0 导言
伴随着工业生产进程的大型化、复杂化、接连化和自动化开展，对工业操控体系的操控水平缓质量也有了更高的要求。现场总线技能也应运而生，用于完结自动化体系最底层的现场操控器和智能仪表设备的互联和实时通讯。它是一种敞开的、具互操作性的、完全涣散的分布式操控体系[1].本文将以ProfiBus现场总线为根底，介绍以Siemens PLC 300 和Wincc 组态软件为主体的进程操控体系的软硬件组态进程。
1 ProfiBus 现场总线
ProfiBus现场总线是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通讯与操控的现场总线技能[2-3],可完结现场级到车间级监控的涣散式数字操控和现场通讯网络，从而为完结工厂归纳自动化和现场设备智能化供给了可行的解决方案[4].ProfiBus系列由ProfiBus-DP/FMS/PA三个兼容部分组成。其间ProfiBus-DP和PA的特色如下[1,5]:
ProfiBus-DP 适用于自动操控体系与涣散I/O 之间的高速通讯；可替代24 V 或4~20 mA 的串联式信号传输；运用RS 485传输技能或光纤媒体。
ProfiBus-PA 专为进程自动化规划；可将变送器和执行器衔接到一根公共总线，可用于实质安全范畴；数据传输选用扩展的ProfiBus-DP协议，还具有PA行规。
本文将选用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通讯协议来构建进程操控体系。
2 体系架构
本进程操控体系用于模仿对工业现场液位、温度等信息的收集、处理，PID 操控和操控工艺流程的实时监控。体系经过ProfiBus现场总线进行数据传输和交流，选用MPI通讯办法与上位机进行通讯和长途操控，从而使整个操控体系完结网络化和数字化。操控体系结构图如图1所示。
体系首要包含上位监控机、CPU、以太网通讯模块、DP链路、分布式I/O和变频器DP从站、温度和压力变送器、阀门定位器、电磁流量计等。CPU 选用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多点通讯功用的MPI 接口，又具有ProfiBus-DP通讯功用[6].
3 体系组态
3.1 硬件组态
针对西门子S7-300 PLC 来说，其硬件组态是经过Step7 软件来完结的。组态进程首要包含以下几个进程。
（1）新建项目
新建项目时需挑选好存储途径和项目称号。
（2）增加工作站
右键点击新建的站点姓名，挑选刺进SIMATIC300 Station.
（3）硬件装备[7]
双击Hardware 进入硬件装备界面，从右侧硬件列表中拖入机架，并按实践机架上模块的次序顺次增加电源、CPU（315-2DP）、AI/AO模块。DP/PA link等。依据每个测验体系的不同，有挑选的在PA层挂入变频器、流量计、变送器和电磁阀等目标。图2是组态完的成果。
注意事项：
① 硬件装备有必要和实践PLC 上挂的模块共同，详细的设置参数要看模块左下方的订货号。
② CPU 地址设为2,其他模块地址从4 开端，且不能重复[8].
③ 设置ProfiBus网络参数为1.5 Mb/s（DP）。
④ 模块地址需记住，由于编程的时分要用到。尤其是AI/AO模块地址要记住，以确保数据的正确通讯。
⑤ AI/AO模仿量模块的输入和输出通道信号类型此处设为两线制4~20 mA.
⑥ 硬件装备好后可挑选保存编译。
（4）程序编写PLC 程序是用于完结现场数据的收集、处理，及Wincc监控页面和PLC之间的互联通讯。
PLC 程序首要包含主程序块，故障诊断安排块，功用函数块FB41（接连操控PID），DB数据块。FB41函数块的参数设置是程序编写的要点，首要针对MAN_ON、PVPER_ON、PV_FAC、PV_OFF、LMN_FAC、LMN_OFF、SP_INT、LMN_PER 等参数进行设置。详细的界说和设置要求可经过查阅帮助文件来获取。
3.2 通讯组态
在Step7 软件的option 选项里挑选Set PG/PC Inter-face,把通讯协议改为CP5611（MPI），点击“Diagnostics”
按钮进入测验页面。点击“Test”按钮显现正常，然后点击“Read”按钮读到PLC地址为2表明通讯成功。
软硬件均编译经往后，即可下载进PLC.
3.3 监控页面组态
本例顶用Wincc 软件来驱动Step7 的变量，完结对程序的监控。
（1）新建项目和增加驱动程序
新建项目时需设置项目类型、称号和途径。
挑选变量办理–新建驱动程序–刺进SIMAT-%&&&&&% S7 PROTOCOL SUITE.此通讯驱动程序支撑多种网络协议和类型，此处挑选MPI（和PLC 的通讯协议共同），并设置站地址为2.
（2）组态变量
Wincc 变量类型首要有进程变量和内部变量。其间进程变量是实在值，坐落PLC的存储器中。内部变量表明在Wincc顶用来核算或模仿的内部值，不与PLC之间进行通讯。每个变量在组态时需界说变量称号和类型。进程变量还需挑选PLC中地址和数据格式改换。
（3）创立进程画面
进程画面是由图形编辑器来完结的。在该界面中可增加悉数欲在运转状态下显现的内容。Wincc 的图库中供给了丰厚的图形，只需挑选拖入画面即可。“目标选项板”的“规范板”中列出了线、静态文本、输入输出域等目标；“控件板”中列出了时钟、报警控件、在线表格控件、在线趋势控件等。图3 是组态完结后的一个监控画面。
注意事项：
① 画面中需动态显现的文本框、图形、按钮、输入/输出域、滚动条等必定要设置好衔接的变量名，一起亦可在特点选项中更改显现办法等参数。
② 运转体系中如需收集、处理和归档工业现场的进程数据，并创立进程数据改变趋势曲线时，需先对数据进行归档处理，将其存储在归档数据库中，并用表格或趋势曲线的办法输出当时进程值或已归档进程值。
归档中要设置归档变量名、归档周期。图3 运用了Wincc Online Trend Control这个ActiveX 控件来显现进程数据改变趋势。
（4）创立脚本
Wincc 能够经过运用函数和动作使项目中的进程动态化，可自行树立项目函数，也可树立大局动作脚原本完结动态显现要求。
（5）设置体系运转特点和激活项目
在Wincc 资源办理器的左面子窗口中点击“核算机”进行设置。设置内容包含核算机的称号、运转画面的外观、开始画面、标题、画面巨细等。
悉数组态完毕后，即可点击激活按钮，观看项目的动态可视化监控画面了。
注意事项：
① 若运转项目是从其他核算机上拷过来的，有必要更改核算机名为当时核算机名。
② 挑选在运转时需发动的组件，可挑选图形运转体系、报警记载运转体系、变量记载运转体系等。
③ 热键在组态阶段不需屏蔽，当组态完毕进入运用阶段，则须将一切热键屏蔽。
4 结语
经过这一进程操控体系的软硬件组态，可把握PLC技能、组态技能和PID操控技能，具有必定的实用价值。本文是根据ProfiBus现场总线、Siemens PLC和Wincc组态软件，构建了一个典型的工业进程运转和监控体系。在详细构建进程中，因项目的差异，可灵敏挑选不同的组网和通讯办法。本文供给的仅是一个典范，只需把握了根本办法，还能够将其进一步推行到其他操控范畴。
