随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展,控制系统在经历了组合式模拟控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统后。发展到当前现场总线控制系统和开放嵌入式网络化控制系统阶段。控制系统发展呈现出向分散化、网络化、智能化发展的方向。控制系统正由封闭的集中体系加速向开放分布式体系发展。控制界正在向网络化转变⋯ 。基于以上背景,目前在工业控制领域中,现场总线技术将是主流。笔者主要进行基于Pmfibus现场总线技术PLC分布式控制系统的设计,工控机使用SIMATIC STEP'/编程软件完成主站和从站的网络配置、硬件组态和程序编制。整个系统以西门子产品为主控设备,欧姆龙C200H PLC作为智能从站加入,底层设备包括各种传感器、旋转编码器、伺服驱动器及电机等,组成了一个典型的Profibus—DP控制网络。主要功能是对现场各种输入信号进行分析处理,完成伺服定位功能、通过变频器实现异步电机的调速等。
1 总体结构
本系统采用西门子公司SIMATIC s7—300 PLC作为主控设备,CPU型号315—2DP,其本身带有PROFIBUS—DP接口,无需另外安装通讯接口单元。另有一台相同型号的PLC作为冗余备份。从站包括ET200M、ET200S和OMRON C200HXPLC。外围设备和底层检测设备主要有伺服驱动器、伺服电机、变频器、触摸屏以及各种传感器等。根据现场需要处理的信号不同,主站和从站安装配置了各种功能模块,完成伺服定位功能、三相异步电机的变频调速、传感器信号识别与处理等功能。采用主从通信方式,各从站控制对象信息送入s7—300主站进行集中处理,分散控制。上位机安装STEP 7编程软件进行硬件组态、参数设置、程序编制、测试、调试和文档处理功能。使用STE P 7应按照一定的顺序:①设计任务解决方案,②生成项目,组态硬件和网络配置,③ 编写程序,④ 下载组态和程序到主站CPU并进行调试和错误诊断。
1.1 SIMATIC S7—300主站
SIMATIC s7—300是一种通用型的PLC,具有模块化、无排风扇结构、分布式的配置及易于用户掌握等特点,适合自动化工程中的各种应用场合,以及制造过程中的应用。s7—300是模块化的组合结构。主站需要处理的大部分是数字信号,表1列出了机架上各模块的配置情况及功能简介。
1.2 ET200分布式I/O
SIMATIC ET200是一种新型分布式I/O系统,集安装便利、高度灵活和节省使用成本等诸多特点于一体。通常由电源部分、通信适配器(IM)及各种信号模块组成。其本身不具有程序存储和执行能力,通过IM接口挂接在总线上,由主站统一编址,按主站指令驱动I/O,并将I/O输入及故障诊断等
返回主站 。本系统使用的分布式I/O包括ET200M 以及ET200S。ET200M通过接口模块IM 153与DP总线相连。ET200S系列产品具有很高的灵活性,设计人员可根据实际情况直接在接口模块后面插入不同数量和不同组合的I/O模块(最多64个),且可随时进行修改和扩展。通过接口模块IM 151与DP总线相连。 字串7
1.3 oMRoN C200HX智能从站
日本OMRON公司研制的C系列PLC分超小型(袖珍型)、小型、中型、大型4个档次。本系统采用的是中型机的主导机型C200Het系列,具体型号C200HX CPU64。该系列PLC采用模块式结构,能适应多样化的要求,系统组成灵活方便,适用于中小型控制系统。现场设备大多是OMRON的产品,包括各种传感器、旋转编码器、伺服驱动器和电机等,因此配置了相应的位置控制单元、高速计数单元等模块,按照机架上从右至左的顺序,各模块的配置情况如表2所示。
2. STEP 7硬件组态和网络配置
2.1 硬件组态
首先进行主站和分布式I/O的配置 引,然后进行OMRON智能从站的加入。完成好的硬件设置如图1所示。
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