基于WinAC的5611卡主从站Profibus通讯研究

摘要：SIMATIC WinAC作为SIEMENS优秀的软件PLC，可以有效的把控制、数据采集、通讯和人机界面集成在一台计算机上，本文描述以WinAC为CPU，CP5611卡作为Profibus主站，ET200M作为Profibus从站的通讯。 关键字：WinAC CP5611 Profibus 通讯 Abstract：SIMATIC WinAC as SIEMENS’excellent soft PLC,It can integate control、data collection、communication and HMI for the computer,this paper describes the communication between CP5611 as master and ET200M as slave based on WinAC CPU. Key Words：WinAC CP5611 Profibus Communication 一、引言 Profibus(中国国家标准GB/T20540 -2006 Profibus规范)是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，现已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准。特别是高速的Profibus-DP,通讯速率最快可以达到12Mb/s。可以通过Profibus-DP，可以连接远程IO、执行机构、智能马达控制器、人机界面、阀门定位器、变频器等智能设备，Profibus总线可以连接124个从站设备，传输距离可以达到1200M。 当今竞争日趋激烈的情况下，很多用户都为了节约成本提高生产效率，SIEMENS提供给用户的软件PLC WinAC作为CPU，从站连接各种类型的DP从站分布式设备，从很大程度上可以节约成本、节约安装空间、提高控制效率。 二、方案分析 基于WinAC与SIMATIC S7有一致的代码兼容性，统一的编程环境，生成的程序也可被SIMATIC S7所使用，对外跟Step7一样，有相关的硬件支持可以实现不同的通讯方式，SIEMENS的CP5611卡既可以作为MPI的通讯，也可以作为Profibus的主站通讯或者从站通讯。这样我们可以借助于WinAC的软件平台，以CP5611作为Profibus的主站，在从站上通过分布式IO完成Profibus的通讯功能。 鉴于WINCC作为优秀的组态监控软件，外部驱动集成了软件PLC和硬件PLC的通讯接口，对于软件PLC而言，具有与硬件PLC CPU一样的通讯功能，所以上位机的监控软件采用SIMATIC WINCC作为监控和组态软件，实现对现场分布式IO的监控。如图1所示。 图1、Profibus通讯原理图 三、实现方法 1、设计方法 为了实现WinAC与ET200M的通讯，要将CP5611作为主站，ET200M作为从站。设计的通讯网络如图2所示。 图2、基于WinAC的Profibus网络结构 2、软硬件需求 Profibus的主从站通讯必须有相关的硬件和软件才能进行有效的测试。经过分析需求的软件和硬件如下： 1）、Step7 V5.4 编程软件 2）、WinAC V4.1运行软件 3）、WINCC V6.0监控软件 4）、SIMATIC NET V6.2通讯软件 5）、CP5611卡和总线设备 6）、Profibus 从站模块ET200M 7）、IO模块 针对上述的软件和硬件，在计算机上正确安装软件，然后将CP5611卡插入计算机的PCI槽中，将总线设备连接到ET200M上，保证系统的连接正常。 3、配置步骤 当软件和硬件都准备好后，组态一个简单的控制系统，保证Profibus通讯正常，启动WinAC后，简单描述一下配置方法。 第一步，在Step7中插入PC Station，改名为计算机名称，配置WinAC和CP5611，同时配置WINCC Application，如图3所示。 图3、Profibus主站和从站组态图 组态好后编译，在Step7的窗口中可以实现跟普通的PLC同样的方式编程和下载。 第二步，要对SIMATIC NET组态，从计算机的右下角启动SCE，组态SIMATIC NET。在SIMATIC NET中对WinAC组态如图4所示。 图4、SIMATIC NET的WinAC组态 在SIMATIC NET中组态完毕后，在Step7中对SCE进行下载得到的结果和SIMATIC NET运行状态如图5所示。 图5、SIMATIC NET运行状态 到此为止，配置基本结束，还有一下特殊的设置要注意的就是，对外接口要设置成PC internel，还有网络组态等等。网络组态的方式在测试中做描述。 四、测试结果 所有组态配置完成结束，做了相应的下载后，重新启动WinAC，如图6所示。 图6、WinAC的运行画面 从图6可以看出，组态的运行状态是良好的，说明Profibus通讯是正常的，没有任何错误。下面简单介绍一下WinAC与上位机的通讯。 WinAC与上位机WINCC通讯有两种方式，一种是手动连接，另外一种是系统连接。 第一，手动连接，是在WINCC的SOFTPLC中添加连接，然后添加变量即可。 第二，系统连接，在Step7的网络组态中要将WINCC和和WinAC添加S7连接，然后编译上位机与下位机之间的关系，这种方式可以省去创建变量的过程。 两种通讯方式测试的结果如图7所示。 图7、WINCC和WinAC的通讯 五、结束语 结合于Profibus的应用广泛的现成总线，基于PC的自动化系统的WinAC适合大量和快速的数据处理，与控制技术相结合，给Profibus的应用又延伸了一步，主要应用于纺织机械、汽车工业、食品饮料等领域。 作者简介 程高（1981－） 男 工程师 从事控制系统设计与应用