借助于已根据 EN 50170 和 IEC 61158 进行标准化的 PROFIBUS,分布式 ET 200 I/O 设备、显示屏和操作员面板以及其它现场设备可与自动化系统通信。另外,整个自动化系统可通过现场总线投入运行,进行测试和诊断。
PROFIBUS 对所有制造商的现场设备开放。西门子通过 ASIC 和接口模块的开放式市场营销以及为 PROFIBUS 设备制造商提供技术支援,提供将其它现场设备连接到 PROFIBUS 的支持。
借助于 SIMATIC ET 200 分布式 I/O 设备和 SIMATIC S7-400 自动化系统的集成光纤接口,可方便地安装光纤总线,特别是在电磁干扰严重的环境中。
PROFIBUS 特征
根据 EN 50170 和 IEC 61158-3二版实现标准化。
用户友好型,高度的数据安全性以及高度的可用性
开放性,可连接三方组件
PROFIBUS 可在以下型号中运行:
PROFIBUS FMS(现场总线报文规范)
PROFIBUS PA(过程自动化)
PROFIBUSDP(分布式 I/O)
所有协议的要点可在一条线路上运行。
PROFIBUS FMS 协议
PROFIBUS FMS 是用于现场通用通信任务的协议。
PROFIBUS DP 协议
PROFIBUS DP 是用于分布式 I/O 的协议。它能实现高速的循环通信,而所传输的数据量不大。
PROFIBUS PA 协议
PROFIBUS PA 是用于过程自动化的协议,特别适合内部应用。 有了 PROFIBUS PA,ROFIBUS DP 协议就能变换成符合 IEC 1158-2 的内在安全物理总线性能。
通过
优化 PROFIBUS 信息服务
提高速度
总线循环时间可以忽略。
PROFIBUS 的优点得以保留,如:
高度可用性
数据完整性
标准消息结构
在工作时无反应地接通和断开总线节点。
PROFIBUS DP 特征
根据 EN 50170 和 IEC 61158-3二版实现标准化。
通过双绞线电缆和光纤电缆进行通信
多 125 个节点,每段多32个节点
总线访问控制: 权标传递,低级别的主站/从站
速度为 9.6/19.2/93.75/187.5 /500 kbit/s 和 1.5/3/6/12 Mbit/s
通过双线电缆和光纤电缆传输数据
宽范围的组件,用于连接现场总线
通用的应用场合
可通过总线进行编程
模块化扩展,现场总线可延伸以满足
动从站的速率
开放式系统;其他厂商的现场装置同样也能连接(通过GSD文件)
体系结构清晰;总体面向过程的配置
DP从站之间的直接数据通讯
等时 DP总线循环
有关装配 PROFIBUS 必需的总线连接器和电缆的详细资料,见“总线组件”和“SIMATIC工业通信网”。
有源节点(主控设备)
带 PROFIBUS DP 接口的 S7-300,S7-400,M7-300,MT-400 可编程控制器
带 PROFIBUS DP 接口的 S5-115U/H,S5-135U,S5-155U/H,S5-95U/DP 主可编程控制器
非西门子的可编程控制器(带主控设备接口)
人机接口(HMI)设备
PG 720, PG 740, PG 760 可编程装置/PC机
SINUMERIK 机床控制器
SIMADYN闭环控制系统
其他西门子主站装置或非西门子装置
无源节点(从控设备)
ET 200 分布式 I/O站
S7-200、S7-300 可编程控制器
S5-115U, S5-135U, S5-155U 可编程控制器(带 IM 308-C)
S5-95U/DP 从站可编程控制器(大 1.5 Mbit/s)
DP/AS-接口链接, DP/DP-Link, DP/PA-Link 总线耦合器
与 PROFIBUS PA 连接的 SITRANS 系列现场装置
现场装置,包括非西门子装置;如驱动装置、阀门、过程控制器和 NC 控制装置。
驱动器 (例如:MICROMASTER, COMBIMASTER, MASTERDRIVES, SIMOREG, SIMADYN, SIMOVERT)
下表所示为连接到 PROFIBUS DP 现场总线所提供的接口模块和通信模块。
自动化系统 | PROFIBUS DP 接口模块 | 参数化软件 |
---|---|---|
S7-300 | 集成于CPU 或 CP 342-5 上的接口 | 包括于 STEP 7 中 |
S7-400 | 集成于CPU 或 CP 443-5 上的接口,IM 467 | 包括于 STEP 7 中 |
M7-300 | 接口模块 IF 964-DP | 包括于 STEP 7 中 |
M7-400 | 接口模块 IF 964-DP | 包括于 STEP 7 中 |
S5-95U/DP 主站 | 集成接口 | COM PROFIBUS |
S5-115U/H | IM 308-C 接口模块 | COM PROFIBUS |
S5-135U | IM 308-C 接口模块 | COM PROFIBUS |
S5-115U/H | IM 308-C 接口模块 | COM PROFIBUS |
505 | SIMATIC 505-FIM | TISOFT 编程软件 |
在总线系统中,总线节点共享传送介质。总线访问控制定义了何时总线节点能够访问传输介质。为此,PROFIBUS 使用混合访问程序(带有较低级别主从的令牌传递)。
以下两种情况下的访问程序有所不同:
主动总线节点(主站)和
被动总线节点(从站)。
在每种情况下,一个有源节点都通过发送权(令牌)接收对总线的访问。 经过*的时间后,它将发送权传递到总线系统中的下一个有源节点。如果节点不需要发送任何内容,则令牌将立即传递到下一个主站模块。
无源节点(例如 ET 200 分布式 I/O 设备)不接收发送权。 它们直接由分配给它们的主站模块访问。
有用且易于操作的工具可用于 PROFIBUS DP 现场总线系统的组态、参数设置、调试和诊断。
STEP 7 编程软件用于 SIMATIC S7 主站接口。
自动化设备和现场技术与 SIMATIC S7 和 PROFIBUS DP 一起发展。 所有用于对现场总线系统进行组态的功能都已经集成在 STEP 7 编程软件中。
对于 SIMATIC S5 主站接口,使用 COM PROFIBUS 参数设置软件。它们可使用带有 IM 308-C 接口模块的 SIMATIC S5 主站和 S5-95U/DP 主站自动化设备,通过菜单引导对 PROFIBUS DP 现场总线进行简便参数设置。
1.PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定,因此用户选择的余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡,因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数,功能扩展方便灵活,一般用于大中型控制系统。
2.输入输出模块的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等,与应用要求应一致。可根据应用要求,合理选用智能型输入输出模块,以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。
3.电源的选择
PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源,与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时,应核对提供的电流是否满足应用要求,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采用简单的二管或熔丝管隔离。
4.存储器的选择
由于计算机集成芯片技术的发展,存储器的价格已下降,因此,为保证应用项目的正常投运,一般要求PLC的存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时,应选择容量大,档次高的存储器。
1.PLC梯形图经验设计法的要点
①PLC的编程,从梯形图来看,其根本点是找出系统中符合控制要求的各个输出的工作条件,这些条件又总是用编程元件按一定的逻辑关系进行组合来实现的。
②梯形图的基本模式为启—保—停电路。每个启—保—停电路一般只针对一个输出,这个输出可以是系统的实际输出,也可以是中间变量。
③梯形图编程中有一些约定俗成的基本环节,它们都有一定的功能,可以像摆积木一样在许多地方应用。