【正文】 ........................................................ 16 運行調(diào)試程序 ............................................................................................... 17 第六章 心得體會 ....................................................................................................... 20 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 26 1 第一章 概述 引言 研究目的和意義 本文通過對 PROFIBUS 現(xiàn)場總線和傳統(tǒng)電力拖動控制系統(tǒng)的研究，希望能夠把現(xiàn)在較為成熟的現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用到電力拖動控制系統(tǒng)中。鑒于傳統(tǒng)的電力拖 動控制系統(tǒng)在實際工業(yè)控制中，多存在 多套拖動系統(tǒng)綜合控制，而在此過程中，存在著多控制點而且各拖動控制裝置精度分布線長和分散的特點。因此，在很多情況下有需要時可以使用 PROFIBUS 總線和 S7300PLC 組成的控制系統(tǒng)，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，同時利用 S7300PLC 的高性能實現(xiàn)多機(jī)群控。 采用 PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線的電力拖動控制系統(tǒng)，可以把控制室內(nèi)和現(xiàn)場操作臺所裝備的分布式模塊連成總線網(wǎng)絡(luò)，以數(shù)字方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行傳輸，使控制系統(tǒng)具有了更佳的抗干擾能力，從而進(jìn)一步的增強(qiáng)了整個系統(tǒng)的可靠性，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度。 主要研究內(nèi)容及設(shè)計思路 本文主要通過研究 PROFIBUS 現(xiàn)場總線和傳統(tǒng)電力拖動控制系統(tǒng)，把現(xiàn)在較為成熟的現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用到電力拖動控制系統(tǒng)中，怎樣實現(xiàn)多機(jī)群控、怎樣搭建 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)，對軟件的 和設(shè)計，實現(xiàn) 基于 PROFIBUSDP 的電力拖動控制 系統(tǒng)的完整設(shè)計。 要建立一個較為完善的 基于 PROFIBUSDP 的電力拖動控制系統(tǒng)，需要對PROFIBUS 現(xiàn)場總線和電力拖動系統(tǒng)有一個比較深刻的了解，首先要搭建一個PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)，對各參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。分別建立基于 SIMATIC S7300 一級主站和從站，然后再在網(wǎng)絡(luò)上掛上 MICROMASTER4XX 系列變頻器，本文采用的是 MM440變頻器，用變頻器驅(qū)動各電機(jī)進(jìn)行控制， 以數(shù)字方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行傳輸控制。 任務(wù)分配 陳典：上位機(jī)與硬件的通信設(shè)計 張鵬磊：軟件程序的編寫設(shè)計 張思聽：軟件流程及硬件組態(tài)設(shè)計 朱繼生： 程序的裝 載和 調(diào)試運行賴薇：資料的收集及報告書撰寫 鄧超峰：硬件的線路的分布設(shè)計2 STEP7 概述 STEP7 編程軟件用于 SIMATIC S7/M7/C7 和基于 PC 的 WinAC，是提供他們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，是屬于 SIMATIC工業(yè)軟件的一部分。 STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包由兩大部分構(gòu)成：第一部分為 STEP7 Micro/DOS 和 STEP7 Micro/Win，用于 SIMATIC S7200 的簡化單機(jī)應(yīng)用應(yīng)用程序；第二部分為 STEP7，用于SIMATIC S7300/400、 SIMATIC M7300/400 以及 SIMATIC C7 上。 STEP7 主要完成以下任務(wù)：工程管理里、硬件配置與參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)配置、編程、測試、啟動、維護(hù)、文件建檔、運行和診斷等?；揪幊陶Z言主要由有梯形圖（ LAD）、功能塊圖 (FBD)和語句表 (STL), 硬件組態(tài)主要有兩大部分工作，分 別為“組態(tài)”和“分配參數(shù)”。用戶程序由用戶在 STEP7 中生成，然后將它下載到 CPU 中。而程序的下載與上傳的前提是 PLC 已經(jīng)建立了一個在線連接，以便上傳與下載程序。在 STEP7 中程序的調(diào)試有多種，主要使用變量表調(diào)試程序和在程序狀態(tài)調(diào)試程序。 