K3P-07ASProfibus是目前工控系統(tǒng)中成功的現(xiàn)場總線之一，得到了廣泛的應(yīng)用。它是不依賴于生產(chǎn)廠家的開放式的現(xiàn)場總線，各種各樣的自動化設(shè)備均可通過同樣的接口協(xié)議進行信息的交換。Profibus-DPDistributed I/O System-分布式I/O系統(tǒng)是一種經(jīng)過優(yōu)化的模塊，有較高的數(shù)據(jù)傳輸率，適用于系統(tǒng)和外部設(shè)備之間的通信，遠程I/O系統(tǒng)尤為合適。它允許高速度周期性的小批量數(shù)據(jù)通信，適用于對時間要求苛刻的自動化控制系統(tǒng)中。Profibus-DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)可使許多現(xiàn)場設(shè)備如PLC智能變送器變頻器在同一總線進行雙向多信息數(shù)字通訊，因此可方便地使用不同廠家生產(chǎn)的控制測量系統(tǒng)相互連接成通訊網(wǎng)絡(luò)。濟鋼鮑德彩板有限公司是濟鋼集團總公司00年投資興建的年產(chǎn)0萬噸大型彩板生產(chǎn)基地，其生產(chǎn)線中的固化爐導(dǎo)熱油爐煤氣制氫中的煤氣系統(tǒng)必須對煤氣通過煤氣加壓機進行二次加壓才能滿足生產(chǎn)工藝要求，煤氣加壓機控制系統(tǒng)采用Profibus-DP過程現(xiàn)場總線通訊技術(shù)方案，自動化控制單元與變頻器采用不同廠家的產(chǎn)品，分別采用西門子的S-00 PLC和ABB公司的ACS00變頻器。
 系統(tǒng)配置及通訊協(xié)議
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 系統(tǒng)配置
該系統(tǒng)以西門子公司和ABB公司的相關(guān)產(chǎn)品來實現(xiàn)全數(shù)字交流調(diào)速系統(tǒng)在Profibus-DP網(wǎng)中的通訊及控制原理。附為該系統(tǒng)的Profibus-DP網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)配置，其中PLC為西門子公司的SIMATIC S--DP，變頻器為ACS00系列，NPBA-為與變頻器配套的通訊適配器。編程軟件為STEP V軟件，用于對S-00 PLC編程和對Profibus-DP網(wǎng)進行組態(tài)和通訊配置。上位機畫面操作采用WinCC進行畫面編程和操作，與PLC通訊采用以太網(wǎng)通訊方式。

附 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置
 通訊協(xié)議
在本系統(tǒng)中，S-00 PLC作為主站，變頻器作為從站時，主站向變頻器傳送運行指令，同時接受變頻器反饋的運行狀態(tài)及故障報警狀態(tài)的信號。變頻器與NPBA-通訊適配器模塊相連，接入Profibus-DP網(wǎng)中作為從站，接受從主站SIMATIC S--DP來的控制。NPBA-通訊適配器模塊將從Profibus-DP網(wǎng)中接收到的過程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中，的每一個字都被編址，在變頻器端的雙向RAM可通過被編址參數(shù)排序，向變頻器寫入控制字設(shè)置值或讀出實際值診斷信息等參量。
變頻器現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)若從軟件角度看，其核心內(nèi)容是現(xiàn)場總線的通訊協(xié)議。Profibus-DP通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)電報結(jié)構(gòu)分為協(xié)議頭網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和協(xié)議層。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)即PPO包括參數(shù)值PKW及過程數(shù)據(jù)PZD。參數(shù)值PKW是變頻器運行時要定義的一些功能碼;過程數(shù)據(jù)PZD是變頻器運行過程中要輸入/輸出的一些數(shù)據(jù)值，如頻率給定值速度反饋值電流反饋值等。Profibus-DP共有兩類型的網(wǎng)絡(luò)PP一類是無PKW而有個字或個字的PZD;另一類是有PKW且還有個字個字或0個字的PZD。將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)這樣分類定義的目的，是為了完成不同的任務(wù)，即PKW的傳輸與PZD的傳輸互不影響，均各自獨立工作，從而使變頻器能夠按照上一級自動化系統(tǒng)的指令運行。
 STEP項目系統(tǒng)組態(tài)及通訊編程

