S7与S5 PLC的PROFIBUS通讯解决方案.pdf

P L C 与D C S PLC an d DCS 自动化技术 与应用2 0 1 1年第 3 0卷第 1 2期 S 7与 S 5 P L C的 P R O F I B U S通讯解决方案 胡 桂 星 宝钢工程技术集团有限公司， 上海 2 0 1 9 0 0 摘要 针对某炼钢车间除尘控制系统改造过程中的实际需要， 借助于I M 3 0 8 C模板， 实现了s 7 与s 5 P I C之间的数据交换， 成功解 决了 l I MI 画面与 S 7 3 0 0 P L C问的通讯 问题 。 关键词 P r o f i b u s ； 数据通讯 ； 控制系统 中图分类号 TP 2 7 4 ． 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 7 2 4 1 2 0 1 1 0 1 2 0 0 4 7 0 4 Co mmu n i c a t i o n B e t we e n S 7 a n d S5 PL C Vi a PROF l BUS HU Gui x i ng Ba o s t e e l E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g y Gr o u p C o ． ， L t d ． S h a n g h a i 2 0 1 9 0 0 C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r a i me d a t t h e n e e d o f c o n t r o l s y s t e m t r a n s f o r ma t i o n p r o j e c t i n a s t e e l p l a n t ． I M一 3 0 8 C mo d u l e i s u s e d t o r e a l i z e d a t a e x c h a n g e b e t we e n S 7 a n d S 5 P LC a n d c o mmu n i c a t i o n p r o b l e m b e t we e n HMI a n d S 7 3 0 0 P LC i s s o l v e d s u c c e s s f u l l y ． Ke y wo r d s P r o f i b u s ；d a t a c o mm u n i c a t i o n ； c o n t r o l s y s t e m 1 引言 某钢厂炼钢车间自动化系统控制器采用西门子 S5 系列 P L C， HMI 操作画面通过 Hl 网 工业以太网 与P L C 通讯 ， 对车间生产进行监控。 根据生产需要 ， 对车间除尘系统进行改造 ， 新增风 机、挡板、空冷旁通阀、切出刮板、集合刮板、斗式提 升机 、卸灰阀、沉降室水冷阀等设备。新增设备采用西 门子 7 -3 0 0 P L C进行控制， 操作和监视功能需添加到 原 HMI 画面 中。 由于 原 H M I画面开 发系 统属早 期版 本 ， 不 支持 与 7 -3 0 0 P L C的连接， 因此 ， 新增设备的监控数据无法直 接送往 HMI 。针对这一问题 ， 本文提 出了一种解决方 案 ， 即将 7 -3 0 0 P L C与原除尘 S 5 P L C通过 P r o f i b u s 组网， 新增设备数据由S 7 3 0 0 P L C送往 S 5 P L C， 再由 s 5 P L C送往 HMI 画面进行监控。 2 总体设 计 P r o fi b u s 是一种国际化、开放式、不依赖于设备生 收稿 日期 2 0 1 1 0 8 2 5 产商的现场总线标准 ， 广泛应用于制造业 自动化、流程 工业 自动化和汽车、交通、电力等其他领域自动 卜引 。 P r o f i b u s 是西门子系列 P L C的标准现场总线接 口， 通过 P r o fib u s 可以方便地在西门子产品之间实现互联[ 3 1 。因 此， 本项目决定采用 P r o f i b u s 总线将 s 7 3 0 0 P LC与s 5 P L C连接起来I ， 通过S 5 P L C在 7 - 3 0 0 P L C与 HMI 画面之间转发数据。 改造后的控制系统结构如图 1所示 。 图 1中， S 5 1 1 5 U／ H是原炼钢车间除尘系统 P L C， 挂在 车间 H1 网上 。该 P L C无 内置 P r o f i b u s 接 口， 需要 通过专用通讯处理模块 ， 即I M- 3 0 8 C， 扩展 P r o f i b u s 接 口。I M-3 0 8 C模板的订货号为 6 E S 5 3 0 8 3 UC1 l 。 I M一 3 0 8 C接 口模板 用于 西门子 5 -1 l 5 U／ H 至 5 - 1 5 5 U／ H， 模板宽度为一个槽位。I M一3 0 8 C既可以用作 P r o fi b u s 主站， 又可以用作P r o f i b u s 从站。