为了构建 PROFIBUS DP 网络，提供有不同类型的电缆，可满足不同类型应用的要求。一般地，应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息，请参见 PROFIBUS 网络手册。

UL 认证

用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。

Ex认证

用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”（本质安全）

西门子PLC在位置控制器应用设计

 对于由伺服电机带动的旋转物体进行位置控制，通常采用套轴式的电磁旋转变压器加复杂的处理电路来实现角度的编码，再由角度编码进行位置的闭环控制。上述的位置控制多用于测角精度要求高的场合中，设备构成复杂、成本较高。在某些实际应用中，需要进行较为简单的位置定位。比如在一个由伺服电机带动的机械机构需要在360°的旋转范围内进行4个或多个档位的定位，实际应用中像建筑行业中控制阀门的大小来对给水量、水泥量、沙石量进行控制或军工工程控制，这样的定位控制精度要求不高，采用上述的方法进行位置控制显然不够经济，成本过高。

    PLC(Programmable Logic Controller)在工业控制中应用广泛。其高可靠性、高稳定性、友好的编程环境以及辅以触摸式人机界面，使得各种工业控制更方便直观、经济可靠。这里主要阐述了基于S7-200PLC实现位置控制方法。

1 系统硬件设计

    该系统是以PLC控制器为核心的位置控制系统，包含伺服电机、光电编码器、操作及显示屏、上位计算机、伺服电机控制电路和状态返回电路。其硬件总体结构框图如图1所示。

 

图1 系统硬件总体结构框图

    1．1 S7-200 PLC

    该系统设计核心部件采用西门子S7-200系列的PLC，该系列PLC功能丰富，具有多种功能模块，可方便通过人机界面对设备进行操作和监视其状态，高版本的PLC主机拥有2个通讯端口，在使用人机界面对设备进行操作的同时还可通过RS-485接口和计算机实现逻辑运算及状态管理，对设备进行远程控制和监视。该系统使用S7-200 PLC的一个重要的功能：高速可逆计数。光电编码器和伺服电机同轴连接，伺服电机旋转带动光电编码器产生连续的脉冲串，PLC通过输入点读取光电编码器产生的脉冲，实现高速可逆计数。例如设置高、中、低3个给水量档位并进行控制。在调试阶段应先驱动伺服电机进行3个给水量的位置标定，也就是说，高、中、低3个档位分别对应唯一的脉冲数。应该注意的是，由于采用的是增量式光电编码器，也就是说，当编码器掉电后并不能将当前的脉冲数保存。所以在旋转机构上还要设置2个限位开关，一来保护机械结构；二来把逆向的限位开关的位置定为零位，这样相对于这个零位的高、中、低3个给水档位从光电编码器读到的脉冲数即为这3个档位的位置。这3个位置可通过PLC编程对其控制。图2给出S7-200 PLC高速可逆计数器的时序图。

图2 S7 -200 PLC告诉计数器时序图

    1．2 光电编码器

    光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90°的两路脉冲信号。图3为在实际项目中采用光电编码器的时序图，从图中可以看出此光电编码器的相位判断角度为90°±45°；另外图中标识的CW(顺时针)和CCW(逆时针)可以根据实际应用在PLC程序中自行定义。图4为在实际项目中采用光电编码器的内部电路和外部引线图。

2 系统软件设计

    2．1 设计要点

    该系统软件设计的重点为：1)准确配置高速计数器；2)位置控制器的允差设计，允差的选择应尽量小以提高伺服系统的控制精度，在满足系统定位精度的前提下，允差的设计上还需要考虑于机械结构定位的分辨率，以免设置值过小机械结构控制不到位而引起驱动电机反复转动调节，往往需要现场标定；3)初始位置的精确标定，需要注意的是初次标定各档位位置时应使用手动控制方式，并且要将机械限位开关状态接入PLC。由于采用增量式光电编码器，计数器当前值要存在PLC的掉电可保存寄存器MDl4中。

    2．2 程序设计

    在程序中首先需要将高速计数器配置为A／B相正交输入，4倍计数速率，增计数，并使能高速计数器，然后将标定好的各档位位置填入相应的地址中，并且设置允差为两个脉冲，也就是说各档位的脉冲数加减2即为相应的到位。伺服系统传动装置的间隙是多样性的，并且对伺服控制的性能有影响，设置允差的目的是为了消除由于伺服传动间隙引起的系统不稳定，从而准确定位。位置定位程序的流程如图5所示。

