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Profibus是聯(lián)邦德國于九十年代初制定的國家工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議標準，代號DIN19245，由十三家工業(yè)企業(yè)及五家研究所經(jīng)過兩年多 的時間完成。1996年經(jīng)歐洲電工委員會批準被列為歐洲標準EN50170。根據(jù)歐洲標準化規(guī)則，EN50170于當年自動地在法律上得到歐洲所有國家標 準化機構(gòu)的認可。德國注銷了原有的PROFIBUS國家標準DIN19245，以EN50170取而代之。從現(xiàn)在起，歐洲所有公開的招標都是在 EN50170的基礎上進行的.EN50170在保護投資方面為生產(chǎn)廠家和用戶提供了一個zui高的標準。 PROFIBUS 提供一個從傳感器直至管理層的透明網(wǎng)絡。


正因為如此，PROFIBUS 可以在許多方面——從汽車工業(yè)、機器制造業(yè)、食品工業(yè)、運輸業(yè)直到環(huán)保工程等，獲得應用。近年來，PROFIBUS在眾多的現(xiàn)場總線中占據(jù)*，并以其約 占40%的*居歐洲.作為開放式通信系統(tǒng)工業(yè)標準，PROFIBUS現(xiàn)場總線公布了網(wǎng)絡各層協(xié)議的所有規(guī)范。按照這些規(guī)范設計設備網(wǎng)絡接口，不 同的設備可以實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)。這給控制設備的生產(chǎn)廠家、系統(tǒng)設計安裝調(diào)試單位和用戶帶來了*的方便。用戶可根據(jù)需要選擇不同的設備，構(gòu)成相應的系統(tǒng)，以減 少設備的冗余度，降低成本，也為以后系統(tǒng)的擴充提供了方便。Profibus現(xiàn)場總線技術的特點?PROFIBUS為多主多從結(jié)構(gòu)，可方便地構(gòu)成集中式、 集散式和分布式控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡協(xié)議以 ISO/OSI參考模型為基礎，對第三層到第六層進行了簡化。

Profibus協(xié)議的*部分是物理層和鏈路層協(xié)議。物理層采用RS-485標準通信規(guī)范，傳輸介質(zhì)為雙絞線，其技術指標如下：
技術標準：EN50170 接口標準：EIA RS－485; 網(wǎng)絡插口：SUB－D9芯插頭; 波 特 率：9.6K，19.2K，93.75K，187.5K，500K 響應時間：<20ms; 碼方式：IEC規(guī)定之ManchesterⅡ標準 ; 拓撲結(jié)構(gòu)：兩端帶有終端器的總線結(jié)構(gòu) ;傳輸距離：波特率9.6K，19.2K，93.75K時 1200m; 波特率187.5K時600m ;波特率500K時200m（可通過中繼器增加傳輸距離） ;站 點 數(shù)：主站+從站共126個 電 纜：屏蔽雙絞線，截面>0.22mm ，阻抗120 W 　　

Profibus鏈路層又稱FDL，它采用混合介質(zhì)存取方式，即主站間按令牌方式，主站和從站間按主從方式工作。令牌是一條特殊的電文，它在主站之間按照 地址的升序傳遞總線控制權(quán)（即令牌），得到令牌的主站可在一定的時間內(nèi)執(zhí)行本站的工作。這種方式保證了在任一時刻只能有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)，并且任一個主站 在一個特定的時間片內(nèi)都可以得到總線操作權(quán)，這就*避免了沖突。鏈路層保證損壞或掉電的站點從環(huán)中排除，新上電的主站加入令牌環(huán)。鏈路層的另一個主要任 務是保證數(shù)據(jù)的無差錯傳輸，這是通過海明間距＝4、按照標準IEC870－5－1制定的特殊的起始和結(jié)束界定符、每個字節(jié)的奇偶校驗和每條電文的 CRC循環(huán)校驗保證的.（可通過中繼器增加傳輸距離） PROFIBUS鏈路層提供的服務有：SDA （發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回答） SDN （發(fā)送數(shù)據(jù)，不要求回答） SRD （發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回送數(shù)據(jù)）CSRD（循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回送數(shù)據(jù)）

