西門子DP總線是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術[2-3],可實現(xiàn)現(xiàn)場級到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡,，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設備智能化提供了可行的解決方案[4].ProfiBus系列由ProfiBus-DP/FMS/PA三個兼容部分組成。其中ProfiBus-DP和PA的特點如下[1,5]:

西門子DP總線是適用于自動控制系統(tǒng)與分散I/O 之間的高速通信,；可取代24 V 或4~20 mA 的串聯(lián)式信號傳輸,；使用RS 485傳輸技術或光纖媒體。

西門子DP總線是專為過程自動化設計,；可將變送器和執(zhí)行器連接到一根公共總線,，可用于本質(zhì)安全領域；數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的ProfiBus-DP協(xié)議,，還具有PA行規(guī),。

本文將采用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通信協(xié)議來構建過程控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)架構

本過程控制系統(tǒng)用于模擬對工業(yè)現(xiàn)場液位,、溫度等信息的采集,、處理,，PID 控制和控制工藝流程的實時監(jiān)控,。系統(tǒng)通過西門子DP總線進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，采用MPI通信方式與上位機進行通信和遠程控制,，從而使整個控制系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡化和數(shù)字化,。控制系統(tǒng)結構圖如圖1所示,。

系統(tǒng)主要包含上位監(jiān)控機,、CPU、以太網(wǎng)通信模塊,、DP鏈路,、分布式I/O和變頻器DP從站、溫度和壓力變送器,、閥門定位器,、電磁流量計等。CPU 采用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多點通信功能的MPI 接口,，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].

3 系統(tǒng)組態(tài)

3.1 硬件組態(tài)

針對西門子S7-300 PLC 來說,，其硬件組態(tài)是通過Step7 軟件來實現(xiàn)的。組態(tài)過程主要包括以下幾個步驟,。

（1）新建項目

新建項目時需選擇好存儲路徑和項目名稱,。

（2）添加工作站

右鍵點擊新建的站點名字，選擇插入SIMATIC300 Station.

（3）硬件配置[7]

雙擊Hardware 進入硬件配置界面，從右側硬件列表中拖入機架,，并按實際機架上模塊的順序依次添加電源,、CPU（315-2DP）、AI/AO模塊,。DP/PA link等,。根據(jù)每個測試系統(tǒng)的不同，有選擇的在PA層掛入變頻器,、流量計,、變送器和電磁閥等對象。圖2是組態(tài)完的結果,。

① 硬件配置必須和實際PLC 上掛的模塊*,，具體的設置參數(shù)要看模塊左下方的訂貨號。

② CPU 地址設為2,其余模塊地址從4 開始,，且不能重復[8].

③ 設置ProfiBus網(wǎng)絡參數(shù)為1.5 Mb/s（DP）,。

④ 模塊地址需記住，因為編程的時候要用到,。尤其是AI/AO模塊地址要記住,，以保證數(shù)據(jù)的正確通信。

⑤ AI/AO模擬量模塊的輸入和輸出通道信號類型此處設為兩線制4~20 mA.

⑥ 硬件配置好后可選擇保存編譯,。

（4）程序編寫PLC 程序是用于實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集,、處理，及Wincc監(jiān)控頁面和PLC之間的互聯(lián)通信,。

PLC 程序主要包含主程序塊,，故障診斷組織塊，功能函數(shù)塊FB41（連續(xù)控制PID）,，DB數(shù)據(jù)塊,。FB41函數(shù)塊的參數(shù)設置是程序編寫的重點，主要針對MAN_ON,、PVPER_ON,、PV_FAC、PV_OFF,、LMN_FAC,、LMN_OFF、SP_INT,、LMN_PER 等參數(shù)進行設置,。具體的定義和設置要求可通過查閱幫助文件來獲取。

3.2 通信組態(tài)

在Step7 軟件的option 選項里選擇Set PG/PC Inter-face,把通信協(xié)議改為CP5611（MPI）,，點擊“Diagnostics”

按鈕進入測試頁面,。點擊“Test”按鈕顯示正常,，然后點擊“Read”按鈕讀到PLC地址為2表示通信成功。

軟硬件均編譯通過后,，即可下載進PLC.