6ES7317-7TK10-0AB0
3. 现场总线Profibus控制系统配置的几种形式
3.1 根据现场设备是否具备Profibus接口可分为三种形式
(1) 总线接口型: 现场设备不具备Profibus接口，采用分散式I/O作为总线接口与现场设备连接。这种形式在应用现场总线技术初期容易推广。如果现场设备能分组，组内设备相对集中，这种模式会更好地发挥现场总线技术的优点。见图3-3：
图3-3：采用分散式I/O作为总线接口与现场设备连接
(2) 单一总线型: 现场设备都具备Profibus接口。这种一种理想情况。可使用现场总线技术，实现完全的分布式结构，可充分获得这一先进技术所带来的利益。新建项目可能具有这种条件，就目前来看，这种方案设备成本会较高。见图3-4：
图3-4：现场设备都具备Profibus接口
(3) 混合型：现场设备部分具备Profibus接口。这将是一种相当普遍的情况。这时应采用PROFIBUS现场设备加分散式I/O混合使用的办法。无论是旧设备改造还是新建项目，希望全部使用具备PROFIBUS接口现场设备的场合可能不多，分散式I/O可作为通用的现场总线接口，是一种灵活的集成方案。见图3-4。
图3-4：混合型
3.2 根据实际应用需要的几种系统结构类型
根据实际需要及经费情况，通常有如下几种结构类型：
(1) 结构类型1: 以PLC或控制器做一类主站，不设监控站，但调试阶段配置一台编程设备。这种结构类型，PLC或控制器完成总线通信管理、从站数据读写、从站远程参数化工作。如图3-5所示。
图3-5：结构类型1
(2) 结构类型2: 以PLC或控制器做一类主站，监控站通过串口与PLC一对一的连接。这种结构类型，监控站不在Profibus网上，不是二类主站，不能直接读取从站数据和完成远程参数化工作。监控站所需的从站数据只能从PLC或控制器中读取。如图3-6所示。
图3-6: 结构类型2
(3) 结构类型3: 以PLC或其它控制器做一类主站，监控站（二类主站）连接Profibus总线上。这种结构类型，监控站在PROFIBUS网上作为二类主站，可完成远程编程、参数化及在线监控功能。如图3-7所示。
图3-7：结构类型3
(4) 结构类型4: 使用PC机加Profibus网卡做一类主站，监控站与一类主站一体化。这是一个低成本方案，但PC机应选用具有高可靠性、能长时间连续运行的工业级PC机。对于这种结构类型，PC机故障将导致整个系统将瘫痪。另外，通信模板厂商通常只提供一个模板的驱动程序，总线控制、从站控制程序、监控程序可能要由用户开发，因此应用开发工作量可能会比较大。如图3-8所示。
图3-8：结构类型4
(5) 结构类型5: 坚固式PC机（COMOPACT COMPUTER）+Profibus网卡+SOFTPLC的结构形式。如果上述方案中PC机换成一台坚固式PC机（COMOPACT COMPUTER），系统可靠性将大大增强，足以使用户信服。但这是一台监控站与一类主站一体化控制器工作站，要求它的软件完成如下功能：
▼支持编程，包括主站应用程序的开发、编辑、调试。
▼执行应用程序。
▼通过Profibus接口对从站的数据读写。
▼从站远程参数化设置。
▼主/从站故障报警及记录。
▼主持设备图形监控画面设计、数据库建立等监控程序的开发、调试。
▼设备装态在线图形监控、数据存储及统计、报表等功能。
近来出现一种称为SOFTPLC的软件产品，是将通用型PC机改造成一台由软件（软逻辑）实现的PLC。这种软件将PLC的编程（IEC1131）及应用程序运行功能，和操作员监控站的图形监控开发、在线监控功能集成到一台坚固式PC机上，形成一个PLC与监控站一体的控制器工作站。笔者认为这种产品结合现场总线技术将有很好的发展前景。如图3-9所示。
图3-9：结构类型5
(6) 结构类型6: 使用两级网络结构，这种方案充分考虑了未来扩展需要，比如要增加几条生产线即扩展出几条DP网络，车间监控要增加几个监控站等，都可以方便进行扩展。如图3-10所示，采用了两级网络结构形式，充分考虑了阴影部分的扩展余地。
图3-10：结构类型6
问题1. SFC chart有哪些状态，各种状态之间如何转换？
SFC chart是顺序功能图(Se Function Chart)的简写，SFC chart有16种状态，如下图1所示：
图1 SFC chart状态结构图
· 稳定状态：需要通过事件触发才会退出该状态，包括：Ready、Run、Completed、Aborted、stopped、Held、Held（error）
· 非稳定状态：不需要事件触发，顺控程序执行完之后会自动退出该状态，包括：Starting、Completing、error（Completing）、Holding、Error、Resuming、Resuming（Error）、Aborting、Stopping
注：
Ready状态也称为Idle，Abort命令也称为Cancel
· 图中黑色细线表示顺控程序会在处理完毕之后会自动转入下一个状态，例如StartingàRun，holdingàheld等
· 图中黑色粗线表示事件触发，即状态改变需要事件触发，例如ReadyàRun需要Start命令。事件可以是命令、条件、外部信号、内部信号。SFC chart的命令窗口如下图2所示：
图2 SFC chart的命令窗口
SFC chart简单的状态变化如下：
1) SFC chart初始状态为Idle，Start命令将SFC chart从“Idle”转换到“Starting”状态。
2) “Starting”状态下的顺控程序执行完成后，SFC chart会自动进入”Run”状态。
3) “Run”状态的改变受SELFCOMP参数影响。SELFCOMP=1时，”Run”状态的顺控程序执行完成后SFC chart会自动进入“Completing”状态；SELFCOMP=0时，需要Complete命令才能使SFC chart由“Run”状态转换到“Completing”状态。
4) “Completing”状态的顺控程序执行完成后，SFC chart会自动进入“Completed”状态，
5) SFC chart会稳定在“Completed”状态，直到受到新的事件触发，例如“Reset”命令会使SFC chart回到“Idle”状态；Start命令会使SFC chart回到“Starting“状态。
问题2. SFC chart 与顺控程序有何差异？
顺控程序中包含步和转移，在步中编辑程序实现对工艺设备的控制；SFC chart允许用户通过图形化的方式组态和调试顺控程序，单个SFC chart中可以创建8个顺控程序。
SFC chart 有16种状态，如图1所示；而顺控程序仅有五种状态，如下图3所示。
SFC chart的命令窗口的控制命令改变的是SFC chart的状态，而不是顺控程序的状态。SFC chart的状态改变会触发顺控程序状态改变，通过在SFC chart不同的状态来触发不同的顺控程序执行。
图3顺控程序的状态结构图
SFC chart状态和顺控程序的状态相互独立，同时又相互影响。如下图4所示的SFC chart中包含三个顺控程序RUN_KM，HOLD_KM，ABORT_KM。
图4 SFC chart和顺控程序的状态结构
顺控程序和SFC chart都有自己的状态。SFC chart处于“Holding”状态，但是顺控程序RUN_KM处于“Held“状态，而顺控HOLD_KM处于”Running”状态。