摘要：現(xiàn)場工控環(huán)境的復(fù)雜，現(xiàn)如今的項(xiàng)目中，多是一個(gè)項(xiàng)目中會有多種品牌的PLC混合使用，有些公司的plc產(chǎn)品開始針對某些行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)，向?qū)Ｓ每刂破鞣较虬l(fā)展，這些自動化專業(yè)的發(fā)展趨勢，使得在一個(gè)工廠的自動化實(shí)現(xiàn)中完全使用一個(gè)公司的plc產(chǎn)品幾乎是不可能的，這就會涉及到不同品牌的PLC之間的通訊問題。各家的PLC協(xié)議并不通用，要實(shí)現(xiàn)控制功能就需要各家的協(xié)議之間進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，在此過程中就需要用到第三方的模塊，本文以德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司通訊模塊RIF1769/1788為例，介紹RockwellABPLC和PROFIBUS設(shè)備通訊的解決方案。詳細(xì)介紹如何實(shí)現(xiàn)西門子S7-300系列CPU315-2DP與羅克韋爾CompactLogixL35ECPU之間的通訊。

1引言

    隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)場總線在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛，當(dāng)今，現(xiàn)場總線的種類繁多，如PROFIBUS、DeviceNet、CanOpen、AS-Interface等，而PROFIBUS作為目前比較流行的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)之一，已經(jīng)在國內(nèi)一些行業(yè)中廣泛應(yīng)用，基于PROFIBUS總線的設(shè)備也是每日劇增。為滿足日益增長的需求，必然需要第三方公司進(jìn)行相應(yīng)模塊的開發(fā)，赫優(yōu)訊作為典型的代表公司開發(fā)出了具有相應(yīng)授權(quán)的可以擴(kuò)展的RIF1769模塊，很好的你不了市場的空白。

    RIF1769模塊作為標(biāo)準(zhǔn)的I/O模塊，直接連接至Logix控制器中，通過Rockwell自動化配置軟件RSLogix5000、RSLogix500等進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)PROFIBUS功能的擴(kuò)展。

    RIF1769不僅具有從站模塊RIF1769-DPS，而且有主站模塊RIF1769-DPM，而作為從站模塊，通過提供GSD文件，可很方便地集成到任何PROFIBUS主站網(wǎng)絡(luò)中，通過模塊上旋轉(zhuǎn)開關(guān)設(shè)置站地址，從而實(shí)現(xiàn)與主站的連接。主站模塊RIF1769-DPM則通過赫優(yōu)訊公司配置工具SyCon，實(shí)現(xiàn)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)信息的配置，通過配套的診斷電纜，將配置信息保存至板卡Flash中。

2PROFIBUS簡介

    PROFIBUS，是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS傳送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范圍內(nèi)選擇且當(dāng)總線系統(tǒng)啟動時(shí)，所有連接到總線上的裝置應(yīng)該被設(shè)成相同的速度。廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動化。PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。

    Profibus可使分散式數(shù)字化控制器從現(xiàn)場底層到車間級網(wǎng)絡(luò)化，與其他現(xiàn)場總線相比，Profibus的重要優(yōu)點(diǎn)是具有穩(wěn)定的國際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性，它包括了加工制造、過程和數(shù)字自動化等廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)集中控制、分散控制和混合控制三種方式。該系統(tǒng)分為主站和從站：

    主站決定總線的數(shù)據(jù)通信，當(dāng)主站得到總線控制權(quán)（令牌）時(shí)，沒有外界請求也可以主動發(fā)送信息。在Profibus協(xié)議中主站也稱為主動站。

    從站為外圍設(shè)備，典型的從站包括：輸入/輸出裝置、閥門、驅(qū)動器和測量發(fā)射器。它們沒有總線控制權(quán)，僅對接收到的信息給予確認(rèn)或當(dāng)主站發(fā)出請求時(shí)向它發(fā)送信息。從站也稱為被動站。由于從站只需總線協(xié)議的一小部分，所以實(shí)施起來特別經(jīng)濟(jì)。

    PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國際標(biāo)準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（OpenSystemInterconnection-OSI）作為參考模型的。該模型共有七層。

    （1）PROFIBUS－DP：定義了第一．二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種不同PROFIBUS－DP設(shè)備的設(shè)備行為。

    （2）PROFIBUS－FMS：定義了第一．二．七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FieldbusMessageSpecification-FMS）和低層接口(LowerLayerInterface－LLI)。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第二層訪問接口。       （3）PROFIBUS－PA：PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的PROFIBUS－DP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1158－2標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴(kuò)展PA網(wǎng)絡(luò)。

