Profibus-DP并未采用ISO/OSI的应用层,而是自行设置一用户层。该层定义了DP的功能、规范与扩展要求等。

综上所述可知, Profibus-DP的实时性远高于其它局域网,因而特别适用于工业现场。

二、井下胶带监控系统的硬件结构

Profibus-DP被应用于皖北矿务局祁东煤矿井下胶带监控系统,硬件系统如图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。

Profibus现场总线技术在监控系统中的应用解析

(1)分布式I/O系统 本系统采用ET200通讯模块与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/从模式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模块化中型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,将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。

三、井下胶带监控系统的软件结构

软件结构部分包括Windows NT 操作系统、下位机编程软件、上位机监控软件。

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取数据的存储区,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。