滑触线ProfiBus通讯
PROFIBUS总线
PROFIBUS 协议的特点
1) 不支持长信息段 > 235 B 2)不支持短信息组块功能 3)本规范不提供由网络层支持运行的功能 4)除规定的最小组态外，根据应用需求可以
建立任意的服务子集。 5)其他功能是可选的，如口令保护方法等。 6)网络拓扑是总线形，两端带终端器或不带
终端器。
7)介质、距离、站点数取决于信号特性。 8)传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从
JB/T10308-3-2001。
PROFIBUS由以下三个兼容部分组成:
1.PROFIBUS-DP：用于传感器和执行器级的 高速数据传输，它以DIN19245第一部分为基 础，根据其所需要达到的目标对通信功能加以 扩充，DP传输速率可达：12 Mbit/s。
一般构成单主站系统，主站、从站间采用循环 数据传输方式工作。
3.PROFIBUS-FMS：解决车间一级通用性通信
任务，FMS提供大量的通信服务，用以完成以中 等传输速率进行的循环和非循环的通信任务。由 于它是完成控制器和智能现场设备之间的通信以 及控制器之间的信息交换，因此它考虑的主要是 系统的功能而不是系统响应时间，应用过程通常 要求的是随机的信息交换 (如改变设定参数等)。 可用于大范围和复杂的通信系统。
RS-485总线段的结构
VP(6) 390Ω 220Ω 390Ω
DGND(5)
RS485段
B RS485总线段的结构
A
....
最多32个站
VP(6) 390Ω 220Ω 390Ω DGND(5)
（1）传输程序
半双工、异步、无间隙同步 NRZ（不归零）编码 “1”——RXD/TXD-P（Receive/Transmit-
第2层提供的数据服务如下: 1)发送数据需应答 (SDA) 2)发送数据无需应答 (SDN） 3）发送和请求数据需回答 (SRD) 4）循环地发送和请求数据需回答 (CSRD)。 上一层通过第2层的SAP(服务存取点)调用
PROFIBUS通讯说明
PROFI BUS(1)PROF旧US是一种国际化.开放式.不依赖于设备生产商的现场总线标准。
PROFIBUS传送速度可在9.6kbaud-12Mbaud范闱内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。
广泛适用于制造业自动化.流程工业自动化和楼宇.交通电力等其他领域自动化。
PROF旧US是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。
可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
(2)PROF旧US由三个兼容部分组成，即PROF旧US —DP ( Decentralized Periphery) . PROFIBUS —PA ( Process Automation ) . PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )o主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。
(3)PROFIBUS-DP:是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。
使用PROF旧US — DP可取代办24VDC或4 — 20mA信号传输。
(4)PORFIBUS-PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。
(5)PROFIBUS-FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构.实时多主网络。
(6)PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。
可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
(7)与其它现场总线系统相比，PROF旧US的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。
目前已应用的领域包括加工制造.过程控制和自动化等。
PROF旧US开放性和不依赖于厂商的通信的设想，己在10多万成功应用中得以实现。
3、Profibus通信
3、Profibus通信工业组态与现场总线控制技术Profibus通信一、PRIFOIBUS现场总线概述1.1工厂自动化网络结构（1）现场设备层主要功能是连接现场设备，例如分布式I/O、传感器、驱动器、执行机构和开关设备等,完成现场设备控制及设备间联锁控制。
（2）车间监控层车间监控层乂称为单元层，用来完成车间主生产设备Z间的连接，包括生产设备状态的在线监控、设备故障报警及维护等。
还有生产统计、生产调度等功能。