 

   在程序设计时除顺、逆限位和顺转、逆转的互锁程序外，重点在于如何用PLC实现多点重复定位。主要设计程序如下：

 

图3 光电编码时序图

图4 光电码盘的内部电路和外部引线

3 工程应用情况

    这种设计方法被利用在某军用雷达工程的衰减器控制的4位置定位系统中，系统要求驱动机械部件在0°～360°内的4个位置往返定位，定位精度要求O．1°。在具体的设计中驱动电机选用型号为55TYD02的交流电机，编码机构选用型号为OMRON E6B2的相对式光电码盘。位置的行程范围360°对应于8 400个脉冲，则使用S7-200 PLC高速计数器读入的位置分辨率为360°／8400=0．043°；根据机械结构实际标定位置允差值设置为2个脉冲，此定位系统的控制精度可达到0．86°，满足系统定位精度0．1°的要求，电机正向或反向运转一次到位，快速准确。

4 结束语

    PLC适用于比较恶劣的工业环境，通过其通讯口和上位计算机实现通讯，可以使操作人员在安全的环境下实现远程控制；光电编码器构造原理简单，机械寿命可达几万小时以上，抗干扰能力强。由两者为核心构成的硬件电路实现位置控制方法适用于具有多个设置点重复定位的机械旋转控制设备，完全满足一般的工业控制要求。这种设计原理清晰、硬件需求明确、易于实现、调试维护方便，具有很好实用和适用性。上述的位置控制方法已经应用于某军用雷达工程的衰减器控制中，其控制精度可达到0．86°，满足系统定位精度0．1°的要求，设备运行稳定可靠，效果良好。

西门子S7-300plc和紫金桥软件的通讯

S7-300系列作为西门子的中型PLC在国内拥有众多的用户，紫金桥软件也是国内非常优秀的组态软件在国内各个领域应用的非常广泛。S7-300 PLC与紫金桥软件有几种常用的通讯接口:①多点接口(MPI)。②PROFIBUS-DP 接口。③工业以太网接口。紫金桥软件提供MPI驱动可直接与MPI接口通讯,而要实现与PROFIBUS-DP及工业以太网接口的通讯则通过OPC方式。接下来详细介绍这两种通讯方式。

1、紫金桥软件与S7-300的MPI通讯方式

MPI(Multi-Point)为多主站的通讯方式。在西门子公司的可编程控制器S7-300集成有MPI口，可与PC机、S7-200建立小型的MPI网。由于S7-300可以作为MPI从站，所以装有紫金桥的PC机与S7-300仍为主/从协议。PC机通过MPI卡(如CP5611通讯卡)接入MPI网中作为主站。

图1 PC 与PLC 的连接方式

还要安装通信软件PRODAVE 和编程用的PC/MPI 适配器，通过PLC的MPI 编程接口，实现计算机与S7-300/400 的通信。首先将CP5611通讯卡安装在PC机中，并根据硬件安装向导安装卡的驱动程序，用PC-MPI通讯电缆将CP5611卡与MPI通讯口相连，CP5611作为主站。然后安装PRODAVE S7，运行PG/PC-interface parameterisation，对通信参数进行配置。

（1）在桌面执行菜单命令“开始→程序→PRODAVE_S7→PG-PC Interface”，打开接口参数设置对话框。

图2 PG/PC 接口设置

（2）选中接口参数配置列表框中的“PC Adapter(MPI)”，在上面的“Access Point of the Application（应用程序访问点）”列表框内选择“S7ONLINE(STEP 7)”。点击“Properties...”（属性）按钮，打开属性对话框。将“MPI”栏中的“Transmission Rate”（波特率）设置为187.5 kbit/s，其他参数可以采用默认的设置。在“Local Connection”选项卡的“COM Port”选择框中设置实际使用的PC 串口的编号，波特率可以设置为19.2kbit/s。

然后对紫金桥软件MPI通讯的设置进行介绍，首先进入紫金桥开发环境建立设备，点开左侧“数据库”标签“设备驱动”->“PLC”->“siemens”->“S7-300/400(MPI)”对话框，在其中对S7-300设备MPI地址和槽号参数进行设置。S7-300设备的出厂设置是：MPI地址为2，槽号为2。接下来进入紫金桥点组态数据库进行点组态，也就是我们要获取哪些S7-300的监视量和控制量，并与S7-300设备实际地址进行外部连接。最后在画面上就可以应用这些点来显示生产的过程。这样紫金桥软件就可以与S7-300/400 MPI 编程接口通信了。

