Profibus在水電站狀態監測中的應用
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上位機監控程序設計
上位機是指人可以直接發出操控命令的計算機，一般是PC,屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。下位機是直接控制設備獲取設備狀況的計算機，一般是PLC/單片機之類的。上位機發出的命令首先給下位機，下位機再根據此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態數據（一般為模擬量），轉換成數字信號反饋給上位機。簡言之如此，實際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機都需要編程，都有專門的開發系統。
本文利用監控組態軟件開發上位機監控程序，監控組態軟件是面向監控和數據采集的軟件平臺工具，本系統選用西門子公司的WINCC組態軟件來完成監控畫面的組態，數據庫的建立以及生產報表的形成，系統用戶管理等。
（1）監控界面開發
本系統開發的人機界面主要有以下幾部分。l、水電廠實際運行主界面：根據運行現場的實際，動態顯示水電廠實際運行隋況。2、監控界面：根據生產要求，組態監控界面，包括運行方式、溫度和壓力的越限報警、導葉開度、閥門開度、有功、無功、水頭等。3、報表生成以及數據查詢界面：根據要求，自動生成生產報表，包括值班報表、日報表、月報表，輸出查詢主要設置按時間隨機查詢任何一個時間段內的運行數據。
（2）數據庫的建立和用戶管理
實時數據庫是本系統的核心，也是應用系統的數據處理中心，系統各部分均以實時數據庫為數據公用區，進行數據交換、數據處理和實現數據的可視化處理。數據庫的建立主要包括數據對象的建立和數據對象屬性設置兩部分；用戶管理主要用于設置系統的操作權限，因此對系統的操作權限提出了較高的要求，操作權限分工程師和操作員等級別，系統啟動和退出、運行參數的給定等必須具有相應的操作權限。
PLC軟件設計
PLC 可編程邏輯控制器，一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分。
本系統采用SIMATICS7-300的配套編程工具STEP7完成硬件組態、參數設置、PLC程序編制、測試、調試和文檔處理。
（1）網絡硬件組態
本監控系統是基于Profibus-DP的一個通信網絡，在STEP7中，必須進行硬件網絡組態。如本系統的兩個SIMATIC 300站，兩個SIMATIC PC Station,還要插入對象Profibus-DP,對于每個不同的對象，可以打開本對象的屙陛對話框，設置相應的屬性。對于每個對象，還必須進行硬件組態，如SIMATIC 300的機架、CPU模塊、電源模塊和輸入輸出模塊（I/O）等；
（2）PLC控制程序設計
通常，用戶程序由組織塊（OB）、功能塊和數據構成。其中，OB是系統操作程序與應用程序在各種條件下的接口界面，用于控制程序的運行，FB、FC是用戶子程序，DB是用戶定義的用于存取數據的存儲區，本系統中它是上位機監控軟件與STEP7程序的數據接口點。
基于$7-300 PLC的編程軟件STEP7是利用模塊化程序設計方法，由于其中許多模塊功能相近，只是參數不同，實現了代碼重用，大大簡化了軟件的開發和維護。
通信程序的設計
通信程序主要包括上位機和PLC之間的通信，PLC對被控對象的控制程序，上位機和遠程調試的通信三個方面。
（1）上位機和PLC之間的通信
根據前面的硬件設計，上位機和PLC之間通過網卡CP5613進行通信，因此在WINCC軟件設計中，進行設備組態。從設備箱中選擇相應的設備，進行屬性設置，主要包括基本屬性、通道連接、設備調試、數據處理四個屬性頁，編寫響應的腳本程序，實現上位機和PLC之間的通信。
（2）PLC對被控對象的控制程序
為了實現對被控對象的控制，必須對PLC編寫相應的控制程序，實現PLC和被控對象之間的數據傳輸，在STEP7中完成硬件網絡組態，為被控對象分配網絡地址；在組織塊OB中選用SFC14"DPRD-DAT"系統功能塊，編寫程序，實現PLC對被控對象數據的讀取；通過調用SFC15"DPWR-DAT"系統功能塊實現向與被控對象相應的模塊寫數據。
（3）上位機和遠程調度的通信
為了把機組的實際隋況及時傳送到遠程調試部門，以及把遠程調度的命令及時傳送到上位機，需要將t位機和遠程調度聯系起來。本系統中采用工業以太網來實現上位機和遠程調度間的通[4].
目前，PROFIBUS現場總線技術以它先進的技術優勢，得到了廣泛地應用，本文就是對現場總線技術使用的嘗試。在系統軟件設計中，利用了當前比較流行的監控組態軟件WINCC進行上位機監控系統設計，大大節省了系統的開發時間，提高了系統的可靠性、通用性及可擴充性，大大簡化了軟件的開發和維護工作。通過Profibus-DP總線，主站與從站機（機組控制系統）構成了一個結構簡單、應用靈活的工業控制網絡。本系統具有較高的性能價格比，并能根據實際要求進行擴充。
關鍵詞：
Profibus水電站狀態監
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