Profibus在水电站状态监测中的应用
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上位机监控程序设计
上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC,屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信号反馈给上位机。简言之如此，实际情况千差万别，但万变不离其宗：上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。
本文利用监控组态软件开发上位机监控程序，监控组态软件是面向监控和数据采集的软件平台工具，本系统选用西门子公司的WINCC组态软件来完成监控画面的组态，数据库的建立以及生产报表的形成，系统用户管理等。
（1）监控界面开发
本系统开发的人机界面主要有以下几部分。l、水电厂实际运行主界面：根据运行现场的实际，动态显示水电厂实际运行隋况。2、监控界面：根据生产要求，组态监控界面，包括运行方式、温度和压力的越限报警、导叶开度、阀门开度、有功、无功、水头等。3、报表生成以及数据查询界面：根据要求，自动生成生产报表，包括值班报表、日报表、月报表，输出查询主要设置按时间随机查询任何一个时间段内的运行数据。
（2）数据库的建立和用户管理
实时数据库是本系统的核心，也是应用系统的数据处理中心，系统各部分均以实时数据库为数据公用区，进行数据交换、数据处理和实现数据的可视化处理。数据库的建立主要包括数据对象的建立和数据对象属性设置两部分；用户管理主要用于设置系统的操作权限，因此对系统的操作权限提出了较高的要求，操作权限分工程师和操作员等级别，系统启动和退出、运行参数的给定等必须具有相应的操作权限。
PLC软件设计
PLC 可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。
本系统采用SIMATICS7-300的配套编程工具STEP7完成硬件组态、参数设置、PLC程序编制、测试、调试和文档处理。
（1）网络硬件组态
本监控系统是基于Profibus-DP的一个通信网络，在STEP7中，必须进行硬件网络组态。如本系统的两个SIMATIC 300站，两个SIMATIC PC Station,还要插入对象Profibus-DP,对于每个不同的对象，可以打开本对象的屙陛对话框，设置相应的属性。对于每个对象，还必须进行硬件组态，如SIMATIC 300的机架、CPU模块、电源模块和输入输出模块（I/O）等；
（2）PLC控制程序设计
通常，用户程序由组织块（OB）、功能块和数据构成。其中，OB是系统操作程序与应用程序在各种条件下的接口界面，用于控制程序的运行，FB、FC是用户子程序，DB是用户定义的用于存取数据的存储区，本系统中它是上位机监控软件与STEP7程序的数据接口点。
基于$7-300 PLC的编程软件STEP7是利用模块化程序设计方法，由于其中许多模块功能相近，只是参数不同，实现了代码重用，大大简化了软件的开发和维护。
通信程序的设计
通信程序主要包括上位机和PLC之间的通信，PLC对被控对象的控制程序，上位机和远程调试的通信三个方面。
（1）上位机和PLC之间的通信
根据前面的硬件设计，上位机和PLC之间通过网卡CP5613进行通信，因此在WINCC软件设计中，进行设备组态。从设备箱中选择相应的设备，进行属性设置，主要包括基本属性、通道连接、设备调试、数据处理四个属性页，编写响应的脚本程序，实现上位机和PLC之间的通信。
（2）PLC对被控对象的控制程序
为了实现对被控对象的控制，必须对PLC编写相应的控制程序，实现PLC和被控对象之间的数据传输，在STEP7中完成硬件网络组态，为被控对象分配网络地址；在组织块OB中选用SFC14"DPRD-DAT"系统功能块，编写程序，实现PLC对被控对象数据的读取；通过调用SFC15"DPWR-DAT"系统功能块实现向与被控对象相应的模块写数据。
（3）上位机和远程调度的通信
为了把机组的实际隋况及时传送到远程调试部门，以及把远程调度的命令及时传送到上位机，需要将t位机和远程调度联系起来。本系统中采用工业以太网来实现上位机和远程调度间的通[4].
目前，PROFIBUS现场总线技术以它先进的技术优势，得到了广泛地应用，本文就是对现场总线技术使用的尝试。在系统软件设计中，利用了当前比较流行的监控组态软件WINCC进行上位机监控系统设计，大大节省了系统的开发时间，提高了系统的可靠性、通用性及可扩充性，大大简化了软件的开发和维护工作。通过Profibus-DP总线，主站与从站机（机组控制系统）构成了一个结构简单、应用灵活的工业控制网络。本系统具有较高的性能价格比，并能根据实际要求进行扩充。
关键词：
Profibus水电站状态监
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