profibus工业控制实验系统的设计new

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1、制造业自动化PROFIBUS工业控制实验系统的设计DesignonPROFIBUSindustrialcontrolexperimentalsystem王明武1，屈丹2WANGMing-wu1,QUDan2（1.陕西理工学院机械工程学院，汉中723003；2.陕西汉江机床有限公司，汉中723003）摘要：提出一种基于PROFIBUS和AS-i现场总线的工业控制网络实验系统，并介绍了实验系统的结构、以及硬件与软件的组成，最后以实例形式详细阐明了如何配置一个完整的现场总线网络。该实验系统主要用于现场总线技术的研究和工业自动化专业的教学、课程设

2、计、毕业设计等实验，为一个集教学、科研一体的多功能实验系统。关键词：现场总线系统(FCS)；工业控制网络；实验系统中图分类号：TP27文献标识码：A文章编号：1009-0134(2009)07-0032-030引言网性能的提高和应用于工业场合存在的难题不断地被解决，它已经逐步向工业现场领域渗透，同时它现场总线是过程控制技术、通信技术和计算机也是实现与企业信息网联系的桥梁。网络技术紧密结合的产物，它不仅仅局限于用数字第二层：PROFIBUS现场总线控制层。该层是信号取代模拟信号等特点，更重要的是它解决了传本工业控制实验系统的最重要的部分。P

3、ROFIBUS统控制系统中存在的许多根本性难题，使得自动控采用屏蔽双绞线作为通信介质，网络拓扑结构可以制系统的结构、设计方法和安装调试方法都发生了构建成各种型式。PROFIBUS控制网络又分为重大的变化，给工业自动控制领域带来了一场革命PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA两个兼容部分，其性的冲击。中PROFIBUS-PA可通过DP/PA耦合器或链接器直PROFIBUS现场总线是一种开放式的现场总线接连入到DP网段中。标准，它既是欧洲现场总线标准（EN50170），又是第三层：AS-i底层设备层。AS-i被公认为是一国际现场总线标

4、准（IEC61158），同时PROFIBUS也种最好的、最简单的和成本最低的底层设备级现场是中国惟一的现场总线国家标准（GB/T20540-总线，它通过高柔性和高可靠性的单根电缆把现场2006），而且成立了专门的国际组织来维护其发展。具有通信能力的传感器和执行器方便地连接起来，PROFIBUS具有DP、PA及FMS3个兼容部分，它以组成AS-i网络。通过AS-i/DP网关可把AS-i网络是惟一能够全面覆盖工厂自动化和过程自动化领域连入到DP网段中。的现场总线。在十多年的开发和应用过程中，另外，该工业控制实验系统的一个特色就是几PROFIB

5、US以其技术的成熟性、完整性和可靠性等乎所有的设备都支持PLC国际编程语言标准多方面优秀的表现，使它成为全世界范围内应用最广泛的现场总线技术之一。1PROFIBUS工业控制实验系统结构图1所示为PROFIBUS组成的工业控制实验系统结构。从中可以看出，从底层控制层到以太网层都使用了PROFIBUS技术作为技术方案来实现其功能。第一层：PROFINET管理层。目前，随着以太图1工业控制网络实验系统结构收稿日期：2008-12-08作者简介：王明武（1980－），男，讲师，主要从事先进工业自动化技术集成与应用研究。【32】第31卷第7期200

6、9-07制造业自动化IEC61131-3。它们既可以应用于PROFIBUS现场总的6种编程语言，即顺序功能图（SFC）、功能块图线控制层或AS-i网络中，又可以单独用来对（FBD）、梯形图（LD）、指令表（IL）、结构文本（ST）IEC61131-3编程语言进行学习和研究。和连续功能图（CFC），此外还提供有大量的重要特性来帮助用户快速而有效地调试应用程序。2PROFIBUS工业控制实验系统配置ProfiCoach配合SIEMENS公司的CP5611等现2.1硬件构成场总线接口卡完成对系统进行简单的模拟调试。作为研究现场总线控制系统的实验

7、系统，从教SIMATICNET完成PC与PROFIBUS总线分学及科研等角度出发，其硬件选型应考虑以下几个站的通信服务，具有模板安装、启动、运行的扩展因素：现场总线产品应多选不同厂商有代表性和影诊断功能，。响的产品进行互连，以充分体现出现场总线的开放2.3PROFIBUS工业控制实验系统设计实例性、互操作性和互换性等优点；系统中应有分布式PROFIBUS-DP网络配置相当灵活，既可为单远程I/O；网络配置应能配置成多主站系统结构等多主站系统结构，也可为多主站系统结构。本实验实个因素。最后选中了SIEMENS、WAGO、例采用单主站结构，拓

8、扑结构为线型，具体如图3所BECKHOFF、ifm、HOLLiAS等多家公司先进的现示。其中，CPU315-2DP作为一类主站；插有CP5611场总线产品进行实验系统的组建，设备涵盖了PLC、