Profibus的zui大電文長度為255個字節(jié)。電文由標識符、源及目的地址、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)、命令字和循環(huán)校驗碼等構(gòu)成，有效數(shù)據(jù)zui長246字節(jié)。
Profibus協(xié)議的第二部分是應用層協(xié)議(FMS)，第三部分為DP協(xié)議，它們都使用相同的底層協(xié)議，用于不同的應用領域。 FMS定義了應用層（第七層）的內(nèi)容。由于Profibus沒有第三層到第六層，所以這幾層的必要功能在一個稱為“底層接口”（LLI）的模塊中完成，由 LLI將這些功能映射到FMS中。FMS提供了多種強有力的通信服務，這些服務是的MAP協(xié)議中MMS服務的一個子集。為使這些功能適應不同應用領域 當中真正的實際需要，F(xiàn)MS包括稱為“行規(guī)”（PROFILE）的特殊定義。行規(guī)規(guī)定不同制造商制造的、遵從同一行規(guī)的PRIFIBUS設備應具有相同的 通信功能。行規(guī)中除通信參數(shù)的選擇外，還包括隊狀態(tài)和錯誤的解釋及針對應用的定義等許多信息。

目前已經(jīng)完成的有大樓自動化、驅(qū)動器、傳感器和執(zhí)行器、可編程控制器、紡織機器和低壓開關設備等行規(guī)，這些行規(guī)的制定為用戶使用提供了*的方便，也是Profibus得到廣泛應用的一個重要原因。
Profibus協(xié)議的第三部分是PROFIBUS的DP協(xié)議，用于傳感器和執(zhí)行器級的高速數(shù)據(jù)傳輸。它以PROFIBUS-FDL為基礎，根據(jù)其所需要 達到的目標對通信功能加以擴充。DP的傳輸速率可達12Mbit/S，一般構(gòu)成單主站系統(tǒng)，主站、從站間采用循環(huán)數(shù)據(jù)傳送方式（CSRD）工作。 PROFIBUS-DP廣泛地應用在德國西門子公司生產(chǎn)的控制設備當中。DP和FMS可混合工作。

Profibus協(xié)議的第四部分是PROFIBUS的PA協(xié)議,適用于對安全性要求較高的場合，這由PROFIBUS的第四部分描述，PA實現(xiàn)了 IEC1158-2規(guī)定的通信規(guī)程，設備行規(guī)定義了設備各自的功能，設備描述語言（DDL）及功能塊允許對設備進行*的內(nèi)部操作。
綜上所述，Profibus嚴格的定義和完善的功能使其成為開放式系統(tǒng)的*。特別需要指出的是，除了使用專門的ASIC芯片之外，PROFIBUS也可 以用通用電子器件實現(xiàn)（如8050，8086，V25等），價格低廉，容易推廣。這些特點使得它在短短幾年內(nèi)在化工、冶金、機械加工以及其它自動控制領域 得到了迅速普及和應用。
Profibus現(xiàn)場總線的應用:據(jù)1997年統(tǒng)計，世界上已有約100多萬臺PROFIBUS儀表在自動化設備中應用，而且每年增長20-30%。目 前，世界上約有650家廠商加入了PROFIBUS用戶協(xié)會并提供上千種PROFIBUS產(chǎn)品。以的西門子公司為例，它可提供一百多種 PROFIBUS產(chǎn)品并已經(jīng)把它們應用在中國的許多自動控制系統(tǒng)中.為在中國推廣應用PROFIBUS工業(yè)現(xiàn)場總線標準，PROFIBUS中國用戶協(xié)會于 1997年7月成立。協(xié)會的會員由生產(chǎn)廠商（包括PROFIBUS用戶協(xié)會成員在中國開辦的合資或獨資企業(yè)）、科研單位、學校、廠礦企業(yè)及其他用戶組 成。協(xié)會的宗旨是竭城為廣大用戶服務，通過舉辦技術講座及發(fā)行不定期內(nèi)部刊物等手段介紹國內(nèi)PROFIBUS發(fā)展及應用的動態(tài)，宣傳和介紹有關生 產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及應用實例，促進用戶之間的信息交流。

