西门子PROFIBUS-DP屏蔽电缆

西门子PROFIBUS-DP屏蔽电缆

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SIEMENS可编程控制器

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(1) 全数字化通信(2) 开放型的互联网络(3) 互可操作性与互用性(4) 现场设备的智能化(5) 系统结构的高度分散性(6) 对现场环境的适应性

现场控制设备具有通信功能,便于构成工厂底层控制网络。通信标准的公开、一致,使系统具备开放性,设备间具有互可操作性。功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。控制功能下放到现场,使控制系统结构具备高度的分散性。

现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列,为其应用开拓了更为广阔的领域;一对双绞线上可挂接多个控制设备, 便于节省安装费用;节省维护开销;提高了系统的可靠性;为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。

网络通信中数据包的传输延迟,通信系统的瞬时错误和数据包丢失,发送与到达次序的不一致等都会破坏传统控制系统原本具有的确定性,使得控制系统的分析与综合变得更复杂,使控制系统的性能受到负面影响。

从现场总线技术本身来分析,它有两个明显的发展趋势:一是寻求统一的现场总线二是Industrial Ethernet走向工业控制网络统一、开放的TCP/IP Ethernet是20多年来发展成功的网络技术 ,过去一直认为,Ethernet是为IT领域应用而开发的,它与工业网络在实时性、环境适应性、总线馈电等许多方面的要求存在差距,在工业自动化领域只能得到有限应用。事实上,这些问题正在迅速得到解决,国内对EPA技术(Ethernet for Process Automation)也取得了很大的进展。随着FF HSE的成功开发以及PROFInet的推广应用,可以预见Ethernet技术将会十分迅速地进入工业控制系统的各级网络。国际上形成的工业以太网技术的四大阵营:主要用于离散制造控制系统的是:Modbus-IDA工业以太网Ethernet/IP工业以太网PROFInet工业以太网主要用于过程控制系统的是:Foundation Fieldbus HSE工业以太网随着科学技术的快速发展,过程控制领域在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。150多年前出现的基于5-13psi的气动信号标准(PCS,Pneumatic Control System气动控制系统),标志着控制理论初步形成,但此时尚未有控制室的概念;20世纪50年代,随着基于0-10mA或4-20mA的电流模拟信号的模拟过程控制体系被提出并得到广泛的应用,标志了电气自动控制时代的到来,三大控制论的确立奠定了现代控制的基础,设立控制室、控制功能分离的模式也一直沿用至今;20世纪70年代,随着数字计算机的介入,产生了“集中控制"的中央控制计算机系统,而信号传输系统大部分是依然沿用4-20mA的模拟信号,不久人们也发现了伴随着“集中控制",该系统存在着易失控、可靠性低的缺点,并很快将其发展为分布式控制系统(DCS,Distributed Control System分布式控制系统);微处理器的普遍应用和计算机可靠性的提高,使分布式控制系统得到了广泛的应用,由多台计算机和一些智能仪表以及智能部件实现的分布式控制是其主要的特征,而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。随着微处理器的快速发展和广泛的应用,数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能,产生了以微处理器为核心,使用集成电路代替常规电子线路,实施信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备。设备之间彼此通信、控制,在精度、可操作性以及可靠性、可维护性等都有更高的要求。由此,导致了现场总线的产生。