传输速度不是最重要的，但是应能传送大容量的信息。
一、PRIFOIBUS现场总线概述1.1工厂自动化网络结构（3）工厂管理层车间操作员工作站通过集线器与车间办公管理网连接，将车间生产数据送到车间管理层。
车间管理网作为工厂主网的一个子网，连接到厂区骨干网，将车间数据集成到工厂管理层。
工厂自动化网络结构如图1-1所示。
一、PRIFOIBUS现场总线概述1.1 工厂自动化网络结构图1-1工厂自动化网络结构一、PRIFOIBUS 现场总线概述1.2PROFIBUS的组成部分PROFIBUS已被纳入现场总线的国际标准1EC61158和欧洲标准EN50170,并于2001年被定为我国的国家标准JB/T1030.6 —2001。
PROFIBUS在1999年12月通过的IEC61156中称为Type3,PROFIBUS的基本部分称为PROFIBUS-V0.在2002年新版的IEC61156中增加了PROFIBUS-V1,PROFIBUS-V2和RS-485IS等内容。
新增的PROFInet规范作为IEC61158的Type10.一、PRIFOIBUS现场总线概述1.2PROFIBUS的组成部分ISO/OSI通信标准由七层组成，并分两类。
一类是面向用户的第五层到第七层，一类是面向网络的第一到到第四层。
第一到第四层描述了数据从一个地方传输到另一个地方，第五层到第七层给用户提供适当的方式访问网络系统。
PROFIBUS协议使用了ISO/OSI模型的第一层、第二层和第七层.一、PRIFOIBUS现场总线概述1.2PROFIBUS的组成部分从用户的角度看，PROFIBUS提供三种通信协议类型：PROF1BUS-FMS,PROF1BUS-DP和PROFIBUS-PA。
PROFIBUS-DP 通讯技术及应用
ห้องสมุดไป่ตู้
PROFIBUS的概念
• PROFIBUS是过程现场总线(Progress Field Bus)的缩写，是由西门子为首的自动化设 备厂家提出的现场总线标准。目前在多种 自动化的领域中占据主导地位。它由三个 兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）．PROFIBUS－ PA（Process Automation ）． PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。
ON/OFF 1 OFF 2 OFF 3 脉冲使能 RFG使能 RFG开始 设定值使能 故障确认 点动向右 点动向左 PLC控制 反向(设定值取反) --电机电位计(MOP) 增大 电机电位计 (MOP) 减小 CDS bit 0
MM420变频器状态字结构
Bit 功能
IB57
IB56
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
PROFIBUS-DP的概念
• 在西门子自动控制系统中， PROFIBUSDP主要使用于SIMATIC-S7/M7/C7控制器 与现场设备（DP从站，可能是远程IO模块 、仪表、编码器、传感器甚至是传动设备 ）进行过程输入、输出数据的传输接口。
PROFIBUS-DP的特点
• 总线特点：全部站点共用两根信号线，差分电压 信号，串行通讯。 • 总线控制方式：主从控制方式，有令牌，周期性 通讯。 • 传输介质：RS－485双绞线．双线电缆或光缆。 • 站点容量：总线上最多站点（主－从设备）数为 126。Profibus的理论地址范围：0~127（127为 广播地址）。最多可用32个主站，总的站数可达 127个（多主）
Profibus出现通信闪断故障怎么办？老师傅总结的这套方案很有用
工程部经理述职报告10篇（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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PROFIBUS通讯说明
术可确保其本征安全性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在 DP 上扩 展 PA 网络。 注：第一层为物理层，第二层为数据链路层，第三－六层末使用，第 七层为应用层。
RS232 转换原理图
