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系统配置及通讯协议
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系统配置
该系统以西门子公司和ABB公司的相关产品来实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通讯及控制原理。附为该系统的Profibus-DP网的网络配置，其中PLC为西门子公司的SIMATIC S--DP，变频器为ACS00系列，NPBA-为与变频器配套的通讯适配器。编程软件为STEP V软件，用于对S-00 PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通讯配置。上位机画面操作采用WinCC进行画面编程和操作，与PLC通讯采用以太网通讯方式。
附 系统网络配置
通讯协议
在本系统中，S-00 PLC作为主站，变频器作为从站时，主站向变频器传送运行指令，同时接受变频器反馈的运行状态及故障报警状态的信号。变频器与NPBA-通讯适配器模块相连，接入Profibus-DP网中作为从站，接受从主站SIMATIC S--DP来的控制。NPBA-通讯适配器模块将从Profibus-DP网中接收到的过程数据存入双向RAM中，的每一个字都被编址，在变频器端的双向RAM可通过被编址参数排序，向变频器写入控制字设置值或读出实际值诊断信息等参量。
变频器现场总线控制系统若从软件角度看，其核心内容是现场总线的通讯协议。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头网络数据和协议层。网络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码;过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些数据值，如频率给定值速度反馈值电流反馈值等。Profibus-DP共有两类型的网络PP一类是无PKW而有个字或个字的PZD;另一类是有PKW且还有个字个字或0个字的PZD。将网络数据这样分类定义的目的，是为了完成不同的任务，即PKW的传输与PZD的传输互不影响，均各自独立工作，从而使变频器能够按照上一级自动化系统的指令运行。
STEP项目系统组态及通讯编程
使用STEPV组态软件，进入Hardware Configure完成S-00 PLC硬件组态;
选定S--DP为主站系统，将NPBA-的GSD设备数据库文件导入STEP的编程环境中，软件组态NPBA-到以S--DP为主站的DP网上，并选定使用的PPO类型，本设计使用PPO，设定站点网络地址。在变频传动装置Profibus的结构中，ABB变频器使用Profibus-DP通信模块NPBA-进行数据传输，主要是周期性的:主机从从站读取输入信息并把输出信息反送给从站，因此需要在PLC主程序中调用两个系统功能块SFC和SFC来读写这些数据，实现到变频器的通信控制;
在主PLC程序中建立一个数据块，用于于变频器的数据通信;建立一变量表，用于观测实时通讯效果。
变频器运行设置
变频器与PLC应用Profibus-DP现场总线连成网络后，除在PLC自动化系统中进行编程外，在每个变频器上也要进行适当的参数设置。
通讯电缆联接后，启动变频器，完成对变频器通讯参数的
基本设置。
0—模块类型，本参数显示由传动装置探测到的模块型号。其参数值用户不可调整。如果本参数没有定义，则不能在模块与传动之间建立通讯。
0—本参数选择通讯协议，“0”为选择Profibus-DP通讯协议。
0—本参数为Profibus连接选择的PPO类型，“”为PPO，但变频器上的PPO类型应与PLC上组态的PPO类型一致。
0—本参数用于定义设备地址号，即变频器的站点地址，在Profibus连路上的每一台设备都必须有一个单独的地址。本次设计中两台变频器分别为号站。[]
过程参数的连接
过程参数互联完成NPBA-双端口RAM连接器与变频器相应参数的定义和连接，包括主站PLC到变频器的连接和变频器到主站PLC的连接两部分。在变频器上设定下列连接参数。
从PLC发送到传动装置变频器的PZD值
l PZD—控制字，如变频器的启动使能停止急停等控制命令;
l PZD—变频器的频率设定值。
从传动装置变频器发送到PLC的PZD值
l PZD—状态字,如报警故障等变频器运行状态;
l PZD—变频器的速度实际值电流实际值等。
结束语
变频器控制系统采用了Profibus-DP现场总线控制模式后，不但整个系统可靠性强，操作简便，而且可根据工艺需要进行灵活的功能修改。该系统在济钢鲍德彩板有限公司应用以后，运行效果良好，为今后总公司的自动化设备不同厂家的网络通讯提供了一个成功典范。
随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效*保*系统可靠运行。
电磁干扰源及对系统的干扰
影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声浪涌噪声高频振荡噪声等；按噪声的波形性质不同，分为持续噪声偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态同方向电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达0V 以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏这就是一些系统I/O 模件损坏率较高的原因，这种共模干扰可为直流亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢
