Profibus现场总线控制系统从站组态软件的研究与开发

　　现场总线技术使得自动化和信息化更紧密地相结合,是近年来工业控制技术发展的趋势。Profibus现场总线是IEC61158国际现场总线技术标准之一,是电站现场总线控制系统的主要组成部分。针对Profi-bus现场总线设备从简单到具有完成预处理任务的智能功能装置的不同类型,Profibus国际组织(PI)制定了电子设备数据(GSD)文件规范,使得对这些设备(称为从站)的描述具有了统一的形式,奠定了各制造商产品互操的基础。从1997年Profibus现场总线产品进入我国后,至今国内仍缺乏自主知识产权的组态软件。对此,本文从研究Profibus现场总线协议和GSD文件规范入手,结合DP通信主站及典型从站的特点,研发了组态工具软件。该软件可自动从GSD文件中获取从站信息,使用户能轻松便捷地组态从站。此外,该软件还能够对主站、从站的通信参数进行设置和下装,实现主-从站的循环数据通信,从而获得从站各个通道的实时数据及其实时状态诊断信息等。

　　1　DP主站向DP从站下装参数

　　在Profibus控制系统中定义了Class1和Class2两类主站。Class1主站控制若干个从站(现场设备),如DCS或PLC控制器。Class2主站管理Class1主站的组态数据(参数集)和诊断数据,并且具有Class1主站的所有通信能力,如具有组态功能的上位机、编程器等。从站初始化过程中的一个主要环节是给运行参数赋值,这些参数在网络和设备初始化时,通过组态软件下装到Class1主站,再由Class1主站下装到从站,并指定从站的工作状态。同时,从站也能从此过程中得

　　知其所属的主站(对于多主站Profibus现场总线控制系统是不可缺少的环节)。运行参数中包括2种类型的数据: (1)Profibus-DP规约中的标准参数,主要是与双方通信相关的参数;(2)与该从站本身相关的参数,其包括了每种模块信息、在现场总线上的分组标识及生产厂商指定的附加信息等。

　　1.1　GSD文件

　　为了统一对从站的描述定义,使主站能够快速、简单且可靠安全地获得从站的特性、参数等,PI组织制定了GSD文件,由从站制造商按照统一格式建立一个电子文档,以文本形式记录从站的各种属性,作为从站设备的一个电子版说明书。GSD文件一般可分为总规范、与主站有关的规范及与从站有关的规范3个部

　　分。总规范包括了制造商和设备的名称、硬件和软件版本、数据传输速率、监视时间间隔、总线插头指定信号等;与主站有关的规范包括适用于主站的各项参数,如允许从站配置个数、上传/下载能力等;与从站有关的规范包括了与从站有关的规范,如输入输出通道数、类型、诊断数据及是否支持数据传输速率自适应、最大模块个数、最大输入长度等。