RS232 连接线用于 DLS-A 传感器和计算机的连接。 在连接传感器的一边，有一个符合 IP65 标准的 15 针的连接头，在计算机的一边， 有一个 9 针的连接头可以直接连接到计算机的串口。 具有单独为模块供电的电源线。 1.什么是 RS-232-C 接口？采用 RS-232-C 接口有何特点？传输电缆长度如何考 虑？ 答： 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行 通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程 传 输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时，要求通讯 双方都采用一个标准接口，使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS -232-C 接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在 1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调 制解调器厂家及计算机 终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备 （DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交 换接口技术标准”该标 准规定采用一个 25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以 规定，还对各种信 号的电平加以规定。 （1）接口的信号内容 实际上 RS-232-C 的 25 条引线中有许多是很少使用的，在 计算机与终端通讯中一般只使用 3-9 条引线。RS-232-C 最常用的 9 条引线的信 号内容见附表 1 所示 （2）接口的电气特性 在 RS-232-C 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。 即：逻 辑“1”，-5— -15V；逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为 2V。即 要
profibus课件
ACS800中参数的地址空间(Addressing)
Controller
INPUT Word1 Word2 Word3
OUTPUT Word1 Word2 Word3
…
…
Wordn
ABB DRIVES
”厂商规范“下的操作(如，ABB规范的控制字和给定值比例)
CSA 2.8/3.0
与老版本ACS600兼容
总线通讯参数组
98.02选择‘FIELDBUS’后51组参数出现
51.01表示
DDCS通讯适配器：激活的模块类型 插入式通讯适配器：激活的通讯协议
51.02至51.26基于总线协议，用于总线适配器的设置和检测 专用通讯参数51.27至51.33仅在插入式总线适配器中可见，为总 线相关信息 51.27总线参数刷新刷新51.02至51.26参数组，传动无需断电 51.31现场总线适配器状态模块状态(空闲、在线、离线等)
RS-422与RS-485的网络安装注意要点
RS-422可支持10个节点，RS-485支持32个节点，因此多 节点构成网络。网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构 ，不支持环形或星形网络。在构建网络时，应注意如下几 点：
1．采用一条双绞线电缆作总线，将各个节点串接起来， 从总线到每个节点的引出线长度应尽量短，以便使引出线 中的反射信号对总线信号的影响最低。
对整个RS-422或RS-485网络，必须有一条低阻的信号地 将两个接口的工作地连接起来，使共模干扰电压被短路。 这条信号地可以是额外的一条线（非屏蔽双绞线），或者 是屏蔽双绞线的屏蔽层。这是最通常的接地方法。
滑轨铣磨床MM440变频器的Profibus总线通信与调试
在组态中出现的PPO，即参数过程数据对象 （Parameter Process data Object）, S7-300 PLC主站 使用PPO周期地读取从站参数，对于MM440变频 器，可以指定PPO3编写数据交换程序。PPO分为两 部分：PKW区和PCD区。它为这两个区域分配12个
3 MM440变频器与S7-300的Profibus DP通信
为了连接成Profibus DP系统，必须采用Profibus 接口模板——CBP2模板，安装在变频器的正面，通 过RS485串行接口与变频器进行通信。S7-300 PLC 通过Profibus DP通信实现对砂轮片修整器进行控 制，实现砂轮片修整器的起动、停车和调速的 过程。
（2）S7-300的地址区与参数的定义 S7-300 PLC主站通过类型4的PPO实现的通信是一种循环 数据交换，非常易于编程。控制字和主设定值从
SIMATIC CPU的PLC主站被发送到MM440变频器。 变频器在响应报文中返回状态字和主实际值，状
态字：IW257；控制字：QW257；频率实际值： IW259；频率设定值：QW259。控制字包含16个用 于控制驱动ON/OFF、旋转方向的二进制信号，通 过指令T QW257将信号传送到MM440变频器。
88 2021年 第6期
冷加工
维修与改造
Maintenance & Rebuilding
组态王变量变化率的应用技巧
吴军 常州技师学院 江苏常州 213000
