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基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

件系统如图3所示,整个系统由上位机、Profibus-DP主站、Profibus-DP从站及其现场设备组成。Profibus-DP总线将所有设备连接起来。其中,Profibus-DP主站、Profibus-DP从站均采用SIMATICS7-300的模块系列,主站为CPU315-2DP系列模块,从站为相应I/O模块。
  
  (1)分布式I/O系统,本系统采用ET200通讯模块等Profibus-DP相连接,ET200充分利用了SIMATICS7-300的模块系列,将所有的S7-300I/O模块通过接口模板IM153与现场总线相连。I/O模块下的执行器和传感器连接到现场设备,I/O模块按主/从模块向现场设备提供输出数据并向CPU或上位机馈送输入数据。I/O模块属于DP从站。
  
  (2)CPU作为DP类型1主站,CPU位于控制中心,本系统采用CPU315-2DP模块化型PLC,它具有强大的处理能力,并集成了Profibus-DP现场总线接口装置,同时还具有0.3ms处理1024个语句的速度。PLC程序在上位机的编程工具STEP7中编译完成后下载到CPU315,并存储在CPU315中。CPU315可自动运行该程序,根据程序内容读取总线上的所有I/O模块的状态字,控制硬件设备。
  
  (3)上位机是DP类型2主站。本系统采用研华工控机作为上位机,通过现场总线接口卡CP5611使工控机与现场总线相连。这样工业PC机与现场总线网段就连接为能完成组态、运行、操作等功能的完整的控制网络系统。为了保证系统的稳定性,系统运用了双机冗余,钭另一台工控机通过同样的现场总线接口卡CP5611与现场总线相连,若其中一台工控机发生故障,另一台可继续运行。
  
  3井下胶带监控系统的软件结构
  
  软件结构部分包括WindowsNT操作系统、下位机编程软件、上位机监控软件。
  
  3.1下位机编程软件
  
  本系统采用SIMATICS7-300的配套编程工具STEP7完成硬件组态、参数设置、PLC程序编制、测试、调试和文档处理。通常,用户程序由组织块(OB)、功能块(FB、FC)和数据块(DB)构成。其中,OB是系统操作程序与应用程序在各种条件下的接口界面,用于控制程序的运行。FB、FC是用户子程序。DB是用户定义的用于存储取数据的存取区,本系统中它是上位机监控软件与STEP7程序的数据接口点。在MPI中配置与其相对应的DB块就可实现上位机监控软件FIX与STEP7程序的数据接口。
  
  3.2上位机监控软件
  
  FIX工控组态软件是由美国Intellution公司开发的基于Windows9X&NT的大型应用软件,它集控制技术、人机界面技术、图形技术、数据库技术、网络技术于一身,包含动态显示、报警、趋势、控制策略、控制网络通讯等组件,提供一个友好的用户界面,使用户可根据实际生产需要生成相应的应用软件。
  
  3.2.1与Profibus现场总线的接口
  
  (1)数据流程FIX运用I/O驱动程序从设备中读写数据,每个I/O驱动程序支持其特定硬件。对于本系统的PROFIBUS网络,采用MPI驱动程序获取其上数据。FIX组态软件首先通过MPI驱动程序软件接口从现场的过程硬件中获取数据,存入DIT驱动程序映象表中(驱动程序

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