现场总线是一种计算机网络，这个网络上的每一个节点便是一个智能化设备。现场总线由网络通讯、功用模块、目标字典和设备描绘、网络办理、体系办理等部分组成。现场总线技能是3C技能(computer, control, communication),是从操控层开展到工艺设备现场的技能成果。
1 现场总线PROFIBUS的引进
PROFIBUS以IS07498为根底，以开放式体系互联网络OSI(open system interconnection昨为参阅模型，界说了物理传输特性、总线存取协议和运用功用。PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery), PROFIBUS-P A(ProcessAutomation), PROFIBUS-FMS(Fieldbus MessageSpecification)构成了PROFIBUS宗族。其间PROFIBUS-DP是一种高速和廉价的通讯衔接，运用了第1层第2层和用户接口，第3一7层未加以描绘，这种流体型结构保证了数据传输的快速和有用。它是专门为主动操控体系和设备涣散的vO之间进行的通讯而规划的。运用PROFIBUS一DP模块可替代24V或4 —2(hnA的串联式信号传输，削减出资本钱。直接数据链路映像(DDLM)供给的用户接a，使得对数据链路层的存取变得简略便利，传输可运用RS一485传输技能或光纤媒体。
PROFIBUS-DP现场总线的硬件由主设备、从设备、网络网路等三部分组成。其间主设备用以操控总线上的数据传输，且在没有供给外部恳求时发送信息和被授权可拜访总线，从设备是相对于主设备而言较为简略的外部设备，且未被授权拜访总线;网络网路如传输介质和网络链接器，前者用屏蔽双绞电缆构成电气网络，用塑料或玻璃纤维光缆构成的光纤网络，或是依据两种前言之间由。LM转化的混合网络;后者如RS-485总线衔接器、RS-485总线终端、RS-485中继器、光链路模块OLM等。
在许多工业主动操控体系中，存在着多操控点且各沟通变频散布线长和涣散的特色，选用现场总线技能能够把操控室内和现场操作台所配备的散布式I10模块联成总线网络，以数字方法来进行操控数据的串行传输，操控体系将具有更佳的抗干扰才能，供给给变频器的参阅值也比较准确。
2 PROFIBUS-DP的变频器操控体系结构
现以SIMENS公司的相关产品为例介绍现场总线体系的组成。作为PROFIBUS-DP网的典型装备如附图所示，PLC(SIMATIC S7-300或S7-400系列)做为一级DP站，经过通讯模块再与PROFIBUS总线联络，作为主设备，它担任读取悬挂在总线上的一切散布式I/O模块的变频器状态字(包含数字量和模仿量)，一起进行变频器操控字(包含数字量和模仿量)的传送。组态软件WinCC做为二级DP主站，用于体系操作和监督等e MM440变频器加上CB通讯板(PROFIBUS通讯模块)后做为从站，可带这样的从站32个，假如加上中继器，最多可达125个从站，MM440是MICROMASTER4系列变频器中的顶尖机型，并且有愈加准确的操控功用，习惯多种运用场合，除了包含MM420所具有的装置简洁和用户友爱的优势外，它还具有快速的输人呼应、优化的矢量操控等特色。别的内置制动单元，使变频器在制动和减速方面，具有优秀的功用质量。正因为一切的变频器都有I/O接口，包含数字量、模仿量，其间数字量输人有正向发动、反向发动、外接毛病(如设备温升等)、点动、使能，设定音频发动等，数字量输出包含变频器运转信号、毛病信号、运转频率区间信号、报警信号等。模仿量输人/输出有必要进行UII方法的设定，以承认4-20mA信号或0-10V信号，其间模仿量输人首要为设定速度或频率的参阅值，模仿量输出为电流实践值、速度实践值、频率实践值、DC回路电压值等，又因数据传输方法以串行的数字方法为主，只要在抵达变频器时才又选用部分模仿信号.所以一点点不影响传输数据的牢靠性和抗干扰性。
3 操控体系的数据通讯
在变频器现场总线操控体系中，PROFIBUS一DP的通讯协议的信息帧分为协议头、用户数据和协议尾。用户数据结构被指定为参数进程数据目标((PPO)，有的用户数据带有参数区域和进程数据区域，而有的用户数据仅由进程数据组成。变频传动界说了5种PPO类型，MICROMASTER4仅支撑PPO型1和型30参数值PKW是变频器运转要界说的一些功用码，如最大频率、根本频率、加/减速时刻等，进程数据PZD用传输操控字和设定值(主一变频器)或状态字和实践值〔变频器一主)等输人l出的数据值。
MICROMASTER4系列变频器与SIMATIC S7-300通讯，有必要完结下列变频器功用码的设置:P918(PROFIBUS地址)，设定值能够是1一125, PI000(频率设定值的挑选)=6(CB通讯板)，P2041.00(CB参数)=3(PP03), P2040(CB中止报文时刻)>0, P927(修正参数的途径)=1(COMMS摸板)，P700(挑选指令源)=b(PROFIBUSIFieldbus通讯链路现场总线)。
工业组态软件WinCC供给各种PLC的驱动程序，本文实例要建一个PROFIBUS一DP的二级主站，所以挑选支撑S7协议的通讯驱动程序SIIvIAT%&&&&&% S7 Protocol Suite，在其间的“PROFIBUS”下衔接一台57一300 PLC，设置参数时有必要与PLC中的设置相同。在编程软件STEP?中完结硬件网络组态，为变频器分配网络地址，该地址有必要与变频器CB板中设置相同，在安排块OB中选用SFC 14 “DPRD DAT” ,SFCIS “DPWR DAT”体系功用块向变频器的CB模块接纳/发送进程数据。
4 操控体系的软件规划
组态监控软件
该体系监控软件首要选用了SIMEIVS公司的WinCC5.0组态软件，WinCC是在出产和进程主动化中处理可视化和操控使命的工业技能中性体系，它供给了适用于工业的图形显现、音讯、归档以及报表的功用模块，高性能的进程祸合、快速的画面更新以及牢靠的数据，使其具有高度的实用性，它运用在Windows NT, Windows2fl00体系平台上。该体系软件具有出产的操控与操作、数据计算和记载功用、超限值及开关动作报警和友爱的人机界面及各种图表显现、图形曲线报表显现与打印的功用。
通讯操控软件
(1)PLC通讯接b模块的初始化:在现场总线发动前，有必要先装备PROFIBUS总线，并分配各个总线站的参数(总线上的传输速率，总线的规范(一般为DP-Standard)、设定毛病形式(包含确诊设置和确诊地址等)。
(2)读取1#变频器的状态字和实践值:经过衔接在变频器端从站的vo端子，经过对长途uo的操作，读取变频器的状态字(数字量)和实践值〔模仿量)。
(3)判别变频器是否处于毛病，如毛病报警存档不然依据体系的要求输出模仿量值到衔接1#变频器端的从站IIO端子，包含操控字和设定值。
(4)重复(2),(3)过程，顺次对2#、3#、4#….n#变频器进行读写操作。
现场总线技能(FCS)作为新一代操控体系，是涣散操控型操控体系的承继、延伸和进一步开展，更适合工厂归纳主动化的要求。选用PROFIBUS-DP现场总线的变频器操控体系，将增强整个体系的牢靠性、可维护性，使它具有低柔性的修正和扩展功用。完成了散布式操控，提高了体系的呼应速度、操控精度。西门子变频器现场总线操控体系已成功运用于造纸、加工制作、炼钢、水处理等多个项目中。