西門子DP總線逐漸在工業(yè)現(xiàn)場推廣，不少設備不但具有傳統(tǒng)儀表的功能，而且還具備現(xiàn)場總線的功能、在DCS中，西門子DP總線被廣泛應用?，F(xiàn)場總線在使用中需要注意以下幾個問題：

1）通信距離。西門子DP總線的通信距離一般有一定的要求，例如，PROFIBUS/DP在12Mbps速率時，采用標準電纜，可以達到200m，如果采 用187.5kbps速率，可以達到1 000m。通信距離有兩層含義，*個，是兩個節(jié)點之間不通過中繼器能夠?qū)崿F(xiàn)的距離，一般來說，距離和通信速率成反比；另一個，是整個網(wǎng)絡zui遠的兩個節(jié)點 之間的距離。往往在廠家的介紹材料中對于此類的描述不夠清楚，在實際使用中，必須考慮整個網(wǎng)絡的范圍，電磁波信號在電纜中傳遞是需要時間的，特別在—些高 速的現(xiàn)場總線中，如果增大距離，就必須對一些通信參數(shù)進行修改；

2）線纜選擇?，F(xiàn)場的環(huán)境決定現(xiàn)場總線的通信速度和通信介質(zhì)。一般而言，西門子DP總線線采用電信號傳遞數(shù)據(jù)，在傳輸?shù)倪^程中不可避免地收到周圍電磁環(huán)境 的影響。大多數(shù)現(xiàn)場總線采用屏蔽雙絞線。必須注意的是，不同種類現(xiàn)場總線要求的屏蔽雙絞線可能是不同的?，F(xiàn)場總線的*一般規(guī)定一種特制的線纜，在正確 使用這種線纜的條件下才能實現(xiàn)規(guī)定的速率和傳輸距離。在電磁條件極度惡劣的條件下，光纜是合理的選擇，否則局部的干擾，可能影響整個現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的工作；

3）隔離。一般來說，西門子DP總線的電信號與設備內(nèi)部是電氣隔離的?，F(xiàn)場總線電纜分布在車間的各個角落，一旦發(fā)生高電壓串入，會造成整個網(wǎng)段所有設備的總線收發(fā)器損壞。如果不加以隔離，高電壓信號會繼續(xù)將設備內(nèi)部其他電路損壞，導致嚴重的后果；

4）屏蔽。西門子DP總線采用的屏蔽電纜的外層必須在一點良好接地，如果高頻干擾嚴重，可以采用多點電容接地，不允許多點直接接地，避免產(chǎn)生地回路電流；

5）連接器?，F(xiàn)場總線一般沒有對連接器做嚴格的規(guī)定，但是如果處理不當，會影響整個系統(tǒng)通信。例如，現(xiàn)場總線一般采用總線型菊花鏈連接方式，在連接每一個設備時，必須注意如何不影響在現(xiàn)有通信的條件下，實現(xiàn)設備插入和摘除，這對連接器就有一定的要求；
6）終端匹配。西門子DP總線信號和所有電磁波信號一樣具有反射現(xiàn)象，在總線每一個網(wǎng)段的兩個終端，都應該采用電阻匹配，*個作用可以 吸收放射，第二個作用是在總線的兩端實現(xiàn)正確的電平，保證通信。因此，現(xiàn)場總線技術是控制、計算機、通訊技術的交叉與集成，它的出現(xiàn)和快速發(fā)展體現(xiàn)了控制 領域?qū)档统杀?、提高可靠性、增強可維護性和提高數(shù)據(jù)采集的智能化的要求。

西門子Profibus總線仍普遍應用于自動化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)規(guī)模較大，DP設備數(shù)量多分布范圍廣，因此DP網(wǎng)絡的性能是程序執(zhí)行可靠性的先決條件。本文旨在總結(jié)所經(jīng)歷項目經(jīng)驗的基礎簡單總結(jié)DP網(wǎng)絡設計、調(diào)試的一般方法，并愿意得到大家的補充與指正。

