2024年2月25日发(作者：泰天罡)
动态|ABB控制系统与Siemens PLC间的数据通讯
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莱钢集团天元气体公司的5号制氧机组中离心式压缩机所采用的逻辑控制系统是SIMATIC S7系列产品，空分部分的分布式控制是 ABB AC800F系列产品。为便于操作工从主控室掌握空压机运行状况，从而实时操作，决定利用西门子和ABB均支持PROFIBUS现场总线技术的特点，将西门子PLC所采集、运算、控制的与ABB DCS相关联的信息采集到DCS，由DCS对采集上来的信息进行处理后再传送回PLC 。
硬件介绍 CPU315-2DP是西门子S7系列产品，该CPU模件上集成有PROFIBUS-DP接口。PROFIBUS-DP是按照ISO/OSI参考模型制定的现场总线通讯协议，采用RS485传输技术进行通讯，通讯电缆的两端均带有终端电阻，只有在网络终端处才将终端电阻打到“ON”的位置，西门子智能DP/DP COUPLER就是符合PROFIBUS通讯协议的产品，ABB PROFIBUS-DP/FMS产品是 RLM01。
网络连接 通过PROFIBUS通讯电缆、西门子智能DP/DP COUPLER和ABB
PROFIBUS-DP/FMS产品RLM01将西门子PLC控制系统与ABB DCS控制系统有机地结合在一起。其网络结构示意图如右图所示：
软件实现 在软件编程时，充分利用现场总线系统的开放性、互用性以及系统结构的高度分散性，将西门子PLC控制系统与ABB DCS控制系统有机地结合在一起，实现空压机控制信息与空分部分ABB的控制信息的交换。整个控制网络所需要的软件包括： ABB编程软件DigiTool和监控软件DigiVis，西门子step7，适配器及其他设备的各种配置软件和驱动软件由设备厂商提供，所有软件都基于Windows 2000 系统。 PROFIBUS 设备具有不同的性能特征，主要表现在现有功能（即I/O信号的数量和诊断信息）的不同或可能的总线参数，例如传输波特率和时间的监控不同。这些参数对各种设备和生产厂家来说均有差别，为达到PROFIBUS简单的即插即用配置，这些特性均在电子数据单中具体说明，称为设备数据库文件（即GSD文件）。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在一个总线系统中。
两系统间编程时的关键问题 PROFIBUS通信协议将网络中通讯参与者分为主站和从站：主站首先要从站发送推行请求指令，从站根据请求指令中指定的内容向主站发回数据。一个主站可以向多个从站发送通讯请求，并利用从站地址或从站识别码来区分。 智能从站与普通从站的最大区别是带有自己的CPU，因此它除了处理来自主站的数据外，还要处理本身的I/O 数据，并且必须确保两种数据不重叠。在该通讯系统中也就是指从DCS工程师站上和PLC监控站上编程时，PLC和ABB上不能同时针对同一个变量进行读或写操作。
PLC软件设计 STEP 7功能强大。硬件的组态、地址和站地址的分配等是西门子管理器的一个重要功能。组态好的PROFIBUS从地址必须与PROFIBUS-DP1模块上的开关设定的地址一致，组态好后再针对要进行交换的数据进行组态并写入智能DP的CPU中即可。
DCS软件设计 通过DigiTool的项目管理器进行应用程序的硬件结构和应用软件的
组态。首先从硬件结构中建立D-GS,将DP/DP COUPLER组态进去作为PROFIBUS从站，组态好的PROFIBUS从地址必须与PROFIBUS-DP2模块上的开关设定的地址一致。然后建立项目任务数据源 D-GS（OPC），其作用是：通过该网关站将Freelance 2000内的数据经过对定义的变量的读/写操作传送到其他系统；用OPC接口将其他系统的数据导入Freelance项目中。最后通过控制功能块完成数据的读或写操作。组态完毕后下装到AC800F CPU处理器即可实现数据的通讯。-----来源：控制工程（中国）
西门子PLC和ABB变频器间的现场总线通讯技术
2009-09-25 09:06
摘要：Profibus是目前工控系统中最成功的现场总线之一，得到了广泛的应用。它不依赖于生产厂家的限制，是开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可通过同样的接口协议进行信息交换。本文讲述了西门子PLC（S7-300）与ABB变频器（ABB-ACS800系列）之间的网络通讯，给出了具体实现的通讯协议、实现时要解决的关键技术问题和解决思路，以及部分实现代码示例。
关键词：西门子 PLC ABB变频器 现场总线 Profibus-DP
1 引言
Profibus-DP（Distributed I/O System-分布式I/O系统）是一种经过优化的模块，有较高的数据传输率，适用于系统和外部设备之间的通信，远程I/O系统尤为合适。适用于对时间要求苛刻的自动化控制系统中。Profibus-DP现场总线系统可使许多现场设备（如PLC、智能变送器、变频器）在同一总线进行双向多信息数字通讯，因此可方便地使用不同厂家生产的控制测量系统相互连接成通讯网络。通过Profibus-DP过程现场总线通讯技术的这一特点，本文分别采用西门子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS800变频器实现网络通讯，完成通过网络控制传动设备。