作为P r o f i b u s 主站 ， I M- 3 0 8 C接口模板管理P r o fi b u s 数据通信， 可连接 多达 1 2 2 个从站， 如 E T 2 0 0 远程 I O； 作为 P r o f i b u s 从站， 可与主站实现P r o fi b u s 通讯。I M- 3 0 8 C支持的通讯速率 为 9 ． 6 k～1 2 Mb p s 。 S 7 3 0 0 P L C的 C P U模板内置有 P r o fi b u s 接 口， 通 电 气 传 动 Elec t r ic aI Dr i v e s 自动 化技术与应用 2 0l 1年第 3 0卷第 1 2期 ， } ⋯ ； ． ， I ＼ i I t 图 9 风能利用系数响应 6 结束语 本文在分析了变桨距风力机的运行和控 制方式基 础上 ， 构建 了能同时适应起停控制、最大风能捕获控 制 、恒 转速 控 制 、恒功 率 控 制的 完整 变桨 距 风力 机模 型。在各种典型的风况下对变桨距风力机模拟系统进 行 了全方位验证。模拟系统不仅能反映风力机输入输 出特性 ， 而且对于变化风况下 ， 变桨距风力机组控制方 式和运行方式的切换 ， 以及此过程 中由于机组惯性导致 各输出量的过渡过程 ， 均能很好地模拟。 参考文献 I 1 】WU J ， C HE N S Z， YANG J H． C o n t r o l o n g r e e n e n e r g y s o u r c e a n d e c o l o g i c e n v i r o n me n [ J 】 ． As i g n P o we r E l e c t r o n i c s J o u r n a l ， 2 0 0 7 ， 1 1 3 6 - 4 1 ． [ 2 】丁至屏， 许国东， 王桂峰． 风电机组模型及其在低电压穿 越过程中的有效性认证[ J ] ． 能源工程 ， 2 0 1 0 ， 5 3 4 -3 6 ． 【 3 】吴旭， 林俐． 基于普通异步发电机的恒速风电机组模型 与并网分析[ J ] ． 电力技术， 2 0 1 0 ， 1 9 3 3 6 - 4 1 ． 【 4 ]吴涛， 于啸， 郭嘉阳等． 暂态稳定计算中双馈型风电机组 模型与参数的实证分析[ J J ． 电网技术， 2 0 1 1 ， 3 5 0 1 0 0 -1 0 5 ． [ 5 J DAT TA R， RANGANAT HAN V T． A me t h o d o f t r a c k i n g t h e p e a k p o we r p o i nt s f o r a v a r i a b l e s p e e d wi n d e n e r g y c o n v e r s i o n s y s t e m[ J 】 ． I E E E Tr a n s o n E n e r g y C o n v e r s i o n， 2 0 0 4 ， 1 8 1 1 6 3 -1 6 8 ． [ 6 ]高平， 王辉， 余岳， 李龙文． 基于Ma t l a b ／ S i mu l i n k的风 力机性能仿真研究[ J 】 ． 能源研究与信息 ， 2 0 0 6 ， 2 2 2 7 9 8 4 ． 【 7 】叶远茂， 吴捷， 张先亮等． 变桨距风力机分区段模拟方法 及其控制策略【 J ] ． 电网技术， 2 0 1 0 ， 3 4 1 1 5 9 -1 6 3 ． [ 8 1范晓旭， 白焰， 吕跃刚等． 变桨距风力机多风况模拟系统 研究【 J ] ． 华东电力， 2 0 1 0 ， 3 8 1 1 2 3 -1 2 8 ． [ 9 ]9高峰． 风力发电机组建模与变桨距控制研究【 D 】 ． 北京 华 北 电力大学 ， 2 0 0 9 ． [ 1 0 ]张博． 风力发电及风力机模拟系统的研究[ D ] ． 北京 华 北电力大学 ， 2 0 1 0 ． 作者 简介 陆旦宏 1 9 7 8 一 ， 男， 讲师， 研究方向 电机设计与 控 制 。 上接第 4 9页 的数据交换。实践证明， 这种方式简单易行 ， 稳定可靠 ， 理器s 5 1 3 5 U P L C 的通 J 1 ． 测控技术， 2 0 0 2 ， 2 1 2 ． 3 3 3 6 ． 画 面 响应及 时 ， 达 到 了预期 设计 目标 ， 很好地 实 现 了技 术性能和经济效益的统一 。 参考文献 [ 1 ]杨清宇， 施仁． S 5 系列多处理器 P LC 网络通信技术研 究【 J 】 ． 自动化仪表 ， 2 0 0 2 ， 2 3 8 1 6 -1 8 ． [ 2 】吴成岩 ， 唐涛． 基于P ROF I B US 的主从网络的组建及应 用[ J ] ． 铁路计算机应用， 2 0 0 6 ， 1 2 l 1 - 1 3 ． 【 3 】赵德安， 赵不贿， 刘星桥等。 一类基于P L C和P r o fi b u s D P总线的张力自适应控制系统[ J ] ． 信息与控制， 2 0 0 2 ， 2 1 2 2 1 2 6． 【 4 ]杨清宇， 李卓， 施仁． 应用P r o f i b u s 实现Wi n C C和多处 作者简介胡桂星 1 9 6 7 一 ，男， 工程师， 主要从事三电设计 及技 术 管 理 工作 。 窖 姑 们 。 0