基于PROFIBUS-DP總線(xiàn)技術(shù)的PLC與主從站間的通信

　　1 前言

　　目前在工業(yè)控制中大量使用的DCS系統在實(shí)際應用中逐漸顯示出許多不足，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中采用一對一連線(xiàn)，用電壓、電流的模擬信號進(jìn)行測量控制，或采用自封閉式的集散系統，難以實(shí)現設備之間以及系統與外界之間的信息交換，使自動(dòng)化系統成為"信息孤島"，而且這些不足對DCS來(lái)講是無(wú)法從根本上得到解決。所以有必要考慮一個(gè)全新的控制系統，以解決目前DCS系統存在的問(wèn)題，而現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，即FCS(Field Bus Control System),將是最好的選擇。

　　2 現場(chǎng)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)

　　現場(chǎng)總線(xiàn)是將智能化現場(chǎng)設備、自動(dòng)化系統通過(guò)"總線(xiàn)"連在一起，實(shí)現互操作。它的出現，促進(jìn)了現場(chǎng)設備的數字化和網(wǎng)絡(luò )化，并且極大的加強了現場(chǎng)控制的功能，使過(guò)程控制系統具有開(kāi)放性，并成為兼具測量、控制和過(guò)程診斷等綜合能力的控制系統。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統是基于底層控制網(wǎng)絡(luò )、開(kāi)放式、數字化、多點(diǎn)通信的控制系統。與傳統的DCS系統相比，現場(chǎng)總線(xiàn)系統主要具有以下6個(gè)特點(diǎn):(1)信號傳輸數字化;(2)標準統一開(kāi)放;(3)控制功能徹底分散;(4)系統可靠性高、可維護性好;(5)對現場(chǎng)環(huán)境的適應性;(6)降低了系統及工程成本。國際上現場(chǎng)總線(xiàn)標準群雄并起，說(shuō)明了這一技術(shù)的先進(jìn)性及其良好的發(fā)展前景。

　　除此以外，現場(chǎng)總線(xiàn)還有如下優(yōu)點(diǎn):第一，一條通訊線(xiàn)連接N臺控制設備或儀表，減少了安裝費用，縮短了工程工期，易于維護，可靠性高，抗干擾能力強，精度高;第二，互換性、互操作性好，不同制造廠(chǎng)生產(chǎn)的儀表可以互連;第三，控制分散，現場(chǎng)控制儀表不僅有檢測功能還有運算和控制功能，使控制回路徹底分散。

　　3 PLC與主站

　　PLC是以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它既能改造傳統的機械產(chǎn)品成為機電一體化新一代產(chǎn)品，又適用于生產(chǎn)過(guò)程控制，憑借其卓越的可靠性、抗干擾性和可編程性，目前已被廣泛應用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中。本文主要介紹如何通過(guò)PROFIBUS-DP適配卡CP5611完成作為一類(lèi)主站PLC與二類(lèi)主站PC間的通信及PLC與從站間的連接問(wèn)題。

　　PROFIBUS連接的系統由主站和從站組成。主站能控制總線(xiàn)，當主站得到總線(xiàn)控制權時(shí)可以主動(dòng)發(fā)送信息。主站又可分為一類(lèi)主站和二類(lèi)主站。一類(lèi)主站是可決定總線(xiàn)的數據通信，當主站得到總線(xiàn)控制權時(shí)，沒(méi)有外界請求也可以主動(dòng)發(fā)送信息。二類(lèi)主站是操作員工作站、編程器、操作員接口等，完成各站點(diǎn)的數據讀寫(xiě)、系統配置、故障診斷等。從站為簡(jiǎn)單的外圍設備，典型的從站為傳感器、執行器及變送器，它們沒(méi)有總線(xiàn)控制權，僅對接收到的信息給予回答，或者主站發(fā)出請求時(shí)回送給該主站相應的信息。典型的從站包括:輸入輸出裝置、閥門(mén)、驅動(dòng)器和測量發(fā)送器。主站之間使用令牌環(huán)方式通信，主站與從站之間采用主－從方式通信。本文中的一類(lèi)主站是指PLC，二類(lèi)主站是通用PC機。其通信原理如圖1所示。