網(wǎng)絡可靠性的重要性。
這個問題可能大家都很少去關注。在進行現(xiàn)場調(diào)試的時候，一旦看到網(wǎng)絡診斷的信息上顯示所有站點都通訊上了，就暗暗慶賀網(wǎng)絡已經(jīng)完成，殊不 知這才是網(wǎng)絡調(diào)試的開始。在接下來的調(diào)試過程中，大家會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，某些站點經(jīng)常顯示短暫的故障，雖然短暫，但為輸入信號的讀取，程序執(zhí)行的邏輯判斷以及輸 出信號的執(zhí)行都埋下了隱患。

DP網(wǎng)絡設計的一般方法
1、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的設計者首先要知道程序執(zhí)行對于網(wǎng)絡速率的要求，當然這也程序編寫者應該提供的信息。在運動控制系統(tǒng)中，控制精度越高，其對網(wǎng)絡速率的要求就越大，速率越慢，其對輸入輸出的讀寫也會減慢，必然增大因為讀寫過程而發(fā)生的誤差。
在了解了該參數(shù)之后就有了系統(tǒng)設計的基準。通訊速率的大小就決定了網(wǎng)絡的長度，可以參考西門子的相關資料，一般12Mbs是100米，1.5Mbszui長是 兩百米。如果長度超過技術資料所允許的范圍，就一定不要吝嗇，增加一臺中繼，來擴展網(wǎng)絡。如果從PLC出來想形成星形結(jié)構(gòu)，也可以在主控制柜出來的位置增 加一臺中繼。
2、網(wǎng)絡路徑的規(guī)劃
有一個看起來比較頑固的觀點，在進行網(wǎng)絡路徑規(guī)劃的時候一定要注明一個節(jié)點的電纜的進出的順序，從哪個節(jié)點出，至哪個節(jié)點進。
的是在控制柜設計的時候，注明進線應該從哪個格蘭頭進，從哪個格蘭頭出。在進行現(xiàn)場施工的時候，也將這個思想*執(zhí)行下去。
這看似老頑固的要求，也會給大家?guī)頍o盡是的便利。

現(xiàn)場問題的分析
解決網(wǎng)絡問題的經(jīng)驗來自于豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗和強有力的工具。在這里為大家提供一些基本問題的解決辦法。
1、DP 網(wǎng)絡除了要滿足通訊速率所決定的zui長距離，還要避免小于一米的zui短距離；
2、網(wǎng)絡終端的終端電阻一定要撥在ON 的位置；
3、線纜質(zhì)量與鋪設：一定要用的DP網(wǎng)絡線，就是西門子生產(chǎn)的。鋪設電纜的時候，電纜的彎角不要小于75度，更不要有把線纜折疊放置在線槽中的情況發(fā)生。
4、屏蔽的制做：屏蔽能有效的保護信號不受外界信號的干擾，因此做信號屏蔽的時候一定要用工具，且不要傷害到屏蔽電纜，的方法是在地上發(fā)置一張白紙，在剝開表皮之后，白紙上沒有一根屏蔽層電纜。
在綜合考慮上敘問題之后，DP網(wǎng)絡一定十分健康，為數(shù)據(jù)通訊提供了一條暢通大路。也為編程提供穩(wěn)定的環(huán)境。

1 引言
萊鋼4300mm寬厚板熱處理生產(chǎn)線是萊蕪鋼鐵集團有限公司于2009年開始建設的年產(chǎn)180萬噸的生產(chǎn)線,它廣泛采用了當代厚板領域的 新技術及*的裝備,熱處理線作為后區(qū)重要的生產(chǎn)線,實時可靠的通信系統(tǒng)是*的,因此采用Profibus—DP現(xiàn)場總線使全部控制設備通信網(wǎng)絡 化。Profibus-DP現(xiàn)場總線把現(xiàn)場設備和PLC緊密集成為一個完整的控制系統(tǒng); 現(xiàn)場操作臺由于采用了Profibus-DP通信接口, 節(jié)省了大量電器元件和電纜。作為眾多現(xiàn)場總線家族的成員之一,Profibus是在歐洲工業(yè)界得到zui廣泛應用的一個現(xiàn)場總線標準,也是目前上通用的現(xiàn) 場總線標準之一。[1]本文主要以預處理區(qū)域Profibus-DP網(wǎng)絡的實現(xiàn)來介紹Profibus-DP在寬厚板熱處理系統(tǒng)中的應用。