 使用STEPV組態(tài)軟件，進入Hardware Configure完成S-00 PLC硬件組態(tài);
 選定S--DP為主站系統(tǒng)，將NPBA-的GSD設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件導(dǎo)入STEP的編程環(huán)境中，軟件組態(tài)NPBA-到以S--DP為主站的DP網(wǎng)上，并選定使用的PPO類型，本設(shè)計使用PPO，設(shè)定站點網(wǎng)絡(luò)地址。在變頻傳動裝置Profibus的結(jié)構(gòu)中，ABB變頻器使用Profibus-DP通信模塊NPBA-進行數(shù)據(jù)傳輸，主要是周期性的:主機從從站讀取輸入信息并把輸出信息反送給從站，因此需要在PLC主程序中調(diào)用兩個系統(tǒng)功能塊SFC和SFC來讀寫這些數(shù)據(jù)，實現(xiàn)到變頻器的通信控制;
 在主PLC程序中建立一個數(shù)據(jù)塊，用于于變頻器的數(shù)據(jù)通信;建立一變量表，用于觀測實時通訊效果。
 變頻器運行設(shè)置

變頻器與PLC應(yīng)用Profibus-DP現(xiàn)場總線連成網(wǎng)絡(luò)后，除在PLC自動化系統(tǒng)中進行編程外，在每個變頻器上也要進行適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置。
通訊電纜聯(lián)接后，啟動變頻器，完成對變頻器通訊參數(shù)的

 基本設(shè)置。
 0—模塊類型，本參數(shù)顯示由傳動裝置探測到的模塊型號。其參數(shù)值用戶不可調(diào)整。如果本參數(shù)沒有定義，則不能在模塊與傳動之間建立通訊。
 0—本參數(shù)選擇通訊協(xié)議，“0”為選擇Profibus-DP通訊協(xié)議。
 0—本參數(shù)為Profibus連接選擇的PPO類型，“”為PPO，但變頻器上的PPO類型應(yīng)與PLC上組態(tài)的PPO類型一致。
 0—本參數(shù)用于定義設(shè)備地址號，即變頻器的站點地址，在Profibus連路上的每一臺設(shè)備都必須有一個單獨的地址。本次設(shè)計中兩臺變頻器分別為號站。[]

 過程參數(shù)的連接
過程參數(shù)互聯(lián)完成NPBA-雙端口RAM連接器與變頻器相應(yīng)參數(shù)的定義和連接，包括主站PLC到變頻器的連接和變頻器到主站PLC的連接兩部分。在變頻器上設(shè)定下列連接參數(shù)。
 從PLC發(fā)送到傳動裝置變頻器的PZD值
l PZD—控制字，如變頻器的啟動使能停止急停等控制命令; 
l PZD—變頻器的頻率設(shè)定值。
 從傳動裝置變頻器發(fā)送到PLC的PZD值
l PZD—狀態(tài)字,如報警故障等變頻器運行狀態(tài);
l PZD—變頻器的速度實際值電流實際值等。
 結(jié)束語
變頻器控制系統(tǒng)采用了Profibus-DP現(xiàn)場總線控制模式后，不但整個系統(tǒng)可靠性強，操作簡便，而且可根據(jù)工藝需要進行靈活的功能修改。該系統(tǒng)在濟鋼鮑德彩板有限公司應(yīng)用以后，運行效果良好，為今后總公司的自動化設(shè)備不同廠家的網(wǎng)絡(luò)通訊提供了一個成功典范。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各種電機設(shè)備上，它們大多處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，設(shè)計人員只有預(yù)先了解各種干擾才能有效*保*系統(tǒng)可靠運行。 

 電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾 
　　 
　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源于一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。 
　　 
　　干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲浪涌噪聲高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲偶發(fā)噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網(wǎng)串入地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)同方向電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達0V 以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞這就是一些系統(tǒng)I/O 模件損壞率較高的原因，這種共模干擾可為直流亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。 

