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西门子s7200CPU226中国上海
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西门子s7200CPU226中国上海西门子s7200CPU226中国上海
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3.3 硬件组态
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通过Profibus-DP网连接,整个系统构成了一个全数字、***络化系统,成为能完成组态、运行、操作等功能的完整的控制网络系统。预处理区系统的硬件组态如图2所示。
预处理区系统PLC主站由一块电源模块PS 407 10A、一块CPU模块 416-2 DP、6块DP通讯模块CP 443-5、1块以太网通讯模块CP 443-1、一块数字量输入模板和一块数字量输出模板组成。结合图1和图2可以看出,磁盘上料和抛丸机通过地址是8和6的两块DP/DP COUPLER与预处理区系统通讯,在此系统中直接挂在416-2 CPU自带的DP端口;系统中所有设备的变频器挂在***块CP 443-5模块;与三号热处理炉通讯的DP/DP COUPLER和ET200站RIO05挂在***块CP 443-5模块;ET200站RIO04和6个编码器挂在第三块CP 443-5模块;H7系统的EM277、ET200站RIO01、ET200站RIO02和7个编码器挂在第四块CP 443-5模块;ET200站RIO03、ET200站RIO06、ET200站RIO02和2个编码器挂在第五块CP 443-5模块;与一号热处理炉通讯的DP/DP COUPLER挂在第六块CP 443-5模块。在S7-400中,不需要为现场总线编写通讯程序,只要通过STEP 7软件包对DP主站和所有DP从站进行硬件组态,统一分配地址即可[3]。由于在上述硬件组态过程中已经解决了网络的通讯问题,所以在编程时无须考虑通讯 问题,只要像对一台PLC那样对所有I／O地址编程即可。由此可见使用PROFIBUS—DP现场总线具有“硬件分散,软件集中”的特点。
3.4 Profibus的故障诊断
Profibus是一种抗干扰性比较强的现场总线,但不时还会发生一些故障。在处理故障的过程中我们发现,造成Profibus通讯出现故障的原因,80％都是最简单的原因,比如:现场没有接地处理、布线时与动力电缆没有分开等等。
现场诊断一般会使用到BT200和示波器等设备。BT200是西门子的提供的Profibus网络诊断设备,可以进行网络距离检测,网络连接的质量的检查(比如断线、短路等等);而示波器常常用于检测Profibus通讯的波形[4]。
STEP7等编程工具也可以做为网络诊断的一种工具。在STEP7软件中,提供了“在线诊断”的功能,可以实时的对Profibus网络进行最直接的诊 断。比如:哪些从站出现故障,可在STEP7的诊断缓冲区中直接得到故障信息。STEP7还提供了一些Profibus的诊断功能块,比如 FB125/FC125等,方便用户通过编程的方式在程序运行中诊断ProfibusS网络中出现的故障,同时可将故障信息直接显示在上位机画面上。
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4 结束语
本系统在试运行后,运行安全、稳定、可靠,能够满足莱钢宽厚板热处理生产所需的各项工艺技术指标,系统采用Profibus-DP现场总线方式,PLC通 过DP线连接各个ET200站和现场设备,减少了现场电缆的数量和接线工作量,降低了系统故障率。由于所有的测控信息通过总线通信来实现,全数字通信取代 了模拟信号的传输,提高了系统的控制精度,取得了比较明显的经济效益和社会效益。
5保养编辑设备定期测试、调整
（1） 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接；
（2） 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压；
设备定期清扫
（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；
（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网；
检修前准备
（1） 检修前准备好工具；
（2） 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电准备工作；
（3） 检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌；
设备拆装顺序及方法
（1） 停机检修，必须两个人以上监护操作；
（2） 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置；
（3） 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；
（4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下；西门子s7200CPU226中国上海
（5） CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；
（6） 安装时以相反顺序进行；
检修工艺及技术要求
（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的万能表测量
（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；
（3） 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能***数据不混乱；
（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM内容将丢失；
（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；
（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；
（7） 更换元件不得带电操作；
（8） 检修后模板安装一定要安插到位通过事先设置验收码和验收屏蔽码可以控制智能节点从总线上接收哪些数据或命令。如果某些数据需要进一步复杂的处理(如动态显示)，则上位计算机可以 从总线上接收数据。当上位机需要对某个节点施加控制动作时，可以采用点对点方式与该节点通讯，而当它要同时对所有节点施加控制动作时，可以采用广播方式将 命令发送到总线。这样当系统正常运行时完全可以没有上位机的参与，大大减少了数据的传输量，同时提高了系统的实时性和可靠性。
柴油发动机测试系统的硬件设计主要涉及上位机中的PC-CAN适配卡以及下位机CAN智能节点。这里重点分析CAN智能节点的结构组成。
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在图2CAN智能节点中，核心器件是CAN总线控制器SJA1000、CAN总线驱动器82C250以及单片机AT89C51。AT89C51主要有 两方面的任务：一是负责对CAN控制器SJA1000的初始化，并通过控制SJA1000实现数据的接收和发送等通信任务;二是负责对现场信号的采集以及 对现场设备的控制。
SJA1000是Philips公司的CAN控制器，它实现了CAN总线网络中的数据链路层和物理层功能，通过对其编程，微处理器可以设置它的工作方 式，控制它的工作状态，进行数据的发送和接收，把应用层建立在它的基础之上。在本设计中，为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，采用SJA1000的具有 光电隔离的CAN总线接口。SJA1000的发送输出端TX0与接收输入端RX0、RX1分别经高速集成光电耦合器6N137隔离后与CAN总线接口驱动 芯片82C250的TXD和RXD相连，82C250则直接与CAN物理总线相连。
上位机监控软件采用组态软件进行开发。组态软件作为用户可定制功能的软件平台工具，是随着分布式控制系统及计算机控制技术的日趋成熟而发展起来的
当前，随着现场总线技术的逐步推广，现场总线和开放系统已成为组态软件成长所依赖的外部环境，这使得组态软件更易于与众多的输入/输出设备连接，从而促进 了组态软件在现场总线控制系统中的应用。通过对现有组态软件性能及价格的比较，同时结合本技改项目的实际需要，选择国产"世纪星"组态软件来开发CAN总 线系统的监控程序。为了将上位机人机界面程序与下位机数据采集与交换程序有机地结合起来，我们把临控程序分成两部分，即：将服务器-客户机结构应用到CAN总线控制系统的组态软件设计中，实现以人机界面程序作为客户机端程序，以与硬件进行数据交换的程序作为服务器端程序。
(2) 下位机软件：
每个柴油发动机试车台作为CAN总线的一个智能节点，通过CAN通信接口将各试车台的检测状态和控制结果等信息向上位机传送，并随时准备接收上位机的 控制指令。下位机控制程序采用模块化编程，包括CAN总线通信管理模块、柴油发动机运行状态监控模块、A/D巡检采样及数据转存模块、I/O开关量信号处 理模块等。其中，CAN节点通信模块部分至关重要，它关系到整个分布式控制网络能否正常工作。CAN节点通信模块由CAN初始化子程序、CAN中断程序和 CAN数据收发子程序组成，如图4所示。
4. 结束语
本论文的研究内容在围产135系列柴油发动机的试车台上已经过试验并运行良好，实践表明：基于CAN总线的分布式测试系统稳定可靠，具有配置灵活简 单、成本低、可靠性高、抗干扰能力强和可扩充性好等优点，可以对柴油机的测试过程进行全面监控，大大减少了测试时间，改善了监控工作条件，提高了对设备的 科学化管理，对某些故障还能够及早发现，防止滞后处理所造成的损失。
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