摘要：現(xiàn)場總線是一種化、開放式異步通訊標(biāo)準(zhǔn)，他已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。本文主要介紹了此產(chǎn)品在涂布機(jī)生產(chǎn)線上的實(shí)際應(yīng)用。

       一、引言
　　
　　PROFIBUS現(xiàn)場總線是一種化、開放式異步通訊標(biāo)準(zhǔn)，于1996年被批準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化等。它由三個(gè)部分：PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA。PROFIBUS-DP是一種高速低成本通訊，主要應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備級(jí)傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線(EIARS485)，波特率從9600bps到12Mbps。艾默生公司的TDS-PA01總線適配器是PROFIBUS的兼容產(chǎn)品。TD3000系列變頻器是高性能矢量型變頻器，通過TDS-PA01總線適配器可方便地連接到PROFIBUS總線上①，組成PROFIBUS工業(yè)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。
　　
　　二、系統(tǒng)簡介
　　
　　本生產(chǎn)線產(chǎn)品為寬約3m、厚約0.3~1mm的廣告布。生產(chǎn)線主機(jī)傳動(dòng)由14臺(tái)電機(jī)完成，每臺(tái)電機(jī)由一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)，生產(chǎn)線連續(xù)化作業(yè)。工序之間現(xiàn)場設(shè)備上有張力檢測裝置，有安全開關(guān)、急停開關(guān)。本系統(tǒng)采用西門子S7-300CPU315-2DP作為PROFIBUS主站；三臺(tái)S7-200CPU226-2DP作為智能從站，分別控制輔助部分；12臺(tái)TD3000、2臺(tái)TD3300變頻器作為從站。整個(gè)PROFIBUS線纜長度大約100m，波特率選擇為500k即可達(dá)到傳輸速度要求。
　　
　　三、主站與人機(jī)界面
　　
　　CPU315-2DP作為主站，它有2個(gè)通訊口：PORT0和PORT1。PORT0作為PROFIBUS總線通訊口，波特率選擇為500kbps。PORT1作為與人機(jī)界面通訊口，它為MPI口，采用RS485通訊，波特率為19.2kbps，我們制作了RS485通訊電纜與人機(jī)界面通訊。人機(jī)界面為臺(tái)達(dá)PWS3260觸摸屏。在觸摸屏上進(jìn)行全線控制、生產(chǎn)線運(yùn)行顯示、變頻器運(yùn)行顯示、及參數(shù)的設(shè)置。CPU315作為主站，根據(jù)觸摸屏的設(shè)定值和通過PROFIBUS從智能從站傳來的張力信號(hào)比較，通過運(yùn)算，轉(zhuǎn)換成運(yùn)行頻率發(fā)送給14臺(tái)變頻器，控制14臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)。
　　
　　由于從站距離較遠(yuǎn)，有需要在2、3好從站上需要查看對方的運(yùn)行數(shù)據(jù)，在程序設(shè)計(jì)中有幾個(gè)參數(shù)通過PROFIBUS由2號(hào)從站傳給主站，通過主站再傳送給3號(hào)從站。3號(hào)從站也通過同樣途徑傳送給2號(hào)從站。由于操作需要，在2號(hào)從站上需要更改主站上的參數(shù)。在2號(hào)從站的界面上設(shè)計(jì)有按鈕，信號(hào)通過PROFIBUS傳送給主站。
　　
　　主站程序執(zhí)行是循環(huán)掃描執(zhí)行方式，與其它PLC執(zhí)行方式一樣。通過PROFIBUS傳送的信息也是周期傳輸?shù)摹?br />　　
　　四、智能從站
　　
　　EM277PROFIBUS-DP模塊能使S7-200連接到PROFIBUS總線上。它也能使CPU222、CPU224，或CPU226與PROFIBUS主站和zui大到6個(gè)的MPI主站通訊②。它接受主站的配置信息，在S7-200程序設(shè)計(jì)中要與主機(jī)配置相一致。在與主張信息交換中，EM277PROFIBUS—DP模塊接收主站、發(fā)送給主站缺省配置為2字入/2字出，它分為字一致、字節(jié)一致和緩沖區(qū)一致。