2 Profibus組成

2.1 Profibus概述
Profibus是一種具有廣泛應用范圍的、開放的數(shù)字通信系統(tǒng),在集中自動化系統(tǒng)向分散自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)移方面是一種重大突破。Profibus由3部分組 成,即Profibus-DP(分布式外圍設備),Profibus-PA(過程自動化),Profibus-FMS(現(xiàn)場總線報文)[2]。
Profibus-DP具有高速傳輸、價格低廉等特點,實現(xiàn)起來比較簡單,主要用于分散設備間的數(shù)據(jù)高速傳輸,傳輸速率可由9.6kbps至 12Mbps。一般用于自動化控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設備級間的開關量的通信,可滿足全數(shù)字交直流調(diào)速系統(tǒng)對于快速的時間響應要求。該總線具有適合于快速、時間要 求嚴格的應用和復雜的通信任務的特點,成為*能夠全面覆蓋工廠自動化和過程自動化應用的現(xiàn)場總線,特別適用于工廠自動化和過程自動化領域。在萊鋼寬厚板 熱處理線中所采用的就是這種Profibus-DP現(xiàn)場總線。

2.2 Profibus網(wǎng)絡硬件
Profibus網(wǎng)絡主要涉及到的硬件包括:Profibus接口,通訊介質(zhì),Profibus插頭,中繼器,診斷中繼器,OLM, DP/DP COUPLER以及有源終端電阻等。當各站點通過插頭連接以及網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡上時,根據(jù)RS485串口通訊的規(guī)范,每個物理網(wǎng)段支持32個物理設備,且在 物理網(wǎng)段終端的站點應該設置終端電阻防止浪涌保證通訊質(zhì)量。

2.3 Profibus接口
Profibus接口是RS485串口,一般采用SUB-D female的接口。一般CPU或者CP板卡都采用該接口。該接口外部的金屬部分一般連接到CPU或者CP的內(nèi)部的“PE”。而當CPU安裝在底板上時, 其“PE”與底板是連通的,此時如果將安裝底板在電氣柜內(nèi)做接地處理,則該SUB-D接口的外部金屬部分也是接地的。

2.4 通訊介質(zhì)
Profibus網(wǎng)絡支持RS485的電纜和光纖兩種通訊介質(zhì)。當然,現(xiàn)在也有支持無線通訊的設備,但我們目前面對的主要還是有線介質(zhì)。

3 Profibus-DP在預處理區(qū)系統(tǒng)中的應用

3．1 網(wǎng)絡拓撲的規(guī)則
在進行Profibus網(wǎng)絡連接之前,首先應當考慮拓撲結(jié)構(gòu)的設計是否有問題。如果拓撲結(jié)構(gòu)有問題,將來網(wǎng)絡通訊很可能出現(xiàn)問題。
另外,從波特率與距離的對應關系中可以看到,波特率越高,則對應的通訊距離越近,因而如果現(xiàn)場遇到Profibus的通訊有通訊不上或者通訊不穩(wěn)定的情況,也可以考慮先將波特率降低,再進行觀察處理。
設計一條Profibus網(wǎng)絡,首先需要了解Profibus網(wǎng)絡的拓撲規(guī)則:
① Profibus網(wǎng)絡是RS485串口通訊,半雙工,支持光纖通訊;
② 每個網(wǎng)絡理論上zui多可連接127個物理站點,其中包括主站、從站以及中繼設備;
③ 網(wǎng)絡的通訊波特率9.6kbps-12Mbps;
④ 每個物理網(wǎng)段zui多32個物理站點設備,物理網(wǎng)段兩終端都需要設置終端電阻或使用有源終端電阻;
⑤ 每個網(wǎng)段的通訊距離或者設備數(shù)如果超限,需要增加RS485中繼器進行網(wǎng)絡拓展,中繼器zui多可串聯(lián)9個;
⑥ 每個中繼設備(RS485中繼器、OLM)也做為網(wǎng)絡中的一個物理站點,但沒有站號;
⑦ 網(wǎng)絡支持多主站,但在同一網(wǎng)絡中,不建議多于3個主站;
⑧ 一般0是PG的地址,1～2為主站地址,126為某些從站默認的地址,127是廣播地址,因而這些地址一般不再分配給從站,故DP從站zui多可連接124個,站號設置一般為3~125。
⑨ 如果網(wǎng)絡中涉及到分支電纜,則應注意分支電纜的長度應當嚴格遵守Profibus 的協(xié)議規(guī)定。