2 系统配置
1）该系统以西门子公司的SIMATIC S7-315-2DP作为主站，ABB公司的变频器ABB-ACS800为从站，实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通讯及控制。附图为该系统的Profibus-DP网的网络配置图。
2）编程软件为STEP7 V5.4软件，用于对S7-300 PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通讯配置,计算机与PLC通讯采用Profibus-DP通讯方式。
3）RPBA-01为与变频器配套的通讯适配器,插在ABB变频器的插槽1内，其外观如图所示，其中S1为总线终端器选择开关,总线终端器可以防止总线电缆端的信号反射，如果模块是网络中的最后一个模块或是第一个模块，总线终端器必须设置为ON ，当使用PROFIBUS 带内置终端器的D-sub 连接器时，必须断开 RPBA-01终端器；S2为DP地址十位,S3为DP地址个位，如地址为26，则S2拨到2，S3拨到6，在操作时，可以改变节点的地址，但是模块必须重新初始化才能使改变生效。
3 通讯协议的设计
1）PROFIBUS 是一种开放式串行通讯标准，该标准可以实现数据在各类自动化元件之间互相交换。 PROFIBUS 主要有三种类型：PROFIBUS-FMS
（Fieldbus Message Specification，现场总线信息规范）, PROFIBUS-DP
（DecentralisedPeriphery，分布式外设） 和PROFIBUS-PA （Process
Automation, 过程自动化）。RPBA-01 PROFIBUS-DP 适配器模只支持PROFIBUS-DP
协议；。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。网络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码如正反转命令源，给定值的命令源等;过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些数据值，如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。Profibus-DP共有5种类型的网络PPO，其格式如下图所示，其中：ID-参数识别 IND-数组索引号 VALUE-参数值 CW-控制字 SW-状态字 REF-给定值
ACT-实际值 PZD-过程数据 DW-数据字。
2）总线的物理传输媒介是双绞型电缆（符合RS-485 标准）。总线电缆的最大长度在100～1200 米范围内，具体长度取决于所选的传输速率。最多可以有31 个节点连接到同一个PROFIBUS 网络段上，并且不需要使用中继器。如果使用中继器，连接到网络上的节点数（ 包括中继器和主机站） 可以增加到127个。
3）通讯协议设计为主/从方式，S7-300 PLC作为主站，变频器作为从站，主站向变频器传送控制指令，同时接受变频器反馈的运行状态及运行参数。变频器与RPBA-01通讯适配器模块相连，接入Profibus-DP网中作为从站，接受从主站SIMATIC S7-315-2DP来的控制。RPBA-01通讯适配器模块将从Profibus-DP网中接收到的过程数据存入双向RAM中，变频器将RAM中的数据写入控制字、设定值或读出实际值、诊断信息等参量，从而使变频器能够按照计算机指令运行。
4 STEP7项目系统组态及通讯编程
1） 使用STEP7V5.4组态软件，进入Hardware Configure，将RPBA-01的GSD（设备数据库）文件导入STEP7的编程环境中，点击options——install
GSD file 将ABB变频器的GSD文件导入STEP7中，如图1所示，导入成功后如图2所示，GSD文件可从或从ABB网站下载，文件名为ABB_。
2） 选定S7-315-2DP为主站系统，默认地址为2，将ABB的RPBA-01组态到S7-315-2DP为主站的DP网上，并选定使用的PPO类型，本文使用PPO4，设定站点网络地址为4，如下图所示,然后编译存盘。
3）PLC主机从从站读取输入信息并把输出信息反送给从站，因此在PLC主程序OB1中调用两个系统功能块SFC14和SFC15来读写这些数据，实现到变频器的通信控制，并在PLC程序中建立一个数据块DB10，用于变频器的数据通信，如图所示,到此程序设计部分全部完成，可以通过控制字来实现传动设备的控制。
5 变频器运行设置
通讯电缆联接后，启动变频器，完成对变频器通讯参数的设置，如下图所示。
6 结束语
这样，ABB变频器与S7-300PLC的连接已经基本建立，可以通过编写程序通过PLC来控制变频器的启、停、速度给定等各项功能，来满足工艺要求。同时也可以读取变频器数据通过上位机进行显示，达到在线监视和诊断的目的，变频器控制系统采用了Profibus-DP现场总线控制模式后，不但整个系统可靠性强，操作简便，而且可根据工艺需要进行灵活的功能修改。
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2024年2月25日发(作者：泰天罡)
