1  引言

    Profibus-DP（Distributed I/O System-分布式I/O系統(tǒng)）是一種經(jīng)過優(yōu)化的模塊,，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率，適用于系統(tǒng)和外部設(shè)備之間的通信,，遠程I/O系統(tǒng)尤為合適,。適用于對時間要求苛刻的自動化控制系統(tǒng)中。Profibus-DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)可使許多現(xiàn)場設(shè)備（如PLC,、智能變送器,、變頻器）在同一總線進行雙向多信息數(shù)字通訊，因此可方便地使用不同廠家生產(chǎn)的控制測量系統(tǒng)相互連接成通訊網(wǎng)絡(luò),。通過Profibus-DP過程現(xiàn)場總線通訊技術(shù)的這一特點,，本文分別采用西門子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS800變頻器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊，完成通過網(wǎng)絡(luò)控制傳動設(shè)備,。

2  系統(tǒng)配置

    1）該系統(tǒng)以西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP作為主站,，ABB公司的變頻器ABB-ACS800為從站，實現(xiàn)全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)在Profibus-DP網(wǎng)中的通訊及控制,。附圖為該系統(tǒng)的Profibus-DP網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)配置圖,。

    2）編程軟件為STEP7 V5.4軟件，用于對S7-300 PLC編程和對Profibus-DP網(wǎng)進行組態(tài)和通訊配置,計算機與PLC通訊采用Profibus-DP通訊方式,。

    3）RPBA-01為與變頻器配套的通訊適配器,插在ABB變頻器的插槽1內(nèi),，其外觀如圖所示，其中S1為總線終端器選擇開關(guān),總線終端器可以防止總線電纜端的信號反射,，如果模塊是網(wǎng)絡(luò)中的最后一個模塊或是第一個模塊,，總線終端器必須設(shè)置為ON ，當(dāng)使用PROFIBUS 帶內(nèi)置終端器的D-sub 連接器時,，必須斷開 RPBA-01終端器,；S2為DP地址十位,S3為DP地址個位，如地址為26,，則S2撥到2,，S3撥到6，在操作時，可以改變節(jié)點的地址,，但是模塊必須重新初始化才能使改變生效,。

3 通訊協(xié)議的設(shè)計

    1）PROFIBUS 是一種開放式串行通訊標(biāo)準，該標(biāo)準可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)在各類自動化元件之間互相交換,。 PROFIBUS 主要有三種類型：PROFIBUS-FMS （Fieldbus Message Specification,，現(xiàn)場總線信息規(guī)范）, PROFIBUS-DP （DecentralisedPeriphery，分布式外設(shè)） 和PROFIBUS-PA （Process Automation, 過程自動化）,。RPBA-01 PROFIBUS-DP 適配器模只支持PROFIBUS-DP 協(xié)議,；。Profibus-DP通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)電報結(jié)構(gòu)分為協(xié)議頭,、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和協(xié)議層,。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)即PPO包括參數(shù)值PKW及過程數(shù)據(jù)PZD。參數(shù)值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼如正反轉(zhuǎn)命令源,，給定值的命令源等;過程數(shù)據(jù)PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些數(shù)據(jù)值,，如頻率給定值、速度反饋值,、電流反饋值等,。Profibus-DP共有5種類型的網(wǎng)絡(luò)PPO，其格式如下圖所示,，其中：ID-參數(shù)識別 IND-數(shù)組索引號 VALUE-參數(shù)值 CW-控制字 SW-狀態(tài)字 REF-給定值 ACT-實際值 PZD-過程數(shù)據(jù) DW-數(shù)據(jù)字,。

    2）總線的物理傳輸媒介是雙絞型電纜（符合RS-485 標(biāo)準）?？偩€電纜的最大長度在100～1200 米范圍內(nèi),，具體長度取決于所選的傳輸速率。最多可以有31 個節(jié)點連接到同一個PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)段上,，并且不需要使用中繼器,。如果使用中繼器，連接到網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點數(shù)（ 包括中繼器和主機站） 可以增加到127個,。

    3）通訊協(xié)議設(shè)計為主/從方式,，S7-300 PLC作為主站，變頻器作為從站,，主站向變頻器傳送控制指令,，同時接受變頻器反饋的運行狀態(tài)及運行參數(shù),。變頻器與RPBA-01通訊適配器模塊相連,，接入Profibus-DP網(wǎng)中作為從站，接受從主站SIMATIC S7-315-2DP來的控制,。RPBA-01通訊適配器模塊將從Profibus-DP網(wǎng)中接收到的過程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中,，變頻器將RAM中的數(shù)據(jù)寫入控制字、設(shè)定值或讀出實際值、診斷信息等參量,，從而使變頻器能夠按照計算機指令運行,。

4 STEP7項目系統(tǒng)組態(tài)及通訊編程

    1） 使用STEP7V5.4組態(tài)軟件，進入Hardware Configure,，將RPBA-01的GSD（設(shè)備數(shù)據(jù)庫）文件導(dǎo)入STEP7的編程環(huán)境中,，點擊options——install GSD file 將ABB變頻器的GSD文件導(dǎo)入STEP7中，如圖1所示,，導(dǎo)入成功后如圖2所示,，GSD文件可從http://www./或從ABB網(wǎng)站下載，文件名為ABB_0812.GSD,。

    2） 選定S7-315-2DP為主站系統(tǒng),，默認地址為2，將ABB的RPBA-01組態(tài)到S7-315-2DP為主站的DP網(wǎng)上,，并選定使用的PPO類型,，本文使用PPO4，設(shè)定站點網(wǎng)絡(luò)地址為4,，如下圖所示,然后編譯存盤,。

    3）PLC主機從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站，因此在PLC主程序OB1中調(diào)用兩個系統(tǒng)功能塊SFC14和SFC15來讀寫這些數(shù)據(jù),，實現(xiàn)到變頻器的通信控制,，并在PLC程序中建立一個數(shù)據(jù)塊DB10，用于變頻器的數(shù)據(jù)通信,，如圖所示,到此程序設(shè)計部分全部完成,，可以通過控制字來實現(xiàn)傳動設(shè)備的控制。

5 變頻器運行設(shè)置

    通訊電纜聯(lián)接后,，啟動變頻器,，完成對變頻器通訊參數(shù)的設(shè)置，如下圖所示,。

6 結(jié)束語

　　這樣,，ABB變頻器與S7-300PLC的連接已經(jīng)基本建立，可以通過編寫程序通過PLC來控制變頻器的啟,、停,、速度給定等各項功能，來滿足工藝要求,。同時也可以讀取變頻器數(shù)據(jù)通過上位機進行顯示,，達到在線監(jiān)視和診斷的目的，變頻器控制系統(tǒng)采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線控制模式后,，不但整個系統(tǒng)可靠性強,，操作簡便,，而且可根據(jù)工藝需要進行靈活的功能修改。