2、紫金桥软件与S7-300的Profibus-DP及工业以太网通讯方式

   Profibus-DP是用于分布式的I/O设备高速通信的一种协议，该协议定义了主站和从站，支持单主或多主系统，各主站间为令牌传递，主站与从站间为主/从传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。

   S7-300可作为Profibus-DP从站。使用Profibus-DP协议方式S7-300和紫金桥通讯时，需要通过OPC方式来实现，西门子提供OPC Server，紫金桥可作为OPC Client进行数据通讯。另外紫金桥与S7-300的工业以太网通讯也可通过OPC方式来实现。

具体Profibus-DP和工业以太网通讯方式配置过程为:

(1)将CP5611通讯卡安装在PC机中，并根据硬件安装向导安装卡的驱动程序，用Profibus-DP通讯电缆将CP5611卡与S7-300Profibus-DP通讯口相连，CP5611作为DP主站；以太网方式通讯则在S7-300上加装以太网通讯模块，在PC机一侧使用普通网卡或西门子专用网卡都可以，但普通网卡不能完成双机热备的通讯。

(2) 在PC机上安装Simatic net 6.4软件，它用于实现OPC功能。软件安装后，首先选择SIMATIC NET→Settings→Configuration Console，在PC Station中添加OPC Server程序及CP5611通讯卡;然后使用SIMATIC NET→Settings→Commissioning Wizard→PC Station Wizard创建项目和虚拟PC Station;在PC Station中设置CP5611卡的地址和通讯波特率及协议模式，此处我们将CP5611卡的地址设为1，通讯波特率设为1.5M，协议选择DP，并将CP5611卡操作模式选择设为DP Master;在HW Config窗口的DP Master 总线上添加S7-300 CPU模块作为DP从站，设置其地址为2，并建立数据交换区，可根据实际需要选择交换区大小;在SET PG/PC Interface设置为S7ONLINE(STEP 7)→PC internal(local), CP_L2_1:→CP5611(PROFIBUS);然后将以上配置信息下载到虚拟PC站中；以太网方式通讯则选择相应参数。

(3) 通过西门子提供的OPC Server程序读写PLC中的的数据。用鼠标点击SIMATIC NET→Profibus→Softnet Profibus→OPC Scout"，进入OPC Server的项目配置环境;在OPC Server中用鼠标双击"OPC.SimaticNet"，新建一个组名，双击创建的组则可打开"OPC-Navigator"，此时可看到在配置网络过程中选择的协议;双击“DP”项，在OPC中作相应的定义。定义完毕后，运行OPC Server程序，则可通过Profibus-DP总线协议和PLC建立连接。以太网方式通讯则选择相应参数。

(4) 用紫金桥OPC Client读取OPC Server中的数据。紫金桥软件和OPC软件连接大概分3部分，第一步建立OPC CLIENT客户端设备，第二部在紫金桥数据库里建点与外部连接，第三部建立一些监控画面，把数据库里的过程数据呈现出来。在紫金桥中建立一种OPC IO设备，选择OPC.SimaticNET建立OPC服务器，定义OPC通讯参数。在建立完OPC（Client）设备定义后，就可以进行数据IO连接定义了。在数据库组态导航器上双击“点组态”节点项，打开数据点组态管理界面。数据库点可直接引用OPC中所定义的所有变量元素;在制作好的画面上建立变量的连接并运行紫金桥，则紫金桥可通过OPC与S7-300通信。

(5) 紫金桥软件也提供S7 NET驱动可直接与西门子OPC Server通讯。

西门子PLC有没有在装载程序存储器里是否可以还原以前的程序？

我们原来的程序下载至S7-300里，之后程序被别人修改了，听说有一种可以让原来的程序还原的功能，不知是真是假？还可以查到何时被别人修改，这功能大家有无用过？

答：1、听说有一种可以让原来的程序还原的功能
应该还没有
2、可以查到何时被别人修改，这功能大家有无用过？ 
可以通过查看程序——块——详细资料——上一次修改，看到最后一次保存的时间。