專利名稱：一種基于profibus的總線實訓裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于信息技術領域，涉及一種基于PROFIBUS的總線實訓裝置。
背景技術：
現(xiàn)場總線是一種應用于生產現(xiàn)場，在現(xiàn)場設備之間、現(xiàn)場設備與控制裝置之間實
行雙向、串行、多節(jié)點通信的通信網絡，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網 絡。PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據通信與控制的現(xiàn)場總線
技術，可實現(xiàn)現(xiàn)場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網絡，從而為實現(xiàn)工 廠綜合自動化和現(xiàn)場設備智能化提供了可行的解決方案。PROFIBUS-DP是一種高速低成本 通信，用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。PORFIBUS-PA，專為過程自動化設計，可使 傳感器和執(zhí)行機構聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。 IEC(International Electrotechnical Commission)61131-3是第一個為工業(yè) 自動化控制系統(tǒng)的軟件設計提供標準化編程語言的國際標準。該標準將現(xiàn)代軟件的概念 和現(xiàn)代軟件工程的機制與傳統(tǒng)的PLC編程語言成功地結合，對各種工業(yè)控制系統(tǒng)的編程語 言、軟件設計的概念和軟件模型等進行了標準化。IEC61131-3標準共規(guī)定了 5種編程語 言(三種圖形化語言和兩種文本化語言)。圖形化語言有梯形圖LD(Ladder Diagram)，功 能塊圖FBD (Function BlockDiagram)，順序功能圖(Sequential Function Chart);文本 化語言有指令表IL (Instruction List)和結構文本ST (Structured Text)。德國3S公司 的CoDeSys軟件是基于IEC61131-3標準定義的自動控制系統(tǒng)的開發(fā)工具，為運動控制器和 PLC組件的編程提供了完整的開發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)的編輯器和調試器建立在高級編程語言的基 礎上，支持IEC61131-3標準中的五種語言，提供了一種自定義的連續(xù)功能圖標(CFC)編程 方法。CoDeSys最大的優(yōu)點在于它把邏輯控制、運動控制和可視化集成于一體，，不需要其他 組態(tài)軟件就可以實現(xiàn)可視化，在CoDeSys中還集成了專門的運動控制仿真功能庫。 現(xiàn)場總線技術的廣泛應用和IEC61131-3標準語言的推廣，提供了一種先進的基 于IEC61131-3語言編程的PROFIBUS現(xiàn)場總線網絡化控制的系統(tǒng)方案。傳統(tǒng)的梯形圖編程 語言具有不支持數(shù)據結構、數(shù)據封裝能力有限、程序執(zhí)行局限、算術操作局限等缺陷，而只 能實現(xiàn)本地編程、控制的方式無法進行遠程監(jiān)控和實驗，并不符合工業(yè)控制系統(tǒng)編程的發(fā) 展趨勢。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種可通過網絡進行配置、編 程、控制的PROFIBUS總線實訓裝置。 為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下 —種基于PROFIBUS的總線實訓裝置，包括路由器、DP總線控制器、DP從站、DP/ASI 耦合器、DP/PA耦合器、FRID讀卡器、DP總線變頻器。PC機與路由器信號連接，路由器一個 輸出端口通過以太網與DP總線控制器輸入端連接，路由器另一個輸出端口通過以太網與觸摸屏連接；DP總線控制器輸出端通過PROFIBUS-DP網絡與DP從站、DP/ASI耦合器、PD/ PA耦合器、RFID讀卡器和DP總線變頻器信號連接；DP/ASI耦合器與ASI輸入輸出模塊信 號連接，PD/PA耦合器與壓力變送器、溫度變送器信號連接。 本實用新型采用的網絡化技術實現(xiàn)了聯(lián)網、通信等功能。同時本實用新型實現(xiàn)了 對現(xiàn)場總線系統(tǒng)高級標準語言的遠程編程，對實驗對象的遠程控制，并通過數(shù)據采集和觸 摸屏監(jiān)控構成全數(shù)字回路，具有控制精度高、實時性強、監(jiān)控界面直觀、可遠程實驗等特點。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步描述。 如圖1所示，一種基于PROFIBUS的總線實訓裝置包括路由器2、DP總線控制器3、 DP從站5、DP/ASI耦合器6、DP/PA耦合器7、FRID讀卡器8、DP總線變頻器9。 