摘要：当PLC输出数据时，某些关键数据会清零或无法找到相应的地址，探讨用组态王开发监控系统变量变化 率的方法来解决此问题。 关键词：组态王；变量；变化率；西门子PLC；S7300
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通过滑触线进行ProfiBus通讯的系统设计1 引言自行小车是在物流转运输送线常见设备，它是通过车体上安装集电器和预装在轨道内的滑触线在移动接触中进行取电，提供给移动的小车，这种取电方式已经是很成熟的技术，在很多场合都有多种形式的应用。
但通过滑触线和集电器滑动接触进行ProfiBus通讯的方式却是一个比较特殊和困难的课题，因为通讯线路的滑触线和供电线路的滑触线在轨道内是平行敷设的，并且距离很近，之间仅有绝缘，线体裸露且没有屏蔽层的防护，滑触线和集电器滑动接触之间存在很大阻抗(相对常规通讯方式)，而且滑动过程中接触的效果不稳定等因素，使得其通讯的成功率和可靠性很难保证，因此在国内还是零记录应用，特别是在滑动距离比较远，范围比较广的自行小车产品中更是一个全新的尝试。
2 项目简介传统自行小车产品是通过车体上安装的集电器(又称电刷)和预装在轨道上的滑触线滑动接触进行取电。
地面控制柜内设有主控PLC，小车上一般也装有PLC和变频器，主控PLC 通过滑触线控制小车执行相应的工艺动作。
但是由于轨道和滑触线的尺寸、安装的要求及经济指标等各方面因素的局限性，使得轨道上的滑触线在数量都采用八根。
这样，小车响应主控PLC的指令就无法进行全程反馈和监控，更不能传递模拟量的参数，使系统很难形成闭环控制，控制的稳定性和可靠性较差，故障率也比较高。
随着物流输送线自动化程度的不断提高，传统的PLC继电控制已经无法满足现代生产的要求，因而考虑采用通讯的方式提高设备自动化程度。
笔者在东风柳州汽车有限公司乘用车涂装车间PVC自行葫芦输送系统的工程项目中利用SIEMENS公司的ProfiBus总线将自行小车和地面的PLC等控制设备组成ProfiBus-DP网，统一进行控制管理。
该项目已于2004年12月安装调试完毕并运行正常。
3 自行小车采用通讯方式控制的特点(1) 控制系统简单，操作和维护都很方便。
(2) 整个系统由ProfiBus-DP总线组成，可以远程编程和操作，通讯的信息量大，可以使系统达到闭环控制的效果，并且具有诊断功能。
(3) 通过SIEMENS的S7-315-2DP主站与小车上的ET200S/CPU的从站通讯，还与MITSUBISHI的Q02CPU的PLC进行通讯，把信息通过ProfiBus-DP与车间三菱MELSECNET/H网进行交换。
(4) 小车行走通过变频器控制，并且小车的行走电机带有制动装置，使得行走的启停及运行速度平滑且定位精度高。
(5) 系统操作简便，可以通过人机界面完成部分参数的设定，停机故障也可由人机界面来查找，画面设计友好，方便准确，使得处理故障时间短，可提高工作效率。
(6) 整个系统设计配置与世界先进的控制理念同步，可以在以后的设备改造中只需更换少量部件即可完成设备更新，降低设备总体成本。
4 自行小车控制的配置4.1 该工程自行小车的布置介绍在厂房的钢结构下吊挂一个一百多米环形的铝合金轨道，并在轨道内侧布置了滑触线(见图1)，轨道上共有八台小车，小车通过行走电机在轨道上进行循环运行，小车上配有升降用的葫芦，下挂着吊具，用于将物料(白车身)进行转运，在转运过程中要在一些工位上对工件进行工艺处理，需要升降的工位有6个，其中两个是上下工件用的，在升降工位需要定点对位进行升降，而且定点精度的要求很高，必需达到平滑减速并且平稳停车才能把工件起吊或存放准确。
因此小车的行走要求进行变频调速，而且电机还带有制动装置。
在其他没有升降要求的位置上布置了一些积放位，通过主控PLC的协调管理保证小车在运行时不会和前面小车发生碰撞。
图 1 滑触线和集电器4.2 系统配置图自行小车控制系统由西门子PLC-S7-300、远程站ET200S/CPU、变频器MM440、PRB 通讯单元等组成，通过人机界面eView进行单机系统监控，由于车间层网络是三菱的MELSECNET/H网，所以整个系统通过CP342-5和三菱Q系列PLC构成另一级的ProfiBus 网络，把上位网络要求监视和控制的信息通过ProfiBus进行通讯。
整个控制系统原理示意图如图2所示。
图3为系统配置图。
4.3 系统控制说明图2 系统原理示意图图3 系统配置图在地面设置有一台主控柜，内装有SIEMENS的可编程控制器S7-315-2DP，作为ProfiBus 的一级主站，在小车上装有的ET200S/CPU，作为一级ProfiBus网络的从站，同时ET200S 上还配有DP-MASTER模块，使ET200S同时还是小车上变频器的二级主站。
在一级主站通讯到滑触线上之间采用了一个最关键的装置-导轨放大器(Power Rail Booster)，它的作用就是为了使PROFIBUS-DP的信号数据通过滑触线这个导体进行安全传输，把信号进行调制，使其成为抗干扰的信号，并与滑动导体耦合(见图3)。
