基于Profibus-DP设计的通讯在宽厚板热处理系统应用

间的通讯采用的是通过DP/DP COUPLER连接的方法。对于DP/DP COUPLER连接的两个网段,通讯速率可以不同,因此DP/DP COUPLER非常适用于不同通讯速率的两个PROFIBUS-DP主站系统之间的数据通讯,但对于通讯数据区,网络1的输入区必须和网络2的输出区完全对应,同样网络2的输入区必须和网络1的输出区完全对应,否则会造成通讯故障。

3.3 硬件组态

通过Profibus-DP网连接,整个系统构成了一个全数字、全网络化系统,成为能完成组态、运行、操作等功能的完整的控制网络系统。预处理区系统的硬件组态如图2所示。

预处理区系统PLC主站由一块电源模块PS 407 10A、一块CPU模块 416-2 DP、6块DP通讯模块CP 443-5、1块以太网通讯模块CP 443-1、一块数字量输入模板和一块数字量输出模板组成。结合图1和图2可以看出,磁盘上料和抛丸机通过地址是8和6的两块DP/DP COUPLER与预处理区系统通讯,在此系统中直接挂在416-2 CPU自带的DP端口;系统中所有设备的变频器挂在第一块CP 443-5模块;与三号热处理炉通讯的DP/DP COUPLER和ET200站RIO05挂在第二块CP 443-5模块;ET200站RIO04和6个编码器挂在第三块CP 443-5模块;H7系统的EM277、ET200站RIO01、ET200站RIO02和7个编码器挂在第四块CP 443-5模块;ET200站RIO03、ET200站RIO06、ET200站RIO02和2个编码器挂在第五块CP 443-5模块;与一号热处理炉通讯的DP/DP COUPLER挂在第六块CP 443-5模块。

在S7-400中,不需要为现场总线编写通讯程序,只要通过STEP 7软件包对DP主站和所有DP从站进行硬件组态,统一分配地址即可[3]。

由于在上述硬件组态过程中已经解决了网络的通讯问题,所以在编程时无须考虑通讯问题,只要像对一台PLC那样对所有I/O地址编程即可。由此可见使用PROFIBUS—DP现场总线具有“硬件分散,软件集中”的特点。

3.4 Profibus的故障诊断

Profibus是一种抗干扰性比较强的现场总线,但不时还会发生一些故障。在处理故障的过程中我们发现,造成Profibus通讯出现故障的原因,80%都是最简单的原因,比如:现场没有接地处理、布线时与动力电缆没有分开等等。

现场诊断一般会使用到BT200和示波器等设备。BT200是西门子的提供的Profibus网络诊断设备,可以进行网络距离检测,网络连接的质量的检查(比如断线、短路等等);而示波器常常用于检测Profibus通讯的波形[4]。

STEP7等编程工具也可以做为网络诊断的一种工具。在STEP7软件中,提供了“在线诊断”的功能,可以实时的对Profibus网络进行最直接的诊断。比如:哪些从站出现故障,可在STEP7的诊断缓冲区中直接得到故障信息。STEP7还提供了一些Profibus的诊断功能块,比如 FB125/FC125等,方便用户通过编程的方式在程序运行中诊断ProfibusS网络中出现的故障,同时可将故障信息直接显示在上位机画面上。

4 结束语

本系统在试运行后,运行安全、稳定、可靠,能够满足莱钢宽厚板热处理生产所需的各项工艺技术指标,系统采用Profibus-DP现场总线方式,PLC通过DP线连接各个ET200站和现场设备,减少了现场电缆的数量和接线工作量,降低了系统故障率。由于所有的测控信息通过总线通信来实现,全数字通信取代了模拟信号的传输,提高了系统的控制精度,取得了比较明显的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1] 阳宪惠.现场总线技术及应用[M].北京:清华大学出版社,1999,7.

[2] 李正军.现场总线与工业以太网及其应用系统设计[M].北京:人民邮电出版社,2005,75.

[3] 廖常初.西门子工业通信网络组态编程[M].北京:机械工业出版社,2004,51.

[4] 柴瑞娟,陈海霞.西门子PLC编程技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2007,13.