西门子DP总线接头梅州市一级代理商 西门子DP总线接头梅州市一级代理商 西门子DP总线接头梅州市一级代理商
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联系人 :肖 勇（ 销售工程师 ）
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西门子DP总线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[2-3],可实现现场级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[4].ProfiBus系列由ProfiBus-DP/FMS/PA三个兼容部分组成。其中ProfiBus-DP和PA的特点如下[1,5]:
西门子DP总线是适用于自动控制系统与分散I/O 之间的高速通信；可取代24 V 或4~20 mA 的串联式信号传输；使用RS 485传输技术或光纤媒体。
西门子DP总线是专为过程自动化设计；可将变送器和执行器连接到一根公共总线，可用于本质安全领域；数据传输采用扩展的ProfiBus-DP协议，还具有PA行规。
本文将采用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通信协议来构建过程控制系统。
2 系统架构
本过程控制系统用于模拟对工业现场液位、温度等信息的采集、处理，PID 控制和控制工艺流程的实时监控。系统通过西门子DP总线进行数据传输和交换，采用MPI通信方式与上位机进行通信和远程控制，从而使整个控制系统实现网络化和数字化。控制系统结构图如图1所示。
系统主要包含上位监控机、CPU、以太网通信模块、DP链路、分布式I/O和变频器DP从站、温度和压力变送器、阀门定位器、电磁流量计等。CPU 采用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多点通信功能的MPI 接口，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].
3 系统组态
3.1 硬件组态
针对西门子S7-300 plc 来说，其硬件组态是通过Step7 软件来实现的。组态过程主要包括以下几个步骤。
新建项目时需选择好存储路径和项目名称。
（2）添加工作站
右键点击新建的站点名字，选择插入SIMATIC300 Station.
（3）硬件配置[7]
双击Hardware 进入硬件配置界面，从右侧硬件列表中拖入机架，并按实际机架上模块的顺序依次添加电源、CPU（315-2DP）、AI/AO模块。DP/PA link等。根据每个测试系统的不同，有选择的在PA层挂入变频器、流量计、变送器和电磁阀等对象。图2是组态完的结果。
西门子DP通讯电缆产品注意事项:
① 硬件配置必须和实际PLC 上挂的模块一致，具体的设置参数要看模块左下方的订货号。
② CPU 地址设为2,其余模块地址从4 开始，且不能重复[8].
④ 模块地址需记住，因为编程的时候要用到。尤其是AI/AO模块地址要记住，以保证数据的正确通信。
⑤ AI/AO模拟量模块的输入和输出通道信号类型此处设为两线制4~20 mA.
（4）程序编写PLC 程序是用于实现现场数据的采集、处理，及Wincc监控页面和PLC之间的互联通信。
PLC 程序主要包含主程序块，故障诊断组织块，功能函数块FB41（连续控制PID），DB数据块。FB41函数块的参数设置是程序编写的重点，主要针对MAN_ON、PVPER_ON、PV_FAC、PV_OFF、LMN_FAC、LMN_OFF、SP_INT、LMN_PER 等参数进行设置。具体的定义和设置要求可通过查阅帮助文件来获取。
3.2 通信组态
在Step7 软件的option 选项里选择Set PG/PC Inter-face,把通信协议改为CP5611（MPI），点击“Diagnostics”
按钮进入测试页面。点击“Test”按钮显示正常，然后点击“Read”按钮读到PLC地址为2表示通信成功。
软硬件均编译通过后，即可下载进PLC.
西门子DP通讯电缆产品功能介绍:
3.3 监控页面组态
本例中用Wincc 软件来驱动Step7 的变量，实现对程序的监控。
（1）新建项目和添加驱动程序
新建项目时需设置项目类型、名称和路径。
选择变量管理--新建驱动程序--插入SIMAT-IC S7 PROTOCOL SUITE.此通信驱动程序支持多种网络协议和类型，此处选择MPI（和PLC 的通信协议一致），并设置站地址为2.