　　
　　有三臺(tái)S7-200CPU226-2DP作為智能從站通過EM277掛接在PROFIBUS總線上。2號(hào)、3號(hào)從站為輔助操作部分，控制生產(chǎn)線上的電磁閥、采集控制信號(hào)、采集張力信號(hào)并經(jīng)過濾波處理再傳送給主站。2號(hào)從站為8字輸入8字輸出。3號(hào)從站為4字輸入/4字輸出。1號(hào)從站有相對的獨(dú)立性，控制加熱部分，僅接收主機(jī)運(yùn)行信號(hào)、傳送本系統(tǒng)故障信號(hào)，僅1字輸入/1字輸出。
　　
　　2號(hào)從站有2個(gè)通訊口，每個(gè)口與一臺(tái)PWS1711通訊，分布在1、2號(hào)操作臺(tái)上。在1號(hào)操作臺(tái)上主要進(jìn)行放卷的兩個(gè)卷軸之間更換。2號(hào)操作臺(tái)對生產(chǎn)線輔助機(jī)械動(dòng)作的操作、張力大小的調(diào)節(jié)。3號(hào)從站也有2個(gè)通訊口，分別與3、4號(hào)操作臺(tái)上的PWS1711通訊。在觸摸屏上完成運(yùn)行狀況的查看、參數(shù)的修改、輔助機(jī)械的操作。
　　
　　1號(hào)從站為烘箱加熱部分，具有相對獨(dú)立性。CPU的PORT1口與一臺(tái)PWS1711人機(jī)界面相連，PORT0編程為自由口通訊模式，與風(fēng)機(jī)變頻器組成RS485總線網(wǎng)。烘箱中導(dǎo)熱油在盤管中流動(dòng)，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱交換。風(fēng)機(jī)共5臺(tái)，全為變頻控制，根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率。5臺(tái)TD2000變頻器采用RS485控制方式，波特率為9600kbps。
　　
　　五、變頻器從站
　　
　　TD3000系列變頻器通過TDS-PA01總線適配器連接到PROFIBUS總線上。TDS-PA01是PROFIBUS總線的兼容產(chǎn)品，符合PROFIBUS協(xié)議中的傳動(dòng)設(shè)備行規(guī)—PROFIDRIVE，主站能通過它對變頻器進(jìn)行運(yùn)行控制操作、調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率、更改變頻器的功能碼、讀取變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。變頻器也通過TDS-PA01反饋對主站控制信號(hào)的應(yīng)答信號(hào)，主站可以根據(jù)變頻器的應(yīng)答信號(hào)判斷控制信號(hào)執(zhí)行情況。
　　
　　在周期性的通訊中，PROFIBUS-DP使用PPO(對象過程類)類型作為數(shù)據(jù)傳遞的格式，由于本系統(tǒng)僅對變頻器的運(yùn)行頻率設(shè)定，不更改功能碼，本例采用的是PPO3，僅控制變頻器的啟動(dòng)、停止、故障復(fù)位、運(yùn)行頻率設(shè)定。在主站組態(tài)時(shí)需導(dǎo)入TDS-PA01的GSD文件，GSD文件為TDS-PA01的設(shè)備數(shù)據(jù)文件。然后在PROFIBUS總線上連接TDS-PA01，TDS-PA01與主站通訊波特率為500kbps，TDS-PA01與TD3000的通訊波特率為38.4kbps。
　　
　　六、結(jié)束語
　　
　　設(shè)備已從今年六月份穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)實(shí)踐證明，PROFIBUS現(xiàn)場總線在此類系統(tǒng)中運(yùn)行穩(wěn)定可靠，沒有出現(xiàn)過問題。由于采用了現(xiàn)場總線，減少了許多配線，減少了安裝工作量及維護(hù)成本。
　　
　　應(yīng)用中也總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)：1。在配置智能從站的EM277時(shí)輸入/輸出字節(jié)應(yīng)留有余量；2。變頻器的控制中剛采用命令字與頻率值分開寫入，方便編程；3。由于人機(jī)界面大多可以以RS485通訊方式工作，在應(yīng)用中兩臺(tái)人機(jī)界面可以與一個(gè)PLC的通訊口相連，使PLC減少一個(gè)通訊也可以應(yīng)用，減少投資。PWS系列專門設(shè)計(jì)有MULTIDROP連接模式，方便多機(jī)連接而僅用一個(gè)PLC通訊口。