基于现场总线控制技术实验教学平台的开发

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1、基于现场总线控制技术实验教学平台的开发4—.麵肖飞樟韩攀攀河源职业技术学院机电工程学院摘要：针对目前高职院校“现场总线控制技术”实验实训教学的需求，设计开发丫一种基于现场总线控制技术的实验装置。实验装置主要以Profibus-DP通信、Modbus通信、CC-Link通信为系统平台，结合以工业级硬件搭建，软件系统编程与调试为一体，将现场采集到的数据传送到远端监控计算机进行分析与管理，实现远程监控和数据传送。该实验装置成功地应用于教学，对学生学〉」现场总线通信基本原理和网络通信控制起到丫关键的作用，有效地提高/学生现场综合分析和动手能力。关键词：现场总线;实验装

2、置;M;作者简介：陈胜利（1979一），男，硕士，副教授，主要从事机械制造及自动化应用与研宄。收稿日期：2017-06-08基金：2016年广东省省级科技计划项目（项目编号:2016A070715002）阶段性成果Received：2017-06-08目前国N市场上“现场总线控制技术”实验实训装置功能单一，工业应用性不强，无法满足高职院校“现场总线控制技术”课程实验实训教学的需求。基于此,项目研发团队针对高职培养技术应用型人才的教学需求，开发设计出主要以市场常见Profibus-DP通信、Modbus通信、CC-Link通讯模式为平台，集硬件搭建、软件编程与调

3、试，远程数据传送及监控功能为•-体的现场总线控制实验实训装置U1。该装置的研发成功并投入教学，提高丫学生学习的积极性，实现Y教学做理实一体化教学，提高了教学的质量。1通信系统硬件构成现场总线控制实验平台的设计是基于当前三种主流工业通讯模式研发而设计的，其硬件平台系统搭建如图1所示。1.1Profibus-DP通信系统硬件组成采用Siemens公司TTAPortalV13博途全集成自动化软件编程，监控远程终端设备运行。PLC采用Siemens公司S7-1200系列，是系统平台的核心组成之一位1。主站模块采用Profibus-DP模块控制数据连接站。远程设备采用S

4、iemens公司ET200M分布式I/O模块配置数字式信号模块SM323和模拟式信号模块SM334,通过数字量/模拟量信号模块实现采集现场数字式传感器和模拟式传感器的数据。Siemens公司MM420变频器通过ProfibusDP模板与PLC连接作为从站。Ii*•*A图1现场总线控制技术硬件结构示意图下载原图1.2Modbus通信系统硬件组成PLC采用西门子S7-1200与三菱FX3U，均可以通过RS485通信模块作为主站,也可以作为从站。采用S7-1200PLC作为主站吋，使用TTAPortalV13博途全集成自动化软件编程及监控运行。采用Mitsubish

5、i公司FX3UPLC作为主站时，使用GXWorks2软件编程，监控远程终端设备运行。远程设备采用Mitsubishi公司FR-E700变频器、研华模拟量采集器ADAM-4117及研华数字量采集器ADAM-4051o1.3CC-Link通信系统硬件组成(1)采用GX软件编程，监控远程终端设备运行。(2)PLC采用三菱公司的FX3U是系统核心组成部分之一。主站模块采用FX3U-16CCL-M控制数据连接站。(3)远程T/0采用远程输入/输出模块AJ65SBTB1-16DT,作为仅处理以位数据远程工作站U1。(4)FK-E700变频器通过变频器用CC-link通信连

6、接器FK-A7NCEkit、AJ65SBT-64AD模拟数字量转换器作为CC-link的远程设备站。2通信系统设计1.1Profibus-DP通信系统Profibus-DP通信系统采用Siemens公司的Profibus-DP现场总线控制系统，选用S7-1200PLC作主站，ET200M分布式I/O模块与西门子变频器作为从站，S7-1200PLC通过Profibus-DP总线对从站进行连接和控制。Profibus-DP系统平台搭建示意图如图2所示。rwi，1变频器卜图2Profibus-DP通讯系统平台构建结构示意图下载原图Profibus-DP从站功能:是利

7、用西门子DP通信模块作为数据接收和发送单元，实现主从站之间的通信，从而实现用户数据传送到主站，且接收来自主站的数据m。通过分布式1/0模块与现场传感器相连，来完成对现场数据的采集。1.2Modbus通信系统Modbus通信系统硬件以S7-1200PLC为主站通过CM1241RS485通信模块;FX3UPLC为从站通过485BD通信板和485ADP-MB通信模块;可与第三方设备研华ADAM-4051数字量采集器、研华ADAM-4117模拟量采集器、三菱变频器以485总线方式连接，实现MODBUS通信进行现场采集传感器等的数据以及从站现场监控。远程设备也兼备标准模

8、拟量信号输出接U和RS485Modbu