西門子CP342—5模塊在堆取料機中的應用

遇廣宇

摘 要：本文介紹了Siemens CP342-5模塊在北方重工集團某型堆取料機上的應用，給出了CP342-5模塊基于PROFIBUS協(xié)議，作為堆取料機系統(tǒng)從站與DCS進行遠程通訊的實現(xiàn)方法，并測試與分析這種通訊的性能與穩(wěn)定性，為堆取料機通訊系統(tǒng)的設(shè)計提供了一種可行性和一種新的方式。

關(guān)鍵詞：堆取料機 CP342-5模塊 PROFIBUS通訊

引言

在北方重工集團設(shè)計的某堆取料機項目中，客戶要求遠程DCS與堆取料機的通訊系統(tǒng)采用PROFIBUS協(xié)議通訊，在用到高性能SiemensS7-300 PLC的情況下，考慮到通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，保證堆取料機電控系統(tǒng)與DCS之間的系統(tǒng)兼容性等因素，設(shè)計采用西門子DP模塊CP342-5進行PROFIBUS通訊。

1 CP342-5模塊通信處理器

CP342-5模塊是西門子S7-300PLC所使用的PROFIBUS通訊處理器，可在PLC系統(tǒng)中作為PROFIBUS主站、PROFIBUS從站。一套S7-300 CPU最多可帶四塊CP342-5模塊，當CP342-5模塊作為主站，最多可連接124個從站，與每個從站系統(tǒng)最多可交換244個輸入字節(jié)和244個輸出字節(jié)。作為從站，與主站系統(tǒng)最多交換240個輸入字節(jié)和240個輸出字節(jié)。

堆取料機在系統(tǒng)中作為DCS從站系統(tǒng)，要應用CP342-5模塊作為從站與DCS進行通訊。CP342-5模塊對應的通訊接口區(qū)不是I區(qū)和Q區(qū)，而是虛擬通訊區(qū)，需要調(diào)用對應功能塊FC1與FC2，考慮到數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性與可靠性等因素，在數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，使用了DB類型的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，如圖1所示，這樣便可以在系統(tǒng)斷電，出現(xiàn)通訊故障等特殊情況下，仍可保持正常的數(shù)據(jù)不丟失。

2 CP342-5模塊通訊配置與通訊協(xié)議

2.1 CP342-5模塊通訊配置

應用CP342-5模塊進行通訊配置時，需要將從站的CP342-5模塊搭載到主站CPU上的PROFIBUS網(wǎng)絡上，在Step7中硬件配置進行參數(shù)設(shè)置，主要包括通訊協(xié)議，通訊模式，接口方式，地址以及波特率等參數(shù)，具體配置如下表1，其他參數(shù)為默認：

設(shè)定好硬件參數(shù)后，還需選擇數(shù)據(jù)報文與Inputs/Outputs地址，并編譯與保存，根據(jù)《西門子工業(yè)網(wǎng)絡通訊指南》，數(shù)據(jù)報文類型有“total consistency”，“universal module”以及直接組態(tài)交換，為此，需要根據(jù)具體的數(shù)據(jù)傳輸對象以及具體條件進行報文的選擇，根據(jù)圖1所示，堆取料機電控系統(tǒng)需要傳輸16字節(jié)的數(shù)據(jù)給主站CPU，為此，選擇的報文類型為“total consistency”，在主站中設(shè)定好輸入輸出地址，用以在主站調(diào)用FC1與FC2塊對應到相應的數(shù)據(jù)區(qū)，在主站中的網(wǎng)絡配置以及報文地址如圖2所示，從而保證主站與從站之間的虛擬數(shù)據(jù)區(qū)建立與數(shù)據(jù)傳輸。

根據(jù)圖1 和圖2所示，筆者得出虛擬數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)主從站通訊接口區(qū)傳輸數(shù)據(jù)對應表，見表2所示。

2.2 PROFIBUS-DP通訊協(xié)議

PROFIBUS-DP通訊協(xié)議是一種高速低成本通訊協(xié)議，用于設(shè)備控制系統(tǒng)與分散式I/O通訊，可用來取代24VDC或4-20mA信號傳輸數(shù)據(jù)。PROFIBUS-DP是以ISO7498國際標準，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)作為參考模型，定義了第一層、第二層和用戶接口，第三至第七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應用功能，詳細說明了各種不同PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為。

3 主從系統(tǒng)通訊實現(xiàn)

根據(jù)PROFIBUS-DP通訊協(xié)議，完成相應的主從配置，根據(jù)實際設(shè)定CP342-5模塊的硬件參數(shù)后，建立虛擬數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)空間，筆者結(jié)合工程實際，得出虛擬數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)主從站之間基于PROFIBUS-DP通訊協(xié)議的通訊數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

基于CP342-5模塊通訊的堆取料機項目，目前在實際運行中，一直運行良好，有效地提高了生產(chǎn)效率，增強了堆取料機的智能化水平。通過實踐證明，這種通訊方式是值得推廣使用的。在未來，以CP342-5作為設(shè)備從站與整套系統(tǒng)的中央控制進行通訊連接的方式，結(jié)果必將是令人滿意的，也是具有廣闊發(fā)展前景的。

參考文獻

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