3.2 預處理區(qū)DP網(wǎng)絡構(gòu)成
預處理區(qū)系統(tǒng)包括一套S7-400 PLC、兩套S7-300 PLC、一套S7-200 PLC、7套ET200站、變頻器、編碼器和兩臺上位機,同時系統(tǒng)還與1#熱處理爐、3#熱處理爐通過DP通訊,與2#熱處理爐通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。根據(jù) 網(wǎng)絡拓撲的規(guī)則設計網(wǎng)格構(gòu)成見圖1。
其中1#熱處理爐、2#熱處理爐、3#熱處理爐PLC是S7-400 PLC,磁盤上料PLC和拋丸機PLC是S7-300 PLC,H7是S7-200PLC,BWL是編碼器,每個設備后面括號里的數(shù)字是給這個設備分配的硬件地址。
在預處理區(qū)DP網(wǎng)絡中,S7-400 PLC主站與S7-300 PLC之間的通訊和與1#熱處理爐、3#熱處理爐之間的通訊采用的是通過DP/DP COUPLER連接的方法。對于DP/DP COUPLER連接的兩個網(wǎng)段,通訊速率可以不同,因此DP/DP COUPLER非常適用于不同通訊速率的兩個PROFIBUS-DP主站系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊,但對于通訊數(shù)據(jù)區(qū),網(wǎng)絡1的輸入?yún)^(qū)必須和網(wǎng)絡2的輸出區(qū)* 對應,同樣網(wǎng)絡2的輸入?yún)^(qū)必須和網(wǎng)絡1的輸出區(qū)*對應,否則會造成通訊故障。

3.3 硬件組態(tài)

通過Profibus-DP網(wǎng)連接,整個系統(tǒng)構(gòu)成了一個全數(shù)字、全網(wǎng)絡化系統(tǒng),成為能完成組態(tài)、運行、操作等功能的完整的控制網(wǎng)絡系統(tǒng)。預處理區(qū)系統(tǒng)的硬件組態(tài)如圖2所示。
預處理區(qū)系統(tǒng)PLC主站由一塊電源模塊PS 407 10A、一塊CPU模塊 416-2 DP、6塊DP通訊模塊CP 443-5、1塊以太網(wǎng)通訊模塊CP 443-1、一塊數(shù)字量輸入模板和一塊數(shù)字量輸出模板組成。結(jié)合圖1和圖2可以看出,磁盤上料和拋丸機通過地址是8和6的兩塊DP/DP COUPLER與預處理區(qū)系統(tǒng)通訊,在此系統(tǒng)中直接掛在416-2 CPU自帶的DP端口;系統(tǒng)中所有設備的變頻器掛在*塊CP 443-5模塊;與三號熱處理爐通訊的DP/DP COUPLER和ET200站RIO05掛在第二塊CP 443-5模塊;ET200站RIO04和6個編碼器掛在第三塊CP 443-5模塊;H7系統(tǒng)的EM277、ET200站RIO01、ET200站RIO02和7個編碼器掛在第四塊CP 443-5模塊;ET200站RIO03、ET200站RIO06、ET200站RIO02和2個編碼器掛在第五塊CP 443-5模塊;與一號熱處理爐通訊的DP/DP COUPLER掛在第六塊CP 443-5模塊。在S7-400中,不需要為現(xiàn)場總線編寫通訊程序,只要通過STEP 7軟件包對DP主站和所有DP從站進行硬件組態(tài),統(tǒng)一分配地址即可[3]。由于在上述硬件組態(tài)過程中已經(jīng)解決了網(wǎng)絡的通訊問題,所以在編程時無須考慮通訊 問題,只要像對一臺PLC那樣對所有I／O地址編程即可。由此可見使用PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線具有“硬件分散,軟件集中”的特點。

