Profibus是目前工控系統(tǒng)中最成功的現(xiàn)場總線之一,，得到了廣泛的應用,。它是不依賴于生產(chǎn)廠家的,、開放式的現(xiàn)場總線,，各種各樣的自動化設備均可通過同樣的接口協(xié)議進行信息的交換。Profibus-DP（Distributed I/O System-分布式I/O系統(tǒng)）是一種經(jīng)過優(yōu)化的模塊，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率,，適用于系統(tǒng)和外部設備之間的通信,，遠程I/O系統(tǒng)尤為合適。它允許高速度周期性的小批量數(shù)據(jù)通信,，適用于對時間要求苛刻的自動化控制系統(tǒng)中,。Profibus-DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)可使許多現(xiàn)場設備（如PLC、智能變送器,、變頻器）在同一總線進行雙向多信息數(shù)字通訊，因此可方便地使用不同廠家生產(chǎn)的控制測量系統(tǒng)相互連接成通訊網(wǎng)絡,。濟鋼鮑德彩板有限公司是濟鋼集團總公司2003年投資興建的年產(chǎn)20萬噸大型彩板生產(chǎn)基地,，其生產(chǎn)線中的固化爐、導熱油爐,、煤氣制氫中的煤氣系統(tǒng)必須對煤氣通過煤氣加壓機進行二次加壓才能滿足生產(chǎn)工藝要求,，煤氣加壓機控制系統(tǒng)采

　　用Profibus-DP過程現(xiàn)場總線通訊技術(shù)方案，自動化控制單元與變頻器采用不同廠家的產(chǎn)品,，分別采用西門子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS600變頻器,。

　　2 系統(tǒng)配置及通訊協(xié)議

　　（1） 系統(tǒng)配置

　　該系統(tǒng)以西門子公司和ABB公司的相關(guān)產(chǎn)品來實現(xiàn)全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)在Profibus-DP網(wǎng)中的通訊及控制原理,。附圖為該系統(tǒng)的Profibus-DP網(wǎng)的網(wǎng)絡配置圖,，其中PLC為西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP，變頻器為ACS600系列,，NPBA-12為與變頻器配套的通訊適配器,。編程軟件為STEP7 V5.2軟件，用于對S7-300 PLC編程和對Profibus-DP網(wǎng)進行組態(tài)和通訊配置,。上位機畫面操作采用WinCC5.1進行畫面編程和操作,，與PLC通訊采用以太網(wǎng)通訊方式。

　?。?） 通訊協(xié)議

　　在本系統(tǒng)中,，S7-300 PLC作為主站，變頻器作為從站時,，主站向變頻器傳送運行指令,，同時接受變頻器反饋的運行狀態(tài)及故障報警狀態(tài)的信號。變頻器與NPBA-12通訊適配器模塊相連,，接入Profibus-DP網(wǎng)中作為從站,，接受從主站SIMATIC S7-315-2DP來的控制。NPBA-12通訊適配器模塊將從Profibus-DP網(wǎng)中接收到的過程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中,，的每一個字都被編址,，在變頻器端的雙向RAM可通過被編址參數(shù)排序，向變頻器寫入控制字、設置值或讀出實際值,、診斷信息等參量,。

　　變頻器現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)若從軟件角度看，其核心內(nèi)容是現(xiàn)場總線的通訊協(xié)議,。Profibus-DP通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)電報結(jié)構(gòu)分為協(xié)議頭,、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)和協(xié)議層。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)即PPO包括參數(shù)值PKW及過程數(shù)據(jù)PZD,。參數(shù)值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼;過程數(shù)據(jù)PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些數(shù)據(jù)值,，如頻率給定值、速度反饋值,、電流反饋值等,。Profibus-DP共有兩類型的網(wǎng)絡PPO：一類是無PKW而有2個字或6個字的PZD;另一類是有PKW且還有2個字、6個字或10個字的PZD,。將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)這樣分類定義的目的,，是為了完成不同的任務，即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響,，均各自獨立工作,，從而使變頻器能夠按照上一級自動化系統(tǒng)的指令運行。