（2）组态变量
Wincc 变量类型主要有过程变量和内部变量。其中过程变量是真实值，位于PLC的存储器中。内部变量表示在Wincc中用来计算或模拟的内部值，不与PLC之间进行通信。每个变量在组态时需定义变量名称和类型。过程变量还需选择PLC中地址和数据格式变换。
（3）创建过程画面
过程画面是由图形编辑器来完成的。在该界面中可添加全部欲在运行状态下显示的内容。Wincc 的图库中提供了丰富的图形，只需选择拖入画面即可。“对象选项板”的“标准板”中列出了线、静态文本、输入输出域等对象；“控件板”中列出了时钟、报警控件、在线表格控件、在线趋势控件等。图3 是组态完成后的一个监控画面。
注意事项:
① 画面中需动态显示的文本框、图形、按钮、输入/输出域、滚动条等一定要设置好连接的变量名，同时亦可在属性选项中更改显示方式等参数。
② 运行系统中如需采集、处理和归档工业现场的过程数据，并创建过程数据变化趋势曲线时，需先对数据进行归档处理，将其存储在归档数据库中，并用表格或趋势曲线的形式输出当前过程值或已归档过程值。
归档中要设置归档变量名、归档周期。图3 使用了Wincc online Trend Control这个ActiveX 控件来显示过程数据变化趋势。
（4）创建脚本
Wincc 可以通过使用函数和动作使项目中的过程动态化，可自行建立项目函数，也可建立全局动作脚本来实现动态显示要求。
（5）设置系统运行属性和激活项目
在Wincc 资源管理器的左边子窗口中点击“计算机”进行设置。设置内容包括计算机的名称、运行画面的外观、起始画面、标题、画面大小等。
全部组态结束后，即可点击激活按钮，观看项目的动态可视化监控画面了。
注意事项:
① 若运行项目是从其他计算机上拷过来的，必须更改计算机名为当前计算机名。
② 选择在运行时需启动的组件，可选择图形运行系统、报警记录运行系统、变量记录运行系统等。
③ 热键在组态阶段不需屏蔽，当组态结束进入使用阶段，则须将所有热键屏蔽。
4 结语
通过这一过程控制系统的软硬件组态，可掌握PLC技术、组态技术和PID控制技术，具有一定的实用价值。本文是基于西门子DP总线、Siemens PLC和Wincc组态软件，构建了一个典型的工业过程运行和监控系统。在具体构建过程中，因项目的差异，可灵活选择不同的组网和通信方式。本文提供的仅是一个范例，只要掌握了基本方法，还可以将其进一步推广到其他控制领域。
CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。
根据要求，也可使用下列模块:
用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。
SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
简单的结构使得 S7-300 使用灵活且易于维护:
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。
集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码，更换极为容易:
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接:
对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则可对 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）进行扩展:
中央控制器和3个扩展机架最多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到中央控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
s7-200CN CPU订货号:
6ES7 211-0AA23-0XB0 CPU221 DC/DC/DC,6输入/4输出
6ES7 211-0BA23-0XB0 CPU221 继电器输出,6输入/4输出
6ES7 212-1AB23-0XB8 CPU222 DC/DC/DC,8输入/6输出
6ES7 212-1BB23-0XB8 CPU222 继电器输出,8输入/6输出
6ES7 214-1AD23-0XB8 CPU224 DC/DC/DC,14输入/10输出
6ES7 214-1BD23-0XB8 CPU224 继电器输出,14输入/10输出
6ES7 214-2AD23-0XB8 CPU224XP DC/DC/DC,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7 214-2BD23-0XB8 CPU224XP 继电器输出,14DI/10DO,2AI/1AO
6ES7 216-2AD23-0XB8 CPU226 DC/DC/DC,24输入/16输出
6ES7 216-2BD23-0XB8 CPU226 继电器输出,24输入/16输出
6ES72110AA230XB0 SIMATIC S7-200 CPU211,DC/DC/DC,6输入/4输出
6ES72110BA230XB0 SIMATIC S7-200 CPU211,AC/DC/Rly,6输入/4输出
6ES72121AB230XB0 SIMATIC S7-200 CPU222,DC/DC/DC,8输入/6输出
6ES72121BB230XB0 SIMATIC S7-200 CPU222,AC/DC/Rly,8输入/6输出
6ES72141AD230XB0 SIMATIC S7-200 CPU224,DC/DC/DC,14输入/10输出
6ES72141BD230XB0 SIMATIC S7-200 CPU224,AC/DC/Rly,14输入/10输出
6ES72142AD230XB0 SIMATIC S7-200 CPU224XP,DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/1AO
6ES72142AS230XB0 SIMATIC S7-200 CPU224XPsi,DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/1AO
6ES72142BD230XB0 SIMATIC S7-200 CPU224XP,AC/DC/Rly,14输入/10输出(NPN输出),集成2AI/1AO
6ES72162AD230XB0 SIMATIC S7-200 CPU226,DC/DC/DC,24输入/16输出
6ES72162BD230XB0 SIMATIC S7-200 CPU226,AC/DC/Rly,24输入/16输出