【正文】 ........................................................................................ 6 通訊方式 .......................................................................................... 8 FDL 幀的結(jié)構(gòu) ............................................................................... 11 傳輸技術(shù) ................................................................................................. 12 RS485 傳輸技術(shù) ............................................................................... 12 IEC11582 傳輸技術(shù) ........................................................................ 13 光纖傳輸技術(shù) .................................................................................. 13 S7400、 S7300 的數(shù)據(jù)交換 ........................................................... 13 2..3 本章小結(jié)： ............................................................................................ 14 第 3 章 硬件設(shè)計方案 ...................................................................................... 15 工業(yè)以太網(wǎng)簡介 ..................................................................................... 15 工業(yè)以太網(wǎng)的概念 .......................................................................... 15 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 ..................................................................................... 16 工業(yè)總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ...................................................................... 16 PROFIBUS 總線結(jié)構(gòu)圖 ................................................................... 16 系統(tǒng)配置 ................................................................................................. 17 PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線的設(shè)備 .................................................... 18 從站 .................................................................................................. 19 可編程控制器 .................................................................................. 20 變頻器 .............................................................................................. 20 本章小結(jié)： ............................................................................................. 22 第 4 章 軟件的設(shè)計 .......................................................................................... 23 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 V 設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件 (GSD)的介紹 .............................................................. 23 STEP 軟件簡介 ....................................................................................... 23 PLC 程序設(shè)計 ......................................................................................... 26 編程原則 .......................................................................................... 26 PLC 和存儲點的地址分配 .............................................................. 26 MPI 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 .......................................................................................... 27 人機(jī)界面的特點及選擇 ......................................................................... 30 部分程序及說明 ..................................................................................... 31 本章小結(jié) ................................................................................................. 39 結(jié)論 .................................................................................................................... 40 致謝 .................................................................................................................... 