PROFIBUS-DP在S7 PLC与西门子调速器通讯中的应用

PROFIBUS（Process Field BUS）是一个即简单，又便宜并且有较高传送速度 （照RS485标准）的设备。在泰钢冷轧厂酸洗、轧机、平整、重卷纵切四大机组中，PROFIBUS作为一种广泛应用的现场总线标准，起着至关重要的作用。随着智能化调速器的不断发展，其同上位机之间的高速通讯也成为市场的迫切需求。虽然我们可以采用USS协议将PLC同SIEMENS调速器连接起来，但是对于大、中型控制系统，它的数据吞吐能力以及协议可靠性已经不能满足要求。因此采用PROFIBUS总线系统实现PLC同调速器的通讯连接，可以极大地提高我们控制系统的档次、稳定性和通用性。 一、硬件连接 1、CBP的安装 CBP为Master系列调速器的PROFIBUS接口板。先将电子箱中的主电子板取出，将LBA总线装入，再将主电子板插回。然后把CBP装在ADB适配板上，插入电子箱并固定。 2、PLC的安装 PLC安装方式如下图：

3、通讯线路的连接 PROFIBUS的硬件接口为D型九针插头。连接时可采用西门子提供的总线连接器，按下图接线，并在两端打开终端电阻开关。下面是泰钢冷轧平整应用S7-300和6RA70的通讯连接示意图：

二、参数设置 1、设置调速器参数 在硬件连接完毕后，需要对调速器的以下参数进行设置，以便CBP能够正常工作。 • 设置PPO类型 • 设置报文监控时间 • 设置CBP的PROFIBUS站点地址 • 设置CBP的参数使能状态 2、设置PLC参数 对CPU的DP接口进行参数设置，使其能够参数化CBP。 • PPO • CBP站点地址 3、连接诊断 设置完成后，PLC及调速器送电，此时CBP上三个发光管同时闪亮，表示通讯正常。 三、程序编制 1、有关DVA－S7 DVA－S7是西门子公司为调速器同S7 PLC通讯所提供的S7软件包，它运行于PROFIBUS－DP之上，符合欧洲传动产品生产商有关变速传动在DP上应用的协定。它内含参数发送及接收的功能块，以方便编程者调用。 采用DVA－S7编制程序，主要组成部分为：DP－SEND（参数发送功能块），DP－RESV（参数接收功能块），过程参数数据块，通讯参数数据块。通讯功能块需要两个数据块，以便进行过程的参数化和提供通讯参数的存取空间。它们之间的关系如下图所示：

2、功能块DPS7－S DPS7－S用于向调速器发送通讯数据。它根据PPO的类型以及通讯控制字的内容，自动形成有效数据，并将其送往DP接口。如果此功能块发现参数设置错误，则将错误代码写入过程数据块的两个字节中。 此功能块有三个形参： DBPA： 通讯参数数据块代码 SYPA： 系统参数字在通讯参数数据块中的起始地址 SLPA： 有效数据在通讯参数数据块中的起始地址 3、功能块DPS7－R DP－RESV用于接收调速器发送的通讯数据。它根据PPO的类型以及通讯控制字的内容，读入通讯设备的缓冲区数据，经过变换后，写入数据块。如果此功能块发现参数设置错误，则将错误代码写入过程数据块的一个字节中。 此功能块有三个形参： DBPA： 通讯参数数据块代码 SYPA： 系统参数字在通讯参数数据块中的起始地址 SLPA： 有效数据在通讯参数数据块中的起始地址 对于上述两个数据块，在程序中至少每个调速器都要调用一次。 4、数据块 （1）通讯参数数据块（DBPA） 此数据块与参与通讯的调速器数目有关。每个调速器需要5个字，另外数据块本身有四个保留字。 （2）过程参数数据块（DBND） 此数据块为每一个参与通讯的调速器提供如下通讯接口： • 同每个调速器相关的通讯数据 • 当前PKW任务的缓冲区 • PPO有效数据的发送缓冲区 • PPO有效数据的接收缓冲区 四、PROFIBUS板（CBP2）在6RA70上的启动过程： 1、 重要的通讯参数，每个参数的变址1设定为第1块通讯板（第1块CB），每个参数的变址2设定为第2块通讯板（第2块CB）： - U712 PPO型，在报文的参数段和过程数据段中定义为字数。 - U722 过程数据的报文故障时间（0=不激活）                                                            在配置DP-主站时，必须确定是否从站（CB1、CBP、CBP2）应监视具有主站的报文通讯。 - P918 总线地址 - U027 参数化使能（参数值应当通过PROFIBUS来改变时才需要）。 2、 主站控制总线上的数据传输，也可以作为有效节点被访问。主站有两种类型： - 第一类DP主站（DPM1）是一些在固定信息周期内与从站交换数据的中心站。例如：SIMATIC S5、SIMATIC S7或SIMADYN D。 - 第2类DP主站（DPM2）是编程，配置或控制/显示装置。例如：DriveMonitor，它可以用于在运行中对设备的配置、启动或监视。           下图给出由CBP2支持的服务和通道：

从站 （如CBP2）仅用于应答接受信息因而作为被动节点 PROFIBUS（Process Field BUS）是一个即简单，又便宜并且有较高传送速度 （照RS485标准）的设备。PROFIBUS传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时,所有连到总线上的装置应该被设成相同的速度。总线按令牌方法进行存取。即在一个逻辑环中，激活了的主站取得了在一个确定时间窗口的发送资格。在这个时间窗口内，主站与其他主站或下一级主-从过程中的从站进行通讯。 PROFIBUS-DP（Distributed Peripherals）主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。 对于可变速传动，在PROFIBUS程序文件中，周期型通道MSCY_C1（见上图）的可用数据结构被定义为参数过程数据对象（Parameter Process date Object）（PPO）。这个通道经常称为标准通道。可用数据结构分成不同两部分且能用报文分别传送：        PZD部分        过程数据（PZD）部分，包括控制字、设定值、状态字和实际值。        PKW部分        参数部分（PKW-参数识别值）用于读、写参数值。 当总线系统启动时，这种用于PROFIBUS主站到寻址传动装置的PPO类型可以被选用。选用那中类型的PPO，取决于在自动化网络中总是一最高优先级进行传送和处理。 如果存在这样的配置，过程数据的连接通过基本装置的连接器或工艺板的参数来实现。 四、结束语： 我们公司已在多个工程项目中采用了用PROFIBUS构成传动控制系统，达到了非常满意的效果。采用这种方式，可以非常经济、有效地解决在传动系统中自动化信息的传递问题，是目前值得大力推广的系统解决方案。 参考文献： (1) 陈立定 吴玉香 苏开才 电气控制与可编程控制器[M] 广州华南理工大学出版社 (2) 谢剑英 贾  春         微型计算机控制技术[M]    北京  国防工业出版社 (3) SIMOREG DC Master 6RA70 （系列全数字直流调速装置） 使用说明书 (4) ProfiBus 通讯手册 地址：杭州和利时自动化有限公司济南办事处        贾维恒 山东泰山钢铁集团自动化处                祁建伟 山东泰山钢铁集团冷轧薄板厂                  刘芳