现场总线控制系统由测量系统、控制系统、管理系统三个部分组成,而通信部分的硬、软件是它有特色的部分。1、现场总线控制系统:它的软件是系统的重要组成部分,控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接,选定功能块参数,进行网络组态。在网络运行过程中对系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。2、现场总线的测量系统:其特点为多变量高性能的测量,使测量仪表具有计算能力等更多功能,由于采用数字信号,具有高分辨率,准确性高、抗干扰、抗畸变能力强,同时还具有仪表设备的状态信息,可以对处理过程进行调整。3、设备管理系统:可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设备运行状态信息(包括智能仪表)、厂商提供的设备制造信息。例如Fisher—Rosemoune公司,推出AMS管理系统,它安装在主计算机内,由它完成管理功能,可以构成一个现场设备的综合管理系统信息库,在此基础上实现设备的可靠性分析以及预测性维护。将被动的管理模式改变为可预测性的管理维护模式AMS软件是以现场服务器为平台的T型结构,在现场服务器上支撑模块化,功能丰富的应用软件为用户提供一个图形化界面。4、总线系统计算机服务模式:以客户机/服务器模式是较为流行的网络计算机服务模式。服务器表示数据源(提供者),应用客户机则表示数据使用者,它从数据源获取数据,并进一步进行处理。客房机运行在PC机或工作站上。服务器运行在小型机或大型机上,它使用双方的智能、资源、数据来完成任务。5、数据库:它能有组织的、动态的存储大量有关数据与应用程序,实现数据的充分共享、交叉访问,具有高度独立性。工业设备在运行过程中参数连续变化,数据量大,操作与控制的实时性要求很高。因此就形成了一个可以互访操作的分布关系及实时性的数据库系统,市面上成熟的供选用的如关系数据库中的Orad,sybas,Informix,SQL Server;实时数据库中的Infoplus,PI,ONSPEC等。6、网络系统的硬件与软件:网络系统硬件有:系统管理主机、服务器、网关、协议变换器、集线器,用户计算机等及底层智能化仪表。网络系统软件有网络操作软件如:NetWarc,LAN Mangger,Vines,服务器操作软件如Lenix,os/2,Window NT。应用软件数据库、通信协议、网络管理协议等

远程站（ET200SP）的组态

为了换的更快，每套模具都安装了对应的ET200SP作为远程站。由于模具点数不用，所以远程站IO组态也不相同，主要还是穷，能省一点是一点，全都配成大量也就没这些事了。在软件中组态上所有的不同的IO站。

软件中有四种组态，但是实际中只有两个模具能放到设备上，如何确定哪个站存在，就用到了DeviceStates指令。

DeviceStates： 读取 IO 系统的模块状态信息

DeviceStates指令的参数说明如下图，我们使用的是DP通讯，所以截图里也都是DP通讯的。

我的DeviceStates指令使用过程中，比较需要注意的是MODE参数。由于我是结合D_ACT_DP（启用禁用IO）使用的，开始我用模式2（诊断远程站是否故障来判断是否存在）。但是D_ACT_DP指令禁用掉某个站之后，会自动认为这个站不存在故障，所以诊断是否存在就不起作用了。后来改成了模式4（从站是否存在），就适合我的情况了。也是在调试过程中发现的。

对于DP通讯来说，远程站的DP地址是多少，那么这个STATE数组参数就选择多少

确定好是哪个模块在线之后，就可以根据需要各种赋值了。（这块是不是有更好的办法我还不太懂，我觉得软件里组态的远程IO通道都是的，还是得赋值给变量去做运算）。

确定好哪个远程站在线以后，程序已经可以用了，但是不在线的远程站会使CPU报故障，红灯闪烁，这时用D_ACT_DP指令解决这个问题。

MODE是1，代表启用，是2，代表禁用。使用IO诊断DeviceStates指令判断是给1还是2

工业现场的应用环境要求PLC和工控机具有很高的可靠性，而可靠性是靠电磁兼容特性（EMC）和容错技术来保证的。PLC和工控机要经过严格的电磁兼容检测，如辐射敏感度检测、谐波/电压波动/电压骤降检测、静电/快速脉冲/雷击检测、电磁干扰检测等。EMC保证了设备在本质上的抗干扰特性。但是，要保证控制设备不出故障是不可能的。因此，采用容错设计的系统对要求不能停机、不能失控的高可靠系统是十分重要的。目前重要的容错设计技术有Watchdog和双机热备（包括主机、模块和通讯介质的热备）。热备系统的工作对用户来说是透明的：即当故障发生时，所有对故障点的切除和数据的备份都是在短的控制周期内自动完成的。此项技术的完成包括了设备硬件和软件二个方面。图2给出了PLC双机冗余系统的结构。