的牵伸温度是75～80℃,由水浴牵伸槽提供。二道牵伸是在*二牵伸机和*三牵伸机之间的蒸汽牵伸箱中进行,牵伸温度约为95～100℃;牵伸后的丝束由由叠丝机将其叠成一片,送卷曲机使丝束卷曲成形。系统结构组成如图1所示。

    系统使用6套西门子矢量控制型逆变器,分别驱动六台单元机。PLC采用西门子S7-300系列。在主控柜内设置PLC主站,现场操作台上装有西门子TP170A型触摸屏,触摸屏与各变频器均为从站。PLC通过PROFIBUS-DP现场总线将主站与从站全部连接起来组成了一个工业现场总线系统,即提高了系统的可靠性与高性能比,也较大地方便了工艺人员和操作人员。该系统主要有以下特点和新功能：①矢量控制变频技术,电机上的编码器和逆变器构成速度闭环;②能耗制动加机械制动,停车时自动投入制动工作,工作可靠,制动平稳,实现了高速下的快速停车;③先进的工业现场总线系统与PROFIBUS总线;④触摸屏使用户操作方便,速度、电流等数据实时显示,电气系统运行监控与显示,故障显示,诊断,报警等。

    由于CC-bbbb是一个现场总线网，因此它可以直接连接各种现场设备。

    例如在河北大剧院的项目中，使用了众多的变频器。原先常用的连接变频器的方法是通过输出接点、模拟量或者RS485通讯等方式进行控制。例如采用模拟量，则针对一个变频器，PLC需要有一个模拟量模块的一个通道与之相对应，如果采用1个模块8通道的D/A转换模块，则连接40台变频器需要5个这样的模块，而如果采用CC-bbbb的连接方式，PLC上安装一个连接模块，就可以连接42台变频器。采用CC-bbbb连接变频器，不仅可连接的数量多，通讯距离也比RS485长，而且具有网络通讯的总体监控和诊断功能，通讯编程方便，这些都是RS485通讯所无法比拟的。

    五、实际应用实例简介

    （一）梅州打叶复烤生产线监控系统采用了CC-bbbb来组建其现场的工作网络，并通过CC-bbbb对生产设备进行监控。目前该系统已经正式投入运行，工作良好。生产线机械部分采用北京长征达奥控制工程系统集成有限公司和昆明船舶设备集团有限公司生产的机械，并由两家公司采用三菱电机的工控产品进行系统集成，而且系统的造价比已往的引进生产线降低了很多。

    该生产线由打前预处理、打叶分风、除尘、烤片、烤梗、预压打包等6个工艺段组成，分别由6个三菱Q2ASCPU-S1PLC站控制。这6个PLC站通过MELSECNET/10网进行彼此间的通讯，并通过打前预处理段的PLC经由以太网与上位计算机相连。两台上位监控计算机采用IFIX的组态软件对整个生产线进行在线监控，并将从现场采集到的数据存入数据库。一台工作站计算机可以对数据库的数据进行整理、分析、存储和。工程师站的计算机可以读取现场所有6个控制站的程序，监控其运行状态，修改程序，或者进行远程控制。PLC控制站上安装有一块CC-bbbb链接模块A1SJ61T11，通过该模块连接数台变频器以及1台人机界面A985GOT。在人机界面上，可以进行各种输入控制和输出监视，并可直接控制变频器。

    为了后文的解说方便，我们对系统作一下简化。定本系统的CC-bbbb模块插在CPU模块右侧的**个槽上，起始地址为：H0000。通过现场总线连接一台变频器和一台人机界面。在人机界面侧对变频器进行启停、频率调整和监测、加速度调整和监测、负载电流监测、和复位控制。

    具体使用的PLC内部资源如下：

    X20：启动

    X21：停止

    X22：输入频率；D201：存放设定的频率值

    X23：监控频率；D101：存放监控的频率值

    X24：监控电流；D100：存放监控的电流值

    X25：输入加速度；D203：存放设定的加速度值

    X26：监控加速度；D103：存放监控的加速度值

    X27：复位

    采用CC-bbbb连接时需要做硬件以及软件两方面的设置。