PROFIBUS-DP控制系统论文

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一控制系统的构成

1系统硬件结构

PCB压合系统由压合机系统、工艺底板输送系统、工艺钢板清洗输送系统、工艺盖板输送系统、铜箔叠配输送系统等子系统组成。其中压合机系统由于是德国制造，无法集中考虑，因而是单独DCS控制系统，本系统分为四个子系统，即工艺底板输送系统，工艺钢板清洗输送系统，工艺盖板输送系统，铜箔、钢板叠配输送系统等。37台变频器、触摸屏和二层的PLC通过PROFIBUS总线有机连在一起。省去了大量的I/O点和布线费用，可靠性也得到了极大的提升。具体主要有以下六部分：

1.1主站S7-300，主要负责铜箔、钢板叠配输送系统按“三明治”规律

全自动的运动控制及收集各个子系统EM277通信模块发送来的工位工作状态信息（包括工位忙与不忙、操作中等）及工位采集数据的信息（包括铜箔规格、镜板规格、内层代码、成品代码），再通过总控工控机的PQ20桥接模块发送给总控进行处理。

1.2从站（工艺底板输送系统）的S7-200负责工艺底板

在拆板和排板之间按规定的路线高效传送和精确定位，从站内采集的数据信息和运动状态信息（工艺底板传送的路线各工位的状态信息，例如“正在输送”、“允许输送”、“禁止进入”）通过PROFIBUS总线送至主站进行处理。主站随时掌握各子系统的运动状态。从站内，大量的I/O信号不进入主站，由从站的S7-200处理。如传感器等运动控制，由从站的S7-200按设定的程序执行。由于其间设备距离比较近，从站的S7-200和主站S7-300之间的数据通过PROFIBUS总线进行交换，因而大大节省了相关的电缆敷设费用。

1.3从站（工艺镜板清洗输送系统）的S7-200负责成品分解、钢板的磨刷清洗、储存及高效输送

通过PROFIBUS总线送至主站进行处理。主站随时掌握本站的运动状态。本从站内，大量的I/O信号不进入主站，由从站的S7-200处理。传感器等运动控制，由从站的S7-200按设定的程序执行。从站的S7-200和主站S7-300之间距离较进，其数据通过PROFIBUS总线进行交换，因而大大节省了相关的电缆敷设费用。

1.4从站（工艺盖板输送系统）的S7-200负责工艺盖板

在上料和卸料之间的高效传送和精确定位，从站内采集的数据信息和运动状态信息（工艺盖板存放工位高度、工艺盖板卸载工位、工艺盖板放置工位的状态信息，例如“正在输送”、“允许放置”、“禁止进入”、“正在校正”）通过PROFIBUS总线送至主站进行处理。本从站内，大量的I/O信号不进入主站，由从站的S7-200处理。传感器等运动控制，由从站的S7-200按设定的程序执行。由于从站的控制系统和相关设备距离比较近，从站的S7-200和主站S7-300之间的数据通过PROFIBUS总线进行交换，因而大大节省了相关的电缆敷设费用。

1.5从站彩色触摸屏，负责本系统内的手动操作、数据设定及运动控制的动态显示。

1.6总控工控机

由于信息采集的关系，也属于PROFIBUS的从站，总控可以通过组态软件显示系统的运行与产品信息，总控组态软件也可以将信息传入到SQL数据库中以保存信息。基于profibus-dp的PCB压合控制系统的平面布置图中显示：控制系统分为总控室（工控机）、系统主站：“三明治”叠配系统、系统从站1：工艺底板输送；系统从站2：工艺镜板清洗输送；系统从站3：工艺盖板输送。

2系统软件设计控制系统的软件设计包含主站软件、3个从站软件、总控工控机软件。

2.1主站软件

主站软件包括S7-300硬件组态，分配DP地址，从站的输入输出字节地址、与3个从站（S7-200）内采集的数据信息和运动状态信息通信、与总控工控机的数据收集转发程序、“三明治”叠配系统的控制程序。第一，S7-300硬件组态：由于采用PROFIBUS-DP现场总线，主站和各从站的通讯无需编写专门通讯程序，只要在S7-300硬件组态中，配置PROFIBUS总线DP地址与输入输出字节地址及字节数即可。第二，与3个从站（S7-200）内采集的数据信息和运动状态信息通信：主站S7-300与从站S7-200通讯，其数据通过EM277模块从主站传输给从站，达到数据交换。在S7-200的程序中，V0.0～V3.7是作为S7-300主机向S7-200主机传送数据的输入点使用的，V4.0～V7.7是作为S7-200主机向S7-300主机传送数据的输出点使用的，在S7-200中作为输出给S7-300的数据，可以是Q*.*，也可以是I*.*，而作为S7-300输出给S7-200的数据，可以是Q*.*，或者是I*.*，例如S7-200站的I0.0，可以通过V4.0～V7.7间任一点传送到S7-300主站上去，也可以让S7-300主站通过V0.0～V3.7间任一点传送到S7-200站来。第三，总控工控机软件，可将采集到的所有数据，经过PROFIBUS-DP存入总控工控机的SQL2000数据库存储。

2.2从站（工艺底板输送系统）软件

工艺底板高效输送和精确定位的控制程序、向主站发送工艺底板传送的路线各工位的状态信息（例如“正在输送”、“允许输送”、“禁止进入”）和接受主站指令信息。

2.3从站（工艺镜板清洗输送系统）软件

成品分解、镜板磨刷清洗、储存及高效输送的控制程序、向主站发送工艺镜板传送的路线各工位的状态信息（例如“正在输送”、“允许输送”、“禁止进入”、“正在清洗”）和接受主站指令信息。

2.4从站（工艺盖板输送系统）软件

工艺盖板在上料和卸料之间的高效传送和精确定位的控制程序、向主站发送从站内采集的数据信息和运动状态信息（工艺盖板存放工位高度、工艺盖板卸载工位、工艺盖板放置工位的状态信息，例如“正在输送”、“允许放置”、“禁止进入”、“正在校正”）和接受主站指令信息。

二总控工控机软件

工控机的程序用VB编写，VB通过ADO对象，对SQL2000数据库进行插入、查询、删除等操作，记录显示各个工位数据信息和运动状态信息。

作者：何云松单位：杭州华日电冰箱股份有限公司