动态|ABB控制系统与Siemens PLC间的数据通讯
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莱钢集团天元气体公司的5号制氧机组中离心式压缩机所采用的逻辑控制系统是SIMATIC S7系列产品，空分部分的分布式控制是 ABB AC800F系列产品。为便于操作工从主控室掌握空压机运行状况，从而实时操作，决定利用西门子和ABB均支持PROFIBUS现场总线技术的特点，将西门子PLC所采集、运算、控制的与ABB DCS相关联的信息采集到DCS，由DCS对采集上来的信息进行处理后再传送回PLC 。
硬件介绍 CPU315-2DP是西门子S7系列产品，该CPU模件上集成有PROFIBUS-DP接口。PROFIBUS-DP是按照ISO/OSI参考模型制定的现场总线通讯协议，采用RS485传输技术进行通讯，通讯电缆的两端均带有终端电阻，只有在网络终端处才将终端电阻打到“ON”的位置，西门子智能DP/DP COUPLER就是符合PROFIBUS通讯协议的产品，ABB PROFIBUS-DP/FMS产品是 RLM01。
网络连接 通过PROFIBUS通讯电缆、西门子智能DP/DP COUPLER和ABB
PROFIBUS-DP/FMS产品RLM01将西门子PLC控制系统与ABB DCS控制系统有机地结合在一起。其网络结构示意图如右图所示：
软件实现 在软件编程时，充分利用现场总线系统的开放性、互用性以及系统结构的高度分散性，将西门子PLC控制系统与ABB DCS控制系统有机地结合在一起，实现空压机控制信息与空分部分ABB的控制信息的交换。整个控制网络所需要的软件包括： ABB编程软件DigiTool和监控软件DigiVis，西门子step7，适配器及其他设备的各种配置软件和驱动软件由设备厂商提供，所有软件都基于Windows 2000 系统。 PROFIBUS 设备具有不同的性能特征，主要表现在现有功能（即I/O信号的数量和诊断信息）的不同或可能的总线参数，例如传输波特率和时间的监控不同。这些参数对各种设备和生产厂家来说均有差别，为达到PROFIBUS简单的即插即用配置，这些特性均在电子数据单中具体说明，称为设备数据库文件（即GSD文件）。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在一个总线系统中。
两系统间编程时的关键问题 PROFIBUS通信协议将网络中通讯参与者分为主站和从站：主站首先要从站发送推行请求指令，从站根据请求指令中指定的内容向主站发回数据。一个主站可以向多个从站发送通讯请求，并利用从站地址或从站识别码来区分。 智能从站与普通从站的最大区别是带有自己的CPU，因此它除了处理来自主站的数据外，还要处理本身的I/O 数据，并且必须确保两种数据不重叠。在该通讯系统中也就是指从DCS工程师站上和PLC监控站上编程时，PLC和ABB上不能同时针对同一个变量进行读或写操作。
PLC软件设计 STEP 7功能强大。硬件的组态、地址和站地址的分配等是西门子管理器的一个重要功能。组态好的PROFIBUS从地址必须与PROFIBUS-DP1模块上的开关设定的地址一致，组态好后再针对要进行交换的数据进行组态并写入智能DP的CPU中即可。
DCS软件设计 通过DigiTool的项目管理器进行应用程序的硬件结构和应用软件的
组态。首先从硬件结构中建立D-GS,将DP/DP COUPLER组态进去作为PROFIBUS从站，组态好的PROFIBUS从地址必须与PROFIBUS-DP2模块上的开关设定的地址一致。然后建立项目任务数据源 D-GS（OPC），其作用是：通过该网关站将Freelance 2000内的数据经过对定义的变量的读/写操作传送到其他系统；用OPC接口将其他系统的数据导入Freelance项目中。最后通过控制功能块完成数据的读或写操作。组态完毕后下装到AC800F CPU处理器即可实现数据的通讯。-----来源：控制工程（中国）
西门子PLC和ABB变频器间的现场总线通讯技术
2009-09-25 09:06
摘要：Profibus是目前工控系统中最成功的现场总线之一，得到了广泛的应用。它不依赖于生产厂家的限制，是开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可通过同样的接口协议进行信息交换。本文讲述了西门子PLC（S7-300）与ABB变频器（ABB-ACS800系列）之间的网络通讯，给出了具体实现的通讯协议、实现时要解决的关键技术问题和解决思路，以及部分实现代码示例。
关键词：西门子 PLC ABB变频器 现场总线 Profibus-DP
1 引言
Profibus-DP（Distributed I/O System-分布式I/O系统）是一种经过优化的模块，有较高的数据传输率，适用于系统和外部设备之间的通信，远程I/O系统尤为合适。适用于对时间要求苛刻的自动化控制系统中。Profibus-DP现场总线系统可使许多现场设备（如PLC、智能变送器、变频器）在同一总线进行双向多信息数字通讯，因此可方便地使用不同厂家生产的控制测量系统相互连接成通讯网络。通过Profibus-DP过程现场总线通讯技术的这一特点，本文分别采用西门子的S7-300 PLC和ABB公司的ACS800变频器实现网络通讯，完成通过网络控制传动设备。