　　3 STEP7項目系統(tǒng)組態(tài)及通訊編程

　?。?） 使用STEP7V5.2組態(tài)軟件,，進入Hardware Configure完成S7-300 PLC硬件組態(tài);

　　（2） 選定S7-315-2DP為主站系統(tǒng),，將NPBA-12的GSD（設備數(shù)據(jù)庫）文件導入STEP7的編程環(huán)境中,，軟件組態(tài)NPBA-12到以S7-315-2DP為主站的DP網(wǎng)上，并選定使用的PPO類型,，本設計使用PPO4,，設定站點網(wǎng)絡地址。在變頻傳動裝置Profibus的結(jié)構(gòu)中,，ABB變頻器使用Profibus-DP通信模塊（NPBA-12）進行數(shù)據(jù)傳輸,，主要是周期性的：主機從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站，因此需要在PLC主程序中調(diào)用兩個系統(tǒng)功能塊SFC14和SFC15來讀寫這些數(shù)據(jù),，實現(xiàn)到變頻器的通信控制;

　?。?） 在主PLC程序中建立一個數(shù)據(jù)塊，用于于變頻器的數(shù)據(jù)通信;建立一變量表,，用于觀測實時通訊效果,。

　　4 變頻器運行設置

　　變頻器與PLC應用Profibus-DP現(xiàn)場總線連成網(wǎng)絡后，除在PLC自動化系統(tǒng)中進行編程外,，在每個變頻器上也要進行適當?shù)膮?shù)設置,。

　　通訊電纜聯(lián)接后，啟動變頻器，完成對變頻器通訊參數(shù)的

　　4.1 基本設置

　?。?） 51.01—模塊類型,，本參數(shù)顯示由傳動裝置探測到的模塊型號。其參數(shù)值用戶不可調(diào)整,。如果本參數(shù)沒有定義,，則不能在模塊與傳動之間建立通訊。

　?。?） 51.02—本參數(shù)選擇通訊協(xié)議,，“0”為選擇Profibus-DP通訊協(xié)議。

　?。?） 51.03—本參數(shù)為Profibu

　　s連接選擇的PPO類型,，“3”為PPO4，但變頻器上的PPO類型應與PLC上組態(tài)的PPO類型一致,。

　　（4） 51.04—本參數(shù)用于定義設備地址號,，即變頻器的站點地址,，在Profibus連路上的每一臺設備都必須有一個單獨的地址。本次設計中兩臺變頻器分別為2,、3號站,。［1］

　　4.2 過程參數(shù)的連接

　　過程參數(shù)互聯(lián)完成NPBA-12雙端口RAM連接器與變頻器相應參數(shù)的定義和連接，包括主站（PLC）到變頻器的連接和變頻器到主站（PLC）的連接兩部分,。在變頻器上設定下列連接參數(shù),。

　　（1） 從PLC發(fā)送到傳動裝置變頻器的PZD值

　　PZD1—控制字,，如變頻器的啟動使能,、停止、急停等控制命令;

　　PZD2—變頻器的頻率設定值,。

　?。?） 從傳動裝置變頻器發(fā)送到PLC的PZD值

　　PZD1—狀態(tài)字，如報警,、故障等變頻器運行狀態(tài);

　　PZD2—變頻器的速度實際值,、電流實際值等。

　　5 結(jié)束語

　　變頻器控制系統(tǒng)采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線控制模式后,，不但整個系統(tǒng)可靠性強,，操作簡便，而且可根據(jù)工藝需要進行靈活的功能修改,。該系統(tǒng)在濟鋼鮑德彩板有限公司應用以后,，運行效果良好，為今后總公司的自動化設備（不同廠家的網(wǎng)絡通訊）提供了一個成功典范。