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网络与现场总线课程设计 ——基于 PROFIBUS-DP 的远程搅拌罐控制系统设计 2010.12.31 一、设计任务 1.1 系统介绍 图1.1 设计任务中的网络结构图 控制系统的网络结构如图 1.1 所示。现场控制层是一个工业现场总线PROFIBUS 网。SIEMENS 的可编程序控制器S7-300，CPU 为314C-2DP （订货号6ES7 314-6CF02-0AB0 ）与2 台SIEMENS MM440 变频器进行主从通信，实现搅拌罐的PLC 第 1 页 共 77 页 本地控制。管理层是具有以太网连接的PC 机，在这台PC 上运行网络服务器（Server ） 软件，通过以太网与客户端进行通信。在网络服务器主机的PCI 总线插槽上内置 CP5611，用SIEMENS 内部的多机接口协议MPI 实现与SIEMENS 的可编程控制器 S7-300 连接。在内置CP5611 的网络服务器上分别装有SIEMENS 的工控软件平台 STEP 7 （v5.4sp 1）和三维力控的组态软件Forecontrol (V6.1sp3) 。在工控软件STEP 7 平台上实现对SIEMENS 的可编程序控制器S7-300 及其通过工业现场总线PROFIBUS 连接的2 台SIEMENS MM440 变频器进行系统设置、软件编程和系统调试。在组态软 件 Forecontrol V6.1 平台上，根据控制系统的工艺流程，完成上位监控软件的设计、编 写和调试，并实现上位机的远程控制。 在管理层上，把上位主机作为C/S 方式的服务器 （Sever ），并通过以太网实现客户 机（Client ）的C/S 方式访问。进一步还可以实现 Intenet 网上的B/S 方式的网络通信 和控制。 1.2 实施方式 学生独立完成，承担系统设计、系统分析、组态软件的学习与编程、网络系统调试 等任务，要求提供最终的解决程序（验收）和相关文件，并以报告论文方式说明实现的 思路及工程应用前景。 （1）学习Forecontrol V6.1 软件的使用。（2010 年 10 月集中讲4 小时） （2 ）设计并完成客户端组态软件的实际工艺流程界面界面的初步编程。（2010 年 12 月底前完成） （3 ）熟悉服务器端通信参数的要求，完成C/S 的网络控制。（2010 年 12 月31 日） （4 ）完成C/S 的网络控制。 （2011 年 1 月3 日前） （5 ）完成整个系统的软件调试及最后联机调试（实验验收），并撰写设计报告。 （分9 组，每组32 人，每组4 小时，安排1 月4 日、1 月5 日、1 月6 日，每天三个时间段） 第 2 页 共 77 页 1.3 设计内容 （1）被控对象 S7 －300 （CPU314C ）与两台变频器连接，构成搅拌罐控制系统。它分为本地控 制和远程控制。 （a ）本地控制－在搅拌罐旁边控制柜上通过控制按钮实现控制工艺。此时 “远程 控制/本地控制”选择开关 I0.0 选择 “0”，表示控制系统处于“本地控制”状态。 (b）远程控制—距离搅拌罐有几百米——几千米，通过与搅拌罐本地控制柜中控制 器相联的上位监控计算机监控界面对搅拌罐进行控制。此时，“远程控制/本地控制”选 择开关 I0.0 选择 “1”，表示控制系统处于“远程控制”状态。 系统运行状态显示为Q124.0 。泵A为通过现场总线Profibus-DP实现MM440变频器 控制的三相异步电动机，它的状态显示为Q124.1 ；泵B为通过现场总线Profibus-DP实现 MM440变频器控制的三相异步电动机，它的状态显示为Q124.2 ；搅拌机为三相异步电 动机, 状态位为Q124.3 ；排料阀C状态位为Q124.4，是常闭型开关电磁阀。本地启动按 钮为I0.1、本地停止按钮为I0.2，均为不带锁的主令按键。传感器L（I0.3）、传感器H（I0.4）、 传感器A （I0.5）分别为低液位传感器、高液位传感器、报警液位传感器。