来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场EMI主要是由电力网络电气设备的暂态过程雷电无线电广播电视雷达高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC 系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC 内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC 通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
来自系统外引线的干扰
主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。
来自电源的干扰
实践证明，因电源引入的干扰造成PLC 控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC 电源，问题才得到解决。
PLC 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，
将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌大型电力设备起停交直流转动装置引起的谐波电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC 电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。
来自信号线引入的干扰
与PLC 控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化误动和死机。PLC 控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。
来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性EMC的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC 系统将无法正常工作。PLC 控制系统的地线包括系统地屏蔽地交流地和保护地等。接地系统混乱对 PLC 系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端AB都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。
此外，屏蔽层接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC 内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC 工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC 的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
来自PLC 系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路
互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC 制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
怎样才能更好更简单解决PLC系统干扰
选用隔离性能较好的设备选用优良的电源动力线和信号线走线要更加合理等等，能解决干扰，但是比较烦琐不易操作而且成本较高。
利用信号隔离器这种产品解决干扰问题。只要在有干扰的地方，输入端和输出端中间加上这种产品，就可有效解决干扰问题。
为什么解决PLC系统干扰选信号隔离器呢
使用简单方便可靠，成本低廉。
可大量减轻设计人员系统调试人员工作量，即使复杂的系统在普通的设计人员手里，也会变的非常简单可靠。
信号隔离器工作原理是什么
首先将PLC接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。*保*变换后的信号电源地之间绝对独立。
现在市场有那么多品牌的隔离器，价格参差不齐，该怎么选择呢
ACS880-01-04A0-3 ASD-B1021-A PST-SV13 BB-M802P-C21S12 TOHO东邦 TM-107 EE-674A PFXGE4401WAD MR-J2S-70B-EE006 FL2-4T7R MSMA042A1H OMRON PLC CPM2AE-60CDR-A
ACS510-01-031A-4 ECMA-E31315PS GM3-B08M SGMAH-A5B1A-YB21 BB-M802P-C11S12 FR-F520J-0.75K GL-RB01 EE-SPY311 GP477R-EG41-24VP HC-SWS301K-S1 FL2-7D6S MSMA013A1A MHME352GCH ASDABPW0115 富士 FR2000-CZB V8 V10
