基于Profibus-DP协议的PLC智能从站设计

摘要：工业控制系统中，PLC是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，是实现工业自动化、物联网控制的基础，有着非常广阔的应用前景。PLC种类很多，各种功能模块也异常丰富，模块之间可以非常方便地组网和编程。在PLC应用中，主-从站方式占了很大一部分比例，主从之间基于Profibus-DP、Net等进行通信。本文介绍了一种基于Profibus-DP的智能从站，实现了集通信、信号调理和高精度测速于一身的从站，可以弥补工业控制场合PLC从站功能不匹配的不足。

 1.什么是智能从站

控制系统中的主从站结构是经常用到的通讯方式。进行输入和输出信息采集和发送的外围设备叫做（称为）从站，通常为带二进制值或模拟量输入输出的驱动器、阀门等，同时也可以是智能从站，即从站支持可编程（带CPU和内存，可以编程实现一定的功能），正是这种可编程功能使得从站可以附加一些其他可扩展的功能，从而有别于单一功能的从站，故称之为“智能从站”。采用智能从站，可以构成一个数字化、智能双向、多点的通信系统现场总线网络，实现最优控制。目前PLC从站以单一功能居多，智能从站往往需要定制开发。

2.智能测速从站可以实现的功能

某工业控制系统，需要对设备中某关键部件运行状态实时监控，实现闭环控制，提升设备加工品质。控制系统采用基于Profibus-DP的主从站结构，主站采用西门子PLC。在设计过程中发现，缺少高精度测速的从站。

这个问题可能会在很多种场合出现。我们国家有很多企业都非常重视研发，尤其是机械制造行业，制造的设备性能很强，与国际一流产品相差无几，甚至更胜一筹。机械装备性能指标和可靠性的提升依赖于测控系统的大幅度提升。在研发的时候，有很多需求是目前市场上现有的产品无法满足的，因为研发所需要实现的功能，往往特别具体，但又有多个要求于一身。市场上的产品往往只能满足一个，而不能满足所有。

所以，要想实现功能，往往只能“拼凑”。用多个产品搭建起来实现。

这样做的坏处是什么？

集成度低，体积较大。打开机柜，可能需要为一个简单的功能，添加多个模块，除了占用多个模块的位置之外，这些模块的功能有一些还处于闲置和浪费状态。

 对于这些定制化的需求，智能从站的优势就显现出来了。

需要实现的功能，完全不用多个模块

对于本文中提到的测速的场合，智能从站本身具备高速CPU和传感器专用接口，就是一台精密测速仪器，该测速从站还可实现Profibus-DP通信，从而支持STEP软件图形化编程。

智能从站把测速的活都干了，主站只需要读取数据即可。

下图是博途软件对智能从站编程的界面，操作起来就如同一台普通的从站一样，但是提供的功能比普通从站强大很多。

 3.智能从站的扩展性

因为智能从站内置高速CPU，我们可以将一些测控操作放在从站进行，所以可以大幅降低电气工程师的研发强度，同时提供与需求高度匹配的从站产品。

智能从站提供了高度可靠的Prifibus-DP通信，自带传感器的信号调理电路，所以可以扩展多种功能。

本文提到的功能是对往复运动高精度测速。我们也可以很容易地将其扩展成为转速、温度、压力、振动等多种测试或者控制。

一句话，测控是个技术活。专业的人做的可以更专业。