PC機1與路 由器2信號連接，路由器2—個輸出端口通過以太網與DP總線控制器3輸入端連接，路由器 2另一個輸出端口通過以太網與觸摸屏4連接；DP總線控制器3輸出端通過PROFIBUS-DP 網絡與DP從站5、 DP/ASI耦合器6、 PD/PA耦合器7、 RFID讀卡器8和DP總線變頻器9信 號連接；DP/ASI耦合器6與ASI輸入輸出模塊10信號連接，PD/PA耦合器7與壓力變送器 11、溫度變送器12信號連接。 DP總線主控制器的型號為WAGO IPC 758-870-000/001，該控制器支持基于 IEC61131-3標準語言編制的CoDeSys軟件對其進行配置和編程。此外，該控制器內嵌WEB 服務程序，可通過網頁瀏覽器訪問該控制器HTML配置頁面。 觸摸屏選用臺灣屏通PV121-TNT型，采用全彩65535色及高亮度12. l寸TFT彩色 液晶，提供擴充接口 ，可擴充客制化定位/溫度/通訊/開關等各式各樣擴充卡使用，標準 配備3個通訊端口，提供RS232/422/485通訊使用，具有高速的以太網絡接口 ，支持遠程上 /下載及聯(lián)機功能，該觸摸屏通過以太網與DP總線主控制器、PC機通信，并通過MODBUS協(xié) 議與DP總線主控制器存儲空間相對應，進行數(shù)據傳遞，達到控制目的，并提供PanelMaster 專用軟件，支持通透式的三方編輯，支持在線模擬方式。 DP從站型號為WAGO 750-833，該DP從站結合了 PROFIBUS總線適配器和PLC功能， 支持插片式控制模塊無工具快速安裝，并帶專用配置編程接口 ，可通過專用數(shù)據線讀取、配 置該從站狀態(tài)。 RFID讀卡器是一種能閱讀RFID標簽中數(shù)據的自動識別設備，具有非接觸式、高速 識別、多對象讀寫、RFID標簽信息儲存量大等優(yōu)點，該RFID讀卡器為德國P+H公司U-P6-B6 型，做為DP總線下的一個子站，帶有完全讀寫功能，每次循環(huán)可傳輸32個字節(jié)，其中14個 字節(jié)留給用戶使用。 DP總線變頻器為西門子匪420系列變頻器，該變頻器由微處理器控制，并采用具 有現(xiàn)代先進技術水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件，具有很高的運行 可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調制的開關頻率是可選的，降低了電動機運行的噪聲。 DP/ASI耦合器采用WAGO 750-655模塊，該模塊可作為AS-Interface主站和現(xiàn)場總線的從站，用于將AS-Interface網絡連接到WAGO-I/O-SYSTEM 750現(xiàn)場總線節(jié)點上。利 用該主站模塊及其它WAGO-I/O-SYSTEM 750系列模塊能夠將AS-Interface從站式子系統(tǒng) 引入各種不同的現(xiàn)場總線系統(tǒng)中。 DP/PA耦合器采用西門子FDC 157-0AC83-0XA0型DP/PA耦合器，該耦合器具有DP 診斷功能，支持45. 45kBaud的所有DP主站上用作單機設備。 ASI輸入輸出模塊為WAGO 751-5701 IP20 4D0/4DI型ASI從站模塊，作為 AS-Interface總線上的從站設備通過DP/ASI耦合器6連接控制器，可以連接標準傳感器和 執(zhí)行器。PA總線壓力變送器11為E+H Cerabar M PMC41型、溫度變送器12為E+H TMT184 型，兩者通過DP/PA耦合器7連接控制器，是現(xiàn)場總線智能變送器，是過程控制中不可缺少 的現(xiàn)場設備。
權利要求一種基于PROFIBUS的總線實訓裝置，包括路由器、DP總線控制器、DP從站、DP/ASI耦合器、DP/PA耦合器、FRID讀卡器、DP總線變頻器，其特征在于PC機與路由器信號連接，路由器一個輸出端口通過以太網與DP總線控制器輸入端連接，路由器另一個輸出端口通過以太網與觸摸屏連接；DP總線控制器輸出端通過PROFIBUS-DP網絡與DP從站、DP/ASI耦合器、PD/PA耦合器、RFID讀卡器和DP總線變頻器信號連接；DP/ASI耦合器與ASI輸入輸出模塊信號連接，PD/PA耦合器與壓力變送器、溫度變送器信號連接。
專利摘要本實用新型涉及一種基于PROFIBUS的總線實訓裝置。傳統(tǒng)總線裝置只能實現(xiàn)本地編程、控制的方式而無法進行遠程監(jiān)控和實驗。本實用新型包括DP總線控制器、DP從站。PC機與路由器信號連接，路由器與DP總線控制器、太網與觸摸屏連接；DP總線控制器與DP從站、DP/ASI耦合器、PD/PA耦合器、RFID讀卡器和DP總線變頻器信號連接；DP/ASI耦合器與ASI輸入輸出模塊信號連接，PD/PA耦合器與壓力變送器、溫度變送器信號連接。本實用新型可實現(xiàn)對實驗對象的遠程控制，并通過數(shù)據采集和觸摸屏監(jiān)控構成全數(shù)字回路，具有控制精度高、實時性強、監(jiān)控界面直觀、可遠程實驗等特點。
文檔編號G05B19/418GK201518101SQ20092019699
公開日2010年6月30日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權日2009年9月18日
發(fā)明者葉曉峰, 孫斌 申請人:中國計量學院