41 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 42 附錄 .................................................................................................................... 43 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 本論文目的和意義 目前，我國的能源消費僅次于美國，位列世界第二，但國民生產(chǎn)總值卻排在第八位左右，其中最重要的原因之一就是單位產(chǎn)值能耗太大。 變頻調(diào)速已成為電動機(jī)調(diào)速的最新潮流，有其自身的特點和優(yōu)點，隨著交流電動機(jī)變頻技術(shù)的日趨完善和推廣應(yīng)用，特別是在礦用大功率高壓設(shè)備中的絞車、提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)、帶式輸送機(jī)等礦用設(shè)備上的應(yīng)用效果則更加明顯。 交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域直流電氣傳動和交流電氣傳動 在 19 世紀(jì)先后誕生。在過去大量的所謂不變速交流傳動中，風(fēng)機(jī)、水泵等機(jī)械總?cè)萘繋缀跽脊I(yè)電氣傳動總?cè)萘康囊话?，其中有不少場合并不是不需要調(diào)速，只是因為過去交流電機(jī)本身不具備調(diào)速性能，不得不依賴擋板和閥門來調(diào)節(jié)送風(fēng)或供水的流量，許多電能因而白白地浪費掉了。 1989 年德國政府與幾個自動化設(shè)備制造商合作創(chuàng)立的 PROFIBUS，是一種不依賴生產(chǎn)廠家的開放式現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商所生產(chǎn)的設(shè)備不需對其接口進(jìn)行特別調(diào)整就可通信，目前它已廣泛應(yīng)用于加工制造、過程和建筑自動化，并且被認(rèn)為是當(dāng)今運行最快的現(xiàn)場總線。 2 互換性。 5 分散控制。現(xiàn)場總線可以提供總線供電的本質(zhì)安全，滿足在易燃易爆場合等惡劣環(huán)境下工作的要求 [10]。 PA 將自動化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備如壓力、溫度和液位變送器等連接起來，代替了 4~20mA模擬信號傳輸技術(shù)、節(jié)約了設(shè)備成本，且大大提高了系統(tǒng)功能和安全可靠性。比如讓 Echelon 公司放棄 LonWork，則意味著它要失去其產(chǎn)品和客戶。由于現(xiàn)場總 線具有巨大優(yōu)勢，所以人們都認(rèn)為它取代傳統(tǒng)的 DCS 系統(tǒng)是必然趨勢。而硬件組成部分又包括了各組件的介紹及選型和主從站的建立及通信；第 4 章主要介紹了軟件部分，著重介紹了 PLC 的組成及程序的建立，同時也對編程軟件和人機(jī)界面作了一些簡單的介紹。 PROFIBUS 可使分散式數(shù)字化控制器從現(xiàn)場底層到車間級網(wǎng)絡(luò)化，該系統(tǒng)分為主站和從站。在 PROFIBUS 中，第 2 層稱為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路（ FDL, fieldbus data link） .介質(zhì)存取控制（ MAC， medium access control）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍?MAC必須確保在任何一個時 刻只能有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。 令牌環(huán)是所有主站的組織鏈，按照主站的地址構(gòu)成邏輯環(huán)，在這個環(huán)中，令牌在規(guī)定的時間內(nèi)按照地址的升序在各主站中依次傳遞。這里所指的通訊方式與物理連接方式無關(guān)，即無論采用上述何種物理連接方式，邏輯通訊上都可以使用 FMS、 FDL 或 DP 的通訊方式。 數(shù)據(jù)鏈路層（ FDL）的主要 任務(wù)是保證數(shù)據(jù)的可靠性。 DP 主站上帶可變定時器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。 診斷功能：經(jīng)過擴(kuò)展的 PROFIBUSDP 診斷功能是對故障進(jìn)行快速定位，診斷信息在總體上傳輸并由主站收集，這些診斷信息分為 3 類：本站診斷操作，即本站設(shè)備的一般操作狀態(tài)，如溫度過高、電壓過低；模塊診斷操作，即一個站點的某一個 I/O 模塊出現(xiàn)故障（如 8 位的輸出模塊）；通道診斷操作，表示一個單獨的輸入輸出位的故障 ，如輸出通道 7 短路。數(shù)據(jù)傳送來自一個 的 RAM。 可處理報文、地址碼及備份數(shù)據(jù)序列，可完全按照協(xié)議，完成 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通信，加快了協(xié)議的處理過程，現(xiàn)場設(shè)備及接口模塊中微處理器的工作也可以減輕?？捎糜趥鞲衅?、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、開關(guān)設(shè)備、顯示設(shè)備和熱電偶測量。當(dāng)它從主站接受到一個無錯報文后，可獨立向主站發(fā)出應(yīng)答報文。 FCB 位與FCV 位聯(lián)合使用以防 幀丟失或幀重疊。 PROFIBUSDP 主站和 DP 從站循環(huán)進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)傳送。傳輸速率為 ~12Mbps。許多廠商提供專用的總線插頭可將 RS485 信號轉(zhuǎn)換成光纖信號或?qū)⒐饫w信號轉(zhuǎn)換成 RS485 信號，這樣就為在同一系統(tǒng)上使用RS485 和光纖傳輸技術(shù)提供了方便。 通過本章的研究本人對 PROFIBUS 的通訊的基本原理和方式有了一個比較全面的了解。網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)段 )的建立簡單、靈活。工業(yè)的計算機(jī)通信通常采用所謂的現(xiàn)場總線技術(shù)。總線的基本數(shù)據(jù)如最多成員數(shù)，最大數(shù)據(jù)傳輸率以及最大總線長度同一般總線結(jié)構(gòu)一樣。一般說來，總線結(jié)構(gòu)存在如下問題：因為總線上的數(shù)據(jù)交流帶有任意性，在每次總線信息發(fā)布的時候所有成員都要隨聽。 在同 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 一總線上最多可連接 126 個站點（主站或從站）。目前大多數(shù) DP從站只有 32BYTE 的輸入和 32BYTE 的輸出數(shù)據(jù)，允許的輸入和輸出數(shù)據(jù)最多不超過 246BYTE。 CP5 11 運行軟件包SOFTNETDP/Windows for profibus 具有 DP 功能，使 PG/PC 成為一個 DP 的 1類主站，可連接 DP 分布式 I/O 設(shè)備；實現(xiàn) S7 之間的通信及對 S7 編程；支持SEND/RECEIVE 功能；支持 MPI 接口。使用 PG760 及 PC 機(jī)，配置 WinCC等軟件包，常作為監(jiān)控操作站使用。 S7300/400 均可通過通信處理器 CP3425/CP4435 連接到 DP 總線上。主要用于 I/O 數(shù)量不多、安裝深度淺的場合。電子板由各種類型（開關(guān)量、模擬量）的 I/O 部分組成。 在 S7 系列 PLC 中，