 PLC 控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源有哪些呢 

 來自空間的輻射干擾 
　　 
　　空間的輻射電磁場EMI主要是由電力網(wǎng)絡(luò)電氣設(shè)備的暫態(tài)過程雷電無線電廣播電視雷達高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC 系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對PLC 內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；而是對PLC 通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC 局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。 

 來自系統(tǒng)外引線的干擾 
　　 
　　主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較嚴(yán)重。 
來自電源的干擾 
　　 
　　實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC 控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC 電源，問題才得到解決。 
　　 
　　PLC 系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣， 
將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開關(guān)操作浪涌大型電力設(shè)備起停交直流轉(zhuǎn)動裝置引起的諧波電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC 電源通常采用隔離電源，但其機構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。 

  來自信號線引入的干擾 
　　 
　　與PLC 控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽略；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化誤動和死機。PLC 控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。 

來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾 
　　 
　　接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性EMC的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴(yán)重的干擾信號，使PLC 系統(tǒng)將無法正常工作。PLC 控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地屏蔽地交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對 PLC 系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端AB都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)加雷擊時，地線電流將更大。 
　　 
　　此外，屏蔽層接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC 內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC 工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC 的邏輯運算和數(shù)據(jù)存儲，造成數(shù)據(jù)混亂程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對信號測控的嚴(yán)重失真和誤動作。 

來自PLC 系統(tǒng)內(nèi)部的干擾 
　　 
　　主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路 
互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC 制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門是無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。 

怎樣才能更好更簡單解決PLC系統(tǒng)干擾 
　　選用隔離性能較好的設(shè)備選用優(yōu)良的電源動力線和信號線走線要更加合理等等，能解決干擾，但是比較煩瑣不易操作而且成本較高。 
　　利用信號隔離器這種產(chǎn)品解決干擾問題。只要在有干擾的地方，輸入端和輸出端中間加上這種產(chǎn)品，就可有效解決干擾問題。 

為什么解決PLC系統(tǒng)干擾選信號隔離器呢 
　　使用簡單方便可靠，成本低廉。 
　　可大量減輕設(shè)計人員系統(tǒng)調(diào)試人員工作量，即使復(fù)雜的系統(tǒng)在普通的設(shè)計人員手里，也會變的非常簡單可靠。 

信號隔離器工作原理是什么 
　　 
　　首先將PLC接收的信號，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進行解調(diào)變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。*保*變換后的信號電源地之間絕對獨立。 