2 系统配置
1）该系统以西门子公司的SIMATIC S7-315-2DP作为主站，ABB公司的变频器ABB-ACS800为从站，实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通讯及控制。附图为该系统的Profibus-DP网的网络配置图。
2）编程软件为STEP7 V5.4软件，用于对S7-300 PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通讯配置,计算机与PLC通讯采用Profibus-DP通讯方式。
3）RPBA-01为与变频器配套的通讯适配器,插在ABB变频器的插槽1内，其外观如图所示，其中S1为总线终端器选择开关,总线终端器可以防止总线电缆端的信号反射，如果模块是网络中的最后一个模块或是第一个模块，总线终端器必须设置为ON ，当使用PROFIBUS 带内置终端器的D-sub 连接器时，必须断开 RPBA-01终端器；S2为DP地址十位,S3为DP地址个位，如地址为26，则S2拨到2，S3拨到6，在操作时，可以改变节点的地址，但是模块必须重新初始化才能使改变生效。
3 通讯协议的设计
1）PROFIBUS 是一种开放式串行通讯标准，该标准可以实现数据在各类自动化元件之间互相交换。 PROFIBUS 主要有三种类型：PROFIBUS-FMS
（Fieldbus Message Specification，现场总线信息规范）, PROFIBUS-DP
（DecentralisedPeriphery，分布式外设） 和PROFIBUS-PA （Process
Automation, 过程自动化）。RPBA-01 PROFIBUS-DP 适配器模只支持PROFIBUS-DP
协议；。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和协议层。网络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码如正反转命令源，给定值的命令源等;过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些数据值，如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。Profibus-DP共有5种类型的网络PPO，其格式如下图所示，其中：ID-参数识别 IND-数组索引号 VALUE-参数值 CW-控制字 SW-状态字 REF-给定值
ACT-实际值 PZD-过程数据 DW-数据字。
2）总线的物理传输媒介是双绞型电缆（符合RS-485 标准）。总线电缆的最大长度在100～1200 米范围内，具体长度取决于所选的传输速率。最多可以有31 个节点连接到同一个PROFIBUS 网络段上，并且不需要使用中继器。如果使用中继器，连接到网络上的节点数（ 包括中继器和主机站） 可以增加到127个。
3）通讯协议设计为主/从方式，S7-300 PLC作为主站，变频器作为从站，主站向变频器传送控制指令，同时接受变频器反馈的运行状态及运行参数。变频器与RPBA-01通讯适配器模块相连，接入Profibus-DP网中作为从站，接受从主站SIMATIC S7-315-2DP来的控制。RPBA-01通讯适配器模块将从Profibus-DP网中接收到的过程数据存入双向RAM中，变频器将RAM中的数据写入控制字、设定值或读出实际值、诊断信息等参量，从而使变频器能够按照计算机指令运行。
4 STEP7项目系统组态及通讯编程
1） 使用STEP7V5.4组态软件，进入Hardware Configure，将RPBA-01的GSD（设备数据库）文件导入STEP7的编程环境中，点击options——install
GSD file 将ABB变频器的GSD文件导入STEP7中，如图1所示，导入成功后如图2所示，GSD文件可从或从ABB网站下载，文件名为ABB_。
2） 选定S7-315-2DP为主站系统，默认地址为2，将ABB的RPBA-01组态到S7-315-2DP为主站的DP网上，并选定使用的PPO类型，本文使用PPO4，设定站点网络地址为4，如下图所示,然后编译存盘。
3）PLC主机从从站读取输入信息并把输出信息反送给从站，因此在PLC主程序OB1中调用两个系统功能块SFC14和SFC15来读写这些数据，实现到变频器的通信控制，并在PLC程序中建立一个数据块DB10，用于变频器的数据通信，如图所示,到此程序设计部分全部完成，可以通过控制字来实现传动设备的控制。
5 变频器运行设置
通讯电缆联接后，启动变频器，完成对变频器通讯参数的设置，如下图所示。
6 结束语
这样，ABB变频器与S7-300PLC的连接已经基本建立，可以通过编写程序通过PLC来控制变频器的启、停、速度给定等各项功能，来满足工艺要求。同时也可以读取变频器数据通过上位机进行显示，达到在线监视和诊断的目的，变频器控制系统采用了Profibus-DP现场总线控制模式后，不但整个系统可靠性强，操作简便，而且可根据工艺需要进行灵活的功能修改。
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