ACS150-01E-04A7-2 SGMGV-20ADA61 GM3-B04E SGMAH-A5A1A-YR51 FQ60-L22MP-P31S8 6ES5942-7UB11 EH-BS5A EE-SPY312 FP2500-T12 FX0N-40MT 山武 SDC10温控仪 温控表 MSMA023A1A MHME352GCS ASDABPW0120 电梯门机变频器 VF-7F
ACS880-01-072A-3 ECMA-C10602PS GM3-B06E SGMAH-01A1A2S BFB-M1202A-V24P2 DOP-AE10THTD1 EH-XD64 EE-SPY411 GP2600/GP2601/GP2500 GP2501-TC41/SC41-24V/TC11 SC11 MR-J2M-P8B-S027 SDC-15温控仪 MSMA043A1A MHMEC52SCV ASD-AB-PW0103 永大电梯配 LG电梯配 INV-ACRA5电流板
ACS880-01-293A-3 ASD-A2-0421-L GM3-B08E VQ1200Y-5 FQ60-L22MD-P31P2MS FR-A720-0.4K EH-YR16 EE-SPY412 GP-4501T（PFXGP4501TAA,PFXGP4501TAD） HC-KFS73-S22 SDC15TV0TA0100 MSM022A1F MHME252SCV ASDBCAEN0020 西子奥的斯 OTIS 电梯直流电动机 XRDS 80J
ACS880-01-061A-3 MSMA102P1G G3C-E061 VQ1100-5 FQ60-L22MU-P35P2 MR-E-100AG EH-TC8 EE-SX670A GLC2400-TC41-24V HC-MF73B SDC40A5G2AS04000 MSMA021P1A MHME202GCV MH4-25LN65C7D 梯主板 BL2000 BHT V22 V23 全新
ACS880-01-038A-3 MEDHT7364 G3C-E121 VQ1400-5 BFN-M1204A-V14P2 CJ1W-IA201 NF30-CS EE-SXSX671A AGP3300 HC-AQ-0336BS-S4 SDC40A5G0AS01100 MFECA0030EAM MHME252GCS MH4-25LN65CAD 电梯显示板 HK2000-D3 HK2000-D4 D5
ACS880-01-05A6-3 MEDHT7364E G3C-E301 CJ2B6-10-CJKJ2641 缸径6MM行程10MM FQ60-R12MD-P31P2 E3JK-R4M1-ZH EH-CPU448 EE-SXSX672A AGP3301-L1 OBE13-1 PGU312电力调功器 MSDO23A1Y MHMEC52GCH MH4-17LS65C7D 一体机主板 NICE1000 MCTC-MCB-G VER D 同步
ACS880-01-02A4-3 三菱电机202GCG G3M-M064S FC-52C FQ60-R12MU-P35P2 6ES7215-1AG31-0B0 EH-YT32 M8E3HT-DS3E1 S1-D24 MR-J2S-60BS041U638 DMC10S4CR0000 MUMS042A1E05 MHME302SCT NH4-17LS65CAD 三菱电梯配 HOPE 电梯外呼显示 P366701B000G02送芯片
ACS880-01-206A-3 MHMD082P1C G3I-D22A MSMA011A2N FQ60-R10MD-P31P2-F Q172DCPU NX70-Y32T-CH E3HT-DS3E2 FP3710-T42-U MR-J2S-B-SO41U703 HD-CAOM00 AMKA100G1 MHME502GCV ASD-A0121-A0721LA 主板 MECS-04 含操作器
ACS880-01-017A-3 三菱电机082P1G G3I-D24A SGMRS-13A2A-YR11 FQ60-R12MD-P31S8 6ES7131-4BD01-0AA0 EH-CPU516 E3JK-R4M1-ZH GP-4601T MR-H60BN C40A5G0A500000 MSD083C2X MHME502SCH YDM30200447 电梯配 MG5接触器 线圈电压AC110V
ACS880-01-045A-3 MDDDT3530 G3I-D28A SGMG-09A2AA FQ60-R12MU-P35P2-F SMC VX2340L EH-AX44 E3JK-5DM1-N PFXGP4601TAA MR-J2-40A-A15 C15MTR0RA0100 MSMD092S2U MHMEC52GCD MS3106A-20-29S 电梯配 默纳克轿顶板 MCTC CTB A
ACS880-01-246A-3 MDDDT3530003 G3I-A12A SGMAH-08AAA2C BN-M804P-C12S12 CJ1W-OD211 KOGANEI小金井 C200-02 E3JK-5L-N PFXGP4601TAD MR-C4OA 山武阀门定位器AVP301-RSD3A MSD5A1P4E MHMEC02SCC NH4-20LS65C7T/A/3T BL2000-STB-V9 电梯主板
ACS880-01-032A-3
隔离器位于二个系统通道之间，所以选择隔离器首先要确定输入输出功能，同时要使隔离器输入输出模式电压型电流型环路供电型等适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能，例如：噪音与精度有关功耗热量与可靠性有关，这些需要使用者慎选。总之，适用可靠产品性价比是选择隔离器的主要原则。