 現(xiàn)在市場有那么多品牌的隔離器，價格參差不齊，該怎么選擇呢 
ACS880-01-04A0-3 ASD-B1021-A PST-SV13 BB-M802P-C21S12 TOHO東邦 TM-107 EE-674A PFXGE4401WAD MR-J2S-70B-EE006 FL2-4T7R MSMA042A1H OMRON PLC CPM2AE-60CDR-A
ACS510-01-031A-4 ECMA-E31315PS GM3-B08M SGMAH-A5B1A-YB21 BB-M802P-C11S12 FR-F520J-0.75K GL-RB01 EE-SPY311 GP477R-EG41-24VP HC-SWS301K-S1 FL2-7D6S MSMA013A1A MHME352GCH ASDABPW0115 富士 FR2000-CZB V8 V10
ACS150-01E-04A7-2 SGMGV-20ADA61 GM3-B04E SGMAH-A5A1A-YR51 FQ60-L22MP-P31S8 6ES5942-7UB11 EH-BS5A   EE-SPY312 FP2500-T12 FX0N-40MT 山武 SDC10溫控儀 溫控表 MSMA023A1A MHME352GCS ASDABPW0120 電梯門機變頻器 VF-7F
ACS880-01-072A-3 ECMA-C10602PS GM3-B06E SGMAH-01A1A2S BFB-M1202A-V24P2 DOP-AE10THTD1 EH-XD64   EE-SPY411 GP2600/GP2601/GP2500 GP2501-TC41/SC41-24V/TC11 SC11 MR-J2M-P8B-S027 SDC-15溫控儀 MSMA043A1A MHMEC52SCV ASD-AB-PW0103         永大電梯配 LG電梯配 INV-ACRA5電流板
ACS880-01-293A-3 ASD-A2-0421-L GM3-B08E VQ1200Y-5 FQ60-L22MD-P31P2MS FR-A720-0.4K EH-YR16   EE-SPY412 GP-4501T（PFXGP4501TAA,PFXGP4501TAD） HC-KFS73-S22 SDC15TV0TA0100 MSM022A1F MHME252SCV ASDBCAEN0020 西子奧的斯 OTIS 電梯直流電動機 XRDS 80J
ACS880-01-061A-3 MSMA102P1G G3C-E061 VQ1100-5 FQ60-L22MU-P35P2 MR-E-100AG   EH-TC8 EE-SX670A GLC2400-TC41-24V HC-MF73B SDC40A5G2AS04000 MSMA021P1A MHME202GCV MH4-25LN65C7D　 梯主板 BL2000 BHT V22 V23 全新
ACS880-01-038A-3 MEDHT7364 G3C-E121 VQ1400-5 BFN-M1204A-V14P2 CJ1W-IA201 NF30-CS EE-SXSX671A AGP3300 HC-AQ-0336BS-S4 SDC40A5G0AS01100 MFECA0030EAM MHME252GCS MH4-25LN65CAD　     電梯顯示板 HK2000-D3 HK2000-D4 D5
ACS880-01-05A6-3 MEDHT7364E G3C-E301 CJ2B6-10-CJKJ2641 缸徑6MM行程10MM FQ60-R12MD-P31P2 E3JK-R4M1-ZH EH-CPU448   EE-SXSX672A AGP3301-L1 OBE13-1 PGU312電力調(diào)功器 MSDO23A1Y MHMEC52GCH MH4-17LS65C7D 一體機主板 NICE1000 MCTC-MCB-G VER D 同步
ACS880-01-02A4-3 三菱電機202GCG G3M-M064S FC-52C FQ60-R12MU-P35P2 6ES7215-1AG31-0B0 EH-YT32 M8E3HT-DS3E1 S1-D24 MR-J2S-60BS041U638 DMC10S4CR0000 MUMS042A1E05 MHME302SCT NH4-17LS65CAD             三菱電梯配 HOPE 電梯外呼顯示 P366701B000G02送芯片
ACS880-01-206A-3 MHMD082P1C G3I-D22A MSMA011A2N FQ60-R10MD-P31P2-F Q172DCPU   NX70-Y32T-CH E3HT-DS3E2 FP3710-T42-U MR-J2S-B-SO41U703 HD-CAOM00 AMKA100G1 MHME502GCV ASD-A0121-A0721LA 主板 MECS-04 含操作器
ACS880-01-017A-3 三菱電機082P1G G3I-D24A SGMRS-13A2A-YR11 FQ60-R12MD-P31S8 6ES7131-4BD01-0AA0 EH-CPU516   E3JK-R4M1-ZH   GP-4601T MR-H60BN C40A5G0A500000 MSD083C2X MHME502SCH YDM30200447     電梯配 MG5接觸器 線圈電壓AC110V
ACS880-01-045A-3 MDDDT3530 G3I-D28A SGMG-09A2AA FQ60-R12MU-P35P2-F SMC VX2340L EH-AX44 E3JK-5DM1-N PFXGP4601TAA MR-J2-40A-A15 C15MTR0RA0100 MSMD092S2U MHMEC52GCD MS3106A-20-29S 電梯配 默納克轎頂板 MCTC CTB A
ACS880-01-246A-3 MDDDT3530003 G3I-A12A SGMAH-08AAA2C BN-M804P-C12S12 CJ1W-OD211 KOGANEI小金井 C200-02   E3JK-5L-N PFXGP4601TAD MR-C4OA 山武閥門定位器AVP301-RSD3A MSD5A1P4E MHMEC02SCC NH4-20LS65C7T/A/3T BL2000-STB-V9 電梯主板
ACS880-01-032A-3

　　隔離器位于二個系統(tǒng)通道之間，所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能，同時要使隔離器輸入輸出模式電壓型電流型環(huán)路供電型等適應(yīng)前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強度﹑總線通訊功能等許多重要參數(shù)涉及產(chǎn)品性能，例如：噪音與精度有關(guān)功耗熱量與可靠性有關(guān)，這些需要使用者慎選。總之，適用可靠產(chǎn)品性價比是選擇隔離器的主要原則。