基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统

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（驱动程序映象表在系统运行时实际上是一块内存区），FIX的内部数据库（PDB）通过SAC程序从DIT表中获取它所需的数据，应用软件（如FIX的画面运行程序、报表生成程序等）
　　
　　
　　
　　都通过内部数据库访问软件从FIX内部数据库中获取来自过程硬件的信息，这样就可以实现工业流程画面上动态地显示现场各过程硬件的运行状态，数据也可以按相应的顺序写回现场过程硬件，执行控制操作。相应的数据采集流程如图4所示。

《基于Profibus现场总线的煤矿井下胶带监控系统(第3页)》