3.4 Profibus的故障診斷
Profibus是一種抗干擾性比較強的現(xiàn)場總線,但不時還會發(fā)生一些故障。在處理故障的過程中我們發(fā)現(xiàn),造成Profibus通訊出現(xiàn)故障的原因,80％都是zui簡單的原因,比如:現(xiàn)場沒有接地處理、布線時與動力電纜沒有分開等等。
現(xiàn)場診斷一般會使用到BT200和示波器等設備。BT200是西門子的提供的Profibus網(wǎng)絡診斷設備,可以進行網(wǎng)絡距離檢測,網(wǎng)絡連接的質(zhì)量的檢查(比如斷線、短路等等);而示波器常常用于檢測Profibus通訊的波形[4]。
STEP7等編程工具也可以做為網(wǎng)絡診斷的一種工具。在STEP7軟件中,提供了“在線診斷”的功能,可以實時的對Profibus網(wǎng)絡進行zui直接的診 斷。比如:哪些從站出現(xiàn)故障,可在STEP7的診斷緩沖區(qū)中直接得到故障信息。STEP7還提供了一些Profibus的診斷功能塊,比如 FB125/FC125等,方便用戶通過編程的方式在程序運行中診斷ProfibusS網(wǎng)絡中出現(xiàn)的故障,同時可將故障信息直接顯示在上位機畫面上。

4 結(jié)束語
本系統(tǒng)在試運行后,運行安全、穩(wěn)定、可靠,能夠滿足萊鋼寬厚板熱處理生產(chǎn)所需的各項工藝技術指標,系統(tǒng)采用Profibus-DP現(xiàn)場總線方式,PLC通 過DP線連接各個ET200站和現(xiàn)場設備,減少了現(xiàn)場電纜的數(shù)量和接線工作量,降低了系統(tǒng)故障率。由于所有的測控信息通過總線通信來實現(xiàn),全數(shù)字通信取代 了模擬信號的傳輸,提高了系統(tǒng)的控制精度,取得了比較明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
5保養(yǎng)編輯設備定期測試、調(diào)整

（1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動的地方及時重新堅固連接；

（2） 對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓；

設備定期清掃

（1） 每六個月或季度對PLC進行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；

（2） 每三個月更換電源機架下方過濾網(wǎng)；

檢修前準備

（1） 檢修前準備好工具；

（2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護裝置及認真作防靜電準備工作；

（3） 檢修前與調(diào)度和操作工好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；

設備拆裝順序及方法

（1） 停機檢修，必須兩個人以上監(jiān)護操作；

（2） 把CPU前面板上的方式選擇開關從“運行”轉(zhuǎn)到“停”位置；

（3） 關閉PLC供電的總電源，然后關閉其它給模坂供電的電源；

（4） 把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下，然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲，電源機架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；

（6） 安裝時以相反順序進行；

檢修工藝及技術要求

（1） 測量電壓時，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測量

（2）電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下；

（3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

（4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮時取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；

（5） 輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ（超時）燈亮；

（6） 撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產(chǎn)生靜電的物品；

（7） 更換元件不得帶電操作；

（8） 檢修后模板安裝一定要安插到位
融合了控制與信息處理的現(xiàn)場總線CC-link（Control ＆Communication link）是一種省配線、信息化的網(wǎng)絡，它不但具備高實時性、分散控制、與智能設備通信、RAS等功能，而且依靠與諸多現(xiàn)場設備制造廠商的緊密，提供開放式的環(huán)境。Q系列PLC的CC-link模塊QJ61BTll，在繼承A/QnA系列特長的同時，還采用了遠程設備站初始設定等方便的功能。