每台小车的随车电控箱里也装有一个导轨放大器，集电器和滑触线在滑动接触中接收到信号后由导轨放大器转换成小车PLC可以接收的通讯信号，从而达到主控PLC和小车PLC通讯的目的。
在轨道上共有八台小车，小车上装有位置识别装置，在小车通过工位时，识别装置检测到工位上的工位标志，然后确认本小车所处位置并通过ProfiBus-DP送回主站，同时，小车检测自己所处的工位以及接收到主站PLC的操作信息后，按照程序在该工位执行预定动作。
八台小车在轨道上各自独立循环运行，互相不干扰，但又通过主站进行协调统一，主站接收到小车所处位置信息后进行处理，然后对所有小车进行协调管理，而且主站PLC通过滑触线和小车ET200S/CPU通讯，对小车的各种状态进行实时监控，并可以在和主控通讯触摸屏上对变频器的一些参数进行监控和设置，比如可以读出变频器的状态字、实际输出电压、实际输出电流、实际输出频率和变频器的实际温度等参数，可以全程设置变频器所控制的电机的运行速度及启动和停止(见图4)。
而且还通过利用SIEMENS的诊断功能，对设备的硬件和软件故障进行实时诊断，及时了解故障信息，并对故障作出及时处理，节省了设备停机时间，降低了设备的故障率。
图 4 控制系统示意图5 控制系统的实现5.1 控制系统的硬件(1) 可编程控制器的选型在这次使用过程中由于要求使用ProfiBus通讯，因此主站选择上，考虑到CPU315-2DP 有高性能的通讯优势，CPU有集成的DP通讯端口，而且其功能相对比较强大，内部软元件和指令丰富，完全满足本系统的控制要求。
在子站的选择上，既可以选择没有CPU远程I/O作子站，也可以选择有CPU远程I/O 作子站。
在本系统中，设计者选择了有CPU的智能型远程I/O作子站，这样主站只需要知道子站的工作状况，而不需要大量地控制子站进行工作。
那么就减轻了主站的CPU的工作量，同时也减少了ProfiBus通讯的数据量，减轻网络负担，使通讯更快捷顺畅。
而且，子站有CPU后就有自主功能，能够判断通讯信息与子站内部信号的逻辑矛盾，即使出现通讯中断等意外的情况下，子站也可以进行安全保护，使设备不会发生意外。
(2) 导轨放大器与网络及滑触线的选择关系在使用导轨放大器进行滑触线的通讯时，对滑触线有一些要求限制(见附表)，使用的滑触线要求其电阻值及线间的容抗满足附表的要求，并且通讯距离、通讯速率和子站的数量也要按照附表的要求进行选择设计。
在本系统中，整个设备的滑触线通讯长度不足120m，而且采用德国进口的滑触线，其电阻值为0.744Ω/km，子站的数量(即小车的数量)只有8台。
因此，依附表可查，选择通讯速率为93.75kbps。
如附表所示。
5.2 软件的实现(1) 子站的软件控制小车的运行由车上子站ET200S/CPU进行编程控制，通过车上安装的位置识别装置，程序控制小车在设定的工作位置上执行各种工艺动作。
(2) 主站的软件控制主站程序通过OB1组织功能块来管理一些FC功能，主要编制有系统启停功能，通讯及信息管理功能，故障诊断及保护功能，报警及显示功能等。
5.3 网络功能的实现(1) 主站与子站的通讯通过STEP7软件对主站和子站设置站号、地址、波特率和地址映射区等必要参数，在程序中通过地址映射区进行主站对子站通讯信息处理，达到协调管理各个子站的目的。
(2) 子站与变频器的通讯利用CB15接口模块，将变频器连入PROFIBUS-DP网络中。
通过参数设置，确定网络地址和控制字和状态字，利用ET200S/CPU上的DP-MASTER对其进行控制。
软件上，接收到主站通讯的数据或子站的内部数据在由子站的内部程序经过处理后通过DP-MASTER同变频器进行通讯，程序上通过调用系统功能SFC14和SFC15来控制变频器的启停和速度等，并读出变频器的各种实时参数。
(3) 西门子PLC与三菱PLC的通讯分别设置西门子PLC与三菱PLC的通讯参数和编写通讯程序，把三菱PLC作为西门子PLC的子站，通过CP342-5进行通讯。
(见图5和图6)附表6 结束语在滑触线上进行ProfiBus的通讯是在国内同行业中的首次应用。
设备在调试完毕试车期间运行正常，系统通讯稳定，没有受到干扰的影响，通讯的成功率达到100％，对信号采集、参数的监控和设置也十分简单方便，基本达到了预期的效果。
它具有在输送转运线乃至整个物流输送行业推广应用的价值。
图 5 编写SIEMENS的程序图 6 编写MITSUBISHI的程序通过这次设计和调试，笔者也对SIEMENS的产品和网络通讯有了一个更深入的了解，结合本次设计调试也总结了以下一些优点:(1) 由于通讯的信息可以大量交换，使得整个控制基本做到了闭环控制，大大提高了整个系统的可靠性和稳定性。
(2) 硬件规划更标准，可以在非标设备中进行设计。
(3) 通过STEP 7和标准的功能块编程，使程序编制更简单，通讯设计也很容易，也可以进行标准化设计。
(4) 可以方便地通过在线监控和设置进行故障诊断。
(5) 安装方便，节省施工时间和现场调试时间。