PROFIBUS-DP現場總線技術在磨床改造中的應用

整個PROFIBUS - DP網絡由11個站組成, 其DP主站采用S7 - 400可編程控制器, 該可編程控制器所采用的 CPU 412 - 2DP配備有PROF IBUS - DP通訊端口, 可以組建多達127 個站點的PROF IBUS - DP現場總線網絡。其余10個DP從站分別由ILC - 2000數控單元、ET200S分布式I/O 模塊以及全數字直流變頻器6RA70 和全數字交流驅動器611U 組成, 其中ET200S分布式I/O模塊被安裝在磨床的工件側床身、往復臺、上刀架和中央液壓系統這4個部分。212　用S7 STEP 7軟件組建磨床分布式I/O在S7 - 400 中, 不需要為現場總線編寫通訊程序, 只要通過STEP 7軟件包對DP主站和所有DP從站進行硬件組態, 統一分配地址即可。其基本步驟如下:

( 1) 對DP主站進行硬件組態組態時只要從硬件目錄表中選擇需要的電源模塊、CPU模塊(注意選擇帶有PROF IBUS - DP 網絡接口的CPU, 例如CPU 412 - 2DP) 、I/O 模塊等并將其拖到相應的槽位即可。

( 2) 對DP主站系統進行組態首先插入DP主站系統(DPMaster System), 然后從硬件目錄中選擇需要的從站模塊, 用鼠標將其拖放到DP主站系統即可。如果在硬件目錄中沒有找到所需的模塊, 就需要安裝該模塊所對應的1GSE文件, 該文件包含了從站模塊的所有信息。如果作為從站的模塊不是SIEMENS產品, 其生產廠家通常會提供該文件。

( 3) 設置各站點在PROF IBUS - DP中的地址DP主站和子站的地址可以任意指定, 只要不重復、不超出范圍即可。

由于在上述硬件組態過程中已經解決了網絡的通訊問題, 所以在編程時無須考慮通訊問題, 只要象對一臺PLC那樣對所有I/O地址編程即可。由此可見使用PROFIBUS - DP 現場總線具有“硬件分散, 軟件集中”的特點。

2.3　建立S IEMENS交直流調速器和PROF IBUS -DP之間的通訊

2.3.1 　硬件連接

在這次磨床改造中使用的SIEMENS 6RA70 直流調速系統和611U交流調速系統都配有專用的PROFI2BUS - DP通訊模塊, 能夠非常方便地連接到PROFI2BUS - DP網絡, 例如CBP模板就是6RA70 和PROFI2BUS - DP連接的通訊模塊。硬件連接完成之后, 要使調速系統和PROF IBUS - DP 主站建立起通訊聯系還要對調速系統進行一系列的參數設置。

2.3.2 　參數設置

參數設置中, 最關鍵的是選擇PPO類型, 即定義電文的參數和過程數據部分的字的數量。PROFI2BUS - DP提供了5種PPO類型。一類是無PKW而有2個字或6 個字PZD; 另一類是有PKW 且還有2 個字、6個字或10個字的PZD。如圖2 所示。這樣分類的目的是為了完成不同的任務, 即PKW 的傳輸和PZD的傳輸互不影響, 各自獨立工作。PPO的參數部分( PKW) 用于讀寫參數值, 過程數據部分(PZD)包含了控制字、狀態字、給定值和實際反饋值等信息。PPO類型的選擇取決于調速系統在整個網絡中所要完成的任務。除了設置PPO 類型外, 還需要設置報文的監控時間、PROF IBUS的站點地址等參數。

圖2　5種PPO類型的結構定義

2.3.3 　PROFIBUS - DP通訊模塊的狀態指示

完成了參數設定后, 給PLC 和調速系統送電,此時, 6RA70 的PROFIBUS通訊模塊(CBP) 上3 個發光管同時閃爍則表示通訊正常。其中紅燈表示CBP模塊的狀態正常; 黃燈表示6RA70 和CBP之間的通訊正常;

綠燈表示CBP 和PROF IBUS之間的通訊正常。而 611U則有所不同, 只有一個指示燈顯示PRO2F

IBUS通訊模塊的工作狀態, 該燈熄滅表示通訊模塊尚未被激活; 紅燈顯示表示通訊模塊已被激活, 但沒有建立通訊, 可能存在故障; 綠燈顯示則表示通訊模塊已被激活并工作正常。