PROFIBUS 現(xiàn)場總線 PROFIBUS 總線是西門子公司開發(fā)的開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，具有協(xié)議簡單開放、容錯能力強(qiáng)、安全性好、成本低等優(yōu)勢，廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動化，可承擔(dān)現(xiàn)場、控制、監(jiān)控三級 通信。 PROFIBUSDP 是一種高速低成本通信網(wǎng)絡(luò)，使用 PROFIBUSDP 可取代 24VDC 或 420MA 信號傳輸，尤其適用于可編程控制器 PLC 與現(xiàn)場分散外設(shè)間的通訊。 PROFIBUS— DP 現(xiàn)場總線的硬件由主設(shè)備、從設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)等三部分組成。主設(shè)備用以控制總線上的數(shù)據(jù)傳輸，可與從設(shè)備及在總線上所掛的各拖動裝置直接交換信息，從設(shè)備只能與主設(shè)備交換信息，并通過主設(shè)備控制各拖動裝置。 電力拖動控制系統(tǒng) 在許多工業(yè)控制系統(tǒng)中，廣泛采用了交流變頻器控制系統(tǒng)和全數(shù)字直流調(diào)速裝置組成的直流調(diào)速系統(tǒng)。在多套拖動系統(tǒng)綜合控制過程中，存在著多控制點而且各拖動控制裝置精度分布線長和分散的特點。 3 第二章 硬件平臺 本文所做的研究是基于下述硬件平臺展開的。在本實驗室里，擁有工控機(jī)、S7300PLC（處理模塊 CPU3142PN//DP）、變頻器 MM4觸摸屏、實驗用小型拖動電機(jī)等。 S7300PLC概述 目前，世界上有 200 多家廠商生產(chǎn) PLC，其中，德國西門子（ SIEMENS）公司的 PLC 產(chǎn)品里面有 SIMATIC S7 M7 和 C7等幾大系列。 S7 是具有傳統(tǒng)意義上的 PLC 產(chǎn)品，其中 S7300 是針對低性能要求的模塊式中小型 PLC，最多可以擴(kuò)展 32 個模塊。 300 系列的 PLC 是一種通用型的 PLC，具有模塊化，無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實現(xiàn)分布式的配置以及易于掌握的特點，這使它能夠適應(yīng)自動化工程中的各種應(yīng)用場合，執(zhí)行各種控制任務(wù)，因此在實踐中成為一種既經(jīng)濟(jì)又可靠的控制裝置。 S7300PLC 采用模塊化的結(jié)構(gòu)，各種模 塊能以不同的放肆組合在一起，模塊式 PLC 由機(jī)架和模塊組成。品種繁多的 CPU 模塊、信號模塊和功能模塊能完成各種領(lǐng)域的自動控制任務(wù)，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選擇、更換合適的模塊。同樣可以擴(kuò)展 PLC 。簡單實用的分布式結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)能力，使其應(yīng)用十分廣泛。 300 系列 PLC 簡介 S7300PLC 是模塊化的 PLC，它由以下及部分組成： 1 .中央處理單元（ CPU） 功能：執(zhí)行用戶程序；為 S7300 背板總線提供 5V 電源；在 MPI 網(wǎng)絡(luò)中 通過 MPI 與其他的 MPI 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行通信。 各種 CPU有不同的性能，例如有的 CPU集成有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出點，有的額 CPU 集成了 PROFIBUSDP 等通信接口， CPU 前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開關(guān)、 24V 電源端子、電池盒與存儲器模塊盒（有的沒有）。 （ PS） 負(fù)載電源模塊用于將 AC220V 電源轉(zhuǎn)換為 DC 24V 電源，提供 S7300CPU 和24V 直流負(fù)載電路（信號模塊、傳感器、執(zhí)行器等）使用 . （ SM） 信號模塊包括數(shù)字量輸入輸出模塊，數(shù)字量 I/O 模塊、模擬量輸入輸出模塊、模擬量 I/O 模塊。他們使不同級的過程信號電壓或電流與 PLC 內(nèi)部的信號電平相4 匹配。信號模塊主要有數(shù)字量輸入模塊（ SM321）和輸出模塊（ SM322），模擬量輸入模塊（ SM331）和模擬量輸出模塊 (SM332)。 （ FM） 功能模塊主要用于時間要求苛刻、儲存容量要求較大的過程信號處理任務(wù)。 （ CP） 通信處理器用于 PLC 之間、 PLC 與計算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信，可以將 PLC 接入 PROFIBUSDP 和工業(yè)以太 網(wǎng)，或用于實現(xiàn)點對點通信等。 （ IM） 接口模塊用于 多機(jī)架配置時連接主機(jī)架 (CR)和或擴(kuò)展機(jī)架 (ER).S7300 通過分布式的主機(jī)架和 3 個擴(kuò)展機(jī)架，最多可以配置 32 個信號模塊、功能模塊和通信處理器。 CPU314C2PN/DP 的屬性： 產(chǎn)品 CPU314C2PN/DP 9 針 DP 接口（ X1） X 9 針 DP 接口（ X2） X 數(shù)字量輸入 24 數(shù)字量輸出 16 模擬量輸入 4+1 模擬量輸出 2 工藝功能 4 個計數(shù)器 一個用于定位的通道 表 1 CPU314C2PN/DP 的屬性 2. CPU314C2PN/DP 的集成 I/O 尋址 : 輸入 /輸出 默認(rèn)地址 注釋 24 個數(shù)字量輸入 到 ，其中 16個輸入用于工藝功能； 到 可以為所有數(shù)字量輸入分配中斷功能。 可選的工藝功