基于WinAC的5611卡主从站Profibus通讯研究

一、引言

Profibus(中国国家标准GB/T20540 -2006 Profibus规范)是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，现已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准。特别是高速的Profibus-DP,通讯速率最快可以达到12Mb/s。可以通过Profibus-DP，可以连接远程IO、执行机构、智能马达控制器、人机界面、阀门定位器、变频器等智能设备，Profibus总线可以连接124个从站设备，传输距离可以达到1200M。

当今竞争日趋激烈的情况下，很多用户都为了节约成本提高生产效率，SIEMENS提供给用户的软件PLC WinAC作为CPU，从站连接各种类型的DP从站分布式设备，从很大程度上可以节约成本、节约安装空间、提高控制效率。

二、方案分析

基于WinAC与SIMATIC S7有一致的代码兼容性，统一的编程环境，生成的程序也可被SIMATIC S7所使用，对外跟Step7一样，有相关的硬件支持可以实现不同的通讯方式，SIEMENS的CP5611卡既可以作为MPI的通讯，也可以作为 Profibus的主站通讯或者从站通讯。这样我们可以借助于WinAC的软件平台，以CP5611作为Profibus的主站，在从站上通过分布式IO 完成Profibus的通讯功能。

鉴于WINCC作为优秀的组态监控软件，外部驱动集成了软件PLC和硬件PLC的通讯接口，对于软件PLC而言，具有与硬件PLC CPU一样的通讯功能，所以上位机的监控软件采用SIMATIC WINCC作为监控和组态软件，实现对现场分布式IO的监控。如图1所示。

图1、Profibus通讯原理图

三、实现方法

1、设计方法

为了实现WinAC与ET200M的通讯，要将CP5611作为主站，ET200M作为从站。设计的通讯网络如图2所示。

图2、基于WinAC的Profibus网络结构

2、软硬件需求

Profibus的主从站通讯必须有相关的硬件和软件才能进行有效的测试。经过分析需求的软件和硬件如下：

1)、Step7 V5.4 编程软件

2)、WinAC V4.1运行软件

3)、WINCC V6.0监控软件

4)、SIMATIC NET V6.2通讯软件

5)、CP5611卡和总线设备

6)、Profibus 从站模块ET200M

7)、IO模块

针对上述的软件和硬件，在计算机上正确安装软件，然后将CP5611卡插入计算机的PCI槽中，将总线设备连接到ET200M上，保证系统的连接正常。

3、配置步骤

当软件和硬件都准备好后，组态一个简单的控制系统，保证Profibus通讯正常，启动WinAC后，简单描述一下配置方法。

第一步，在Step7中插入PC Station，改名为计算机名称，配置WinAC和CP5611，同时配置WINCC Application，如图3所示。

图3、Profibus主站和从站组态图

组态好后编译，在Step7的窗口中可以实现跟普通的PLC同样的方式编程和下载。

第二步，要对SIMATIC NET组态，从计算机的右下角启动SCE，组态SIMATIC NET。在SIMATIC NET中对WinAC组态如图4所示。

图4、SIMATIC NET的WinAC组态

在SIMATIC NET中组态完毕后，在Step7中对SCE进行下载得到的结果和SIMATIC NET运行状态如图5所示。

图5、SIMATIC NET运行状态

到此为止，配置基本结束，还有一下特殊的设置要注意的就是，对外接口要设置成PC internel，还有网络组态等等。网络组态的方式在测试中做描述。

四、测试结果

所有组态配置完成结束，做了相应的下载后，重新启动WinAC，如图6所示。

图6、WinAC的运行画面

从图6可以看出，组态的运行状态是良好的，说明Profibus通讯是正常的，没有任何错误。下面简单介绍一下WinAC与上位机的通讯。

WinAC与上位机WINCC通讯有两种方式，一种是手动连接，另外一种是系统连接。

第一，手动连接，是在WINCC的SOFTPLC中添加连接，然后添加变量即可。

第二，系统连接，在Step7的网络组态中要将WINCC和和WinAC添加S7连接，然后编译上位机与下位机之间的关系，这种方式可以省去创建变量的过程。

两种通讯方式测试的结果如图7所示。

图7、WINCC和WinAC的通讯

五、结束语

结合于Profibus的应用广泛的现成总线，基于PC的自动化系统的WinAC适合大量和快速的数据处理，与控制技术相结合，给Profibus的应用又延伸了一步，主要应用于纺织机械、汽车工业、食品饮料等领域。

作者简介

程高(1981-) 男 工程师 从事控制系统设计与应用