為了將各種各樣的現(xiàn)場設備直接連接到CC-link上，與國內(nèi)外眾多的設備制造商建立了合作伙伴關系，使用戶可以很從容地選擇現(xiàn)場設備，以構(gòu)成開放式的網(wǎng)絡。2000年10月，Woodhead、Contec、Digital、NEC、松下電工、 三菱等6家常務理事公司發(fā)起，在日本成立了獨立的非盈利性機構(gòu)“CC-link協(xié)會”（CC-link Partner Association，簡稱CLPA），旨在有效地在范圍內(nèi)推廣和普及CC-link技術。到2001年12月CLPA成員數(shù)量為230多家公司， 擁有360多種兼容產(chǎn)品。

1．CC-link系統(tǒng)的構(gòu)成
CC-link系統(tǒng)只少1個主站，可以連接遠程I/O站、遠程設備站、本地站、備用主站、智能設備站等總計64個站。CC-link站的類型如表1所示。
表1 CC-link站的類型

CC-link系統(tǒng)可配備多種中繼器，可在不降低通信速度的情況下，延長通信距離，zui長可達13.2km。例如，可使用光中繼器，在保持10Mbps通信速度的情況下，將總距離延長至4300m。另外，T型中繼器可完成T型連接，更適合現(xiàn)場的連接要求。

2．CC-link的通信方式

（1）循環(huán)通信方式 CC-link采用廣播循環(huán)通信方式。在CC-link系統(tǒng)中，主站、本地站的循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)與各個遠程I/O站、遠程設備站、智能設備站相對應，遠程輸入 輸出及遠程寄存器的數(shù)據(jù)將被自動刷新。而且，因為主站向遠程I/O站、遠程設備站、智能設備站發(fā)出的信息也會傳送到其他本地站，所以在本地站也可以了解遠 程站的動作狀態(tài)。

（2）CC-link的鏈接元件 每一個CC-link系統(tǒng)可以進行總計4096點的位，加上總計512點的字的數(shù)據(jù)的循環(huán)通信，通過這些鏈接元件以完成與遠程I/O、模擬量模塊、人機界面、變頻器等FA（工業(yè)自動化）設備產(chǎn)品間高速的通信。

CC-link的鏈接元件有遠程輸入（RX）、遠程輸出（RY）、遠程寄存器（RWw）和遠程寄存器（RWr）四種，如表2所示。遠程輸入（RX）是從遠 程站向主站輸入的開/關信號（位數(shù)據(jù)）；遠程輸出（RY）是從主站向遠程站輸出的開/關信號（位數(shù)據(jù)）；遠程寄存器（RWw）是從主站向遠程站輸出的數(shù)字 數(shù)據(jù)（字數(shù)據(jù)）；遠程寄存器（RWr）是從遠程站向主站輸入的數(shù)字數(shù)據(jù)（字數(shù)據(jù)）。

表2 鏈接元件一覽表

注：CC-link中的每個站可根據(jù)其站的類型，分別定義為1個、2個、3個或4個站，即通信量可為表中“每個站的鏈接點數(shù)”的1到4倍。
（3）瞬時傳送通信 在CC-link中，除了自動刷新的循環(huán)通信之外，還可以使用不定期收發(fā)信息的瞬時傳送通信方式。瞬時傳送通信可以由主站、本地站、智能設備站發(fā)起，可以進行以下的處理：
l）某一PLC站讀寫另一PLC站的軟元件數(shù)據(jù)。
2）主站PLC對智能設備站讀寫數(shù)據(jù)。
3）用GX Developer軟件對另一PLC站的程序進行讀寫或監(jiān)控。
4）上位PC等設備讀寫一臺PLC站內(nèi)的軟元件數(shù)據(jù)。