    注：第一層為物理層，第二層為數(shù)據(jù)鏈路層，第三層為網(wǎng)絡(luò)層，第四層為傳輸層，第五層為會話層，第六層為表達(dá)層，第七層為應(yīng)用層。需要注意的是，第三~六層在Profibus中沒有具體應(yīng)用，但是這些層要求的任何重要功能都已經(jīng)集成在低層接口（LLI）中。

3通訊系統(tǒng)的構(gòu)成

    羅克韋爾CompactLogix1769-L35EPLC作為主控制器；西門子公司使用最廣泛的DP從站ET200M系列中的IM153-1作為RIF1769-DPM連接的從站，來實(shí)現(xiàn)通訊。

    系統(tǒng)配置如下圖1：

圖1系統(tǒng)架構(gòu)圖

    在PROFIBUS通訊網(wǎng)絡(luò)中，RIF1769-DPM作為DP主站，地址為1；IM153-1作為DP從站，地址為2，同時(shí)擴(kuò)展了一塊16DI（SM321）和16D0（SM322）模塊以方便觀察數(shù)據(jù)交換；PC機(jī)上運(yùn)行赫優(yōu)訊SYCON.net軟件來完成RIF1769-DPM的通訊組態(tài)。通過RSLogix5000進(jìn)行赫優(yōu)訊RIF1769-DPS模塊的加載，并通過編寫部分程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

4通訊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

    通訊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程，上述已經(jīng)作了簡要的闡述，以下將詳細(xì)分析具體的實(shí)現(xiàn)過程，其中實(shí)現(xiàn)過程大體分為兩部分，包括通過RSLogix5000實(shí)現(xiàn)RIF1769-DPS模塊的加載和配置，以及通過STEP7進(jìn)行PROFIBUS的組網(wǎng)和配置。

    參數(shù)配置:

    CompactLogixL35ECPU參數(shù)配置

    通過RSLogix5000軟件，選擇I/O模塊RIF1769-DPS

    首先啟動RSLogix5000軟件，創(chuàng)建新的工程，選擇I/OConfiguration子菜單CompactBusLocal，右鍵加入新的模塊，從圖3中選擇1769-MODULE。

圖2模塊類型選擇

    2）RIF模塊在RSLogix5000軟件中的組態(tài)

將RIF模塊組態(tài)到AB控制系統(tǒng)中，右擊“CompactBusLocal”選擇“NewModule”，在“Other”列表中，選擇“1769MODULE”，然后根據(jù)DP從站信息配置參數(shù)：“Name”，可以設(shè)為“DPM”；“Description”，可以設(shè)為“1769-DPM”；“CommFormat”，設(shè)置為“Data-INT”；“Slot”，根據(jù)模塊的實(shí)際槽號來設(shè)置；“ConnectionParameters”參數(shù)中，“AssemblyInstance”保持默認(rèn)；“Size”的設(shè)置與sycon.net組態(tài)中RIF模塊的“AddressTable”選項(xiàng)卡中的數(shù)據(jù)長度相一致；此例中RIF1769-DPM，所帶從站，帶“16個(gè)I點(diǎn)，16個(gè)O點(diǎn)”，所以“Input”中設(shè)置為“45”，“Output”中設(shè)置為“9”；“Input”前44個(gè)字節(jié)、“Output”中前8個(gè)字節(jié)，為設(shè)備預(yù)留用于狀態(tài)信息存儲。

5通訊過程

    整個(gè)系統(tǒng)的通訊通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)，在RSLogix5000中定義了輸入、輸出數(shù)組，通過數(shù)組來實(shí)現(xiàn)PROFIBUS設(shè)備與ABPLC進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。首先通過RIF1769-DPS模塊的輸入數(shù)據(jù)更新PROFIBUS設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)，然后根據(jù)讀取設(shè)備及CPU的一些狀態(tài)信息選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，最后是通過OUTPUT數(shù)組來更新PROFIBUS設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)。關(guān)于RIF1769-DPS通訊的功能函數(shù)在我們的范例中都有詳細(xì)說明。

6結(jié)束語

    赫優(yōu)訊RIF網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊，基于PROFIBUS現(xiàn)場總線，擴(kuò)展了羅克韋爾自動化Allen-Bradley系列PLC的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，使其能夠適用于更加復(fù)雜和多元的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。

    本案例中，DP從站選用廣泛使用的西門子公司的ET200從站設(shè)備，對于其他任何支持PROFIBUS總線通訊的從站設(shè)備，都可以進(jìn)行類似的應(yīng)用；此外，RIF的從站接口也可以將AB控制系統(tǒng)作為DP從站，接入PROFIBUS總線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。這將為廣大用戶和系統(tǒng)集成商在開發(fā)控制系統(tǒng)過程中的設(shè)備選型提供更加廣闊的空間。