伺服传动技术在工业中已广泛应用，通过伺服驱动器来控制电机转速、转向、转角等，可以满足特殊要求场合，从而能灵活地控制电机，为了提高高速压印机的性能，采用了S7-300西门子PLC为高速压印机主控系统，利用Profibus现场总线通信方式，实现S7-300西门子PLC与主传动伺服控制器、拨饼伺服控制器、送饼控制器A、送饼控制器B，只要能准确地控制伺服控制器，就可以使主传动机构、拨饼机构、送饼等机构配合默契，利用MPI和上位机通讯，上位机能够实时显示机床信息。
2 控制内容和控制要求
（1） 运行方式。该机床有2种运行方式:手动运行方式和自动运行方式，根据选择的方式进行切换。
（2） 采用MT6100IV5上位机的实时监控的内容。内容主要包括:主电机转速和电流、拨饼电机转速和电流、送饼电机A转速和电流、送饼电机B转速和电流、高速压印机压力情况、润滑油温情况等。
（3） 故障检测与报警。严重故障内容主要包括:主电机转速和电流、拨饼电机转速和电流、送饼电机转速和电流、高速压印机压力情况、润滑油温情况异常等故障，上述故障发生后，系统自动停机，其他一般故障监控系统会自动报警。
（4） 通讯功能。利用Profibus现场总线通信方式，实现S7-300西门子PLC与主传动伺服控制器、拨饼伺服控制器、送饼控制器A、送饼控制器B和上位机通讯;利用MPI口可以实现S7-300西门子PLC与远程计算机通讯，利用CP340模块RS232可以实现S7-300西门子PLC与测压仪表通讯，来监控高速压印机压力情况。
（5） 系统的开放性。因为西门子变频器系统有很好的开放性，所以本系统属于开放性结构，只要符合西门子协议就可以挂在该系统上。
3 系统的硬件配置
本系统共需96个开关量输入，80个开关量输出，2个模拟量输入，1个RS232通信板，利用Profibus现场总线通信方式，Profibus 现场总线已经成为国际化开放现场总线的标准，得到许多生产厂家的支持。在本系统采用Profibus-DP总线协议，Profibus-DP是一种优化的通信模块，主要解决设备级的高速数据通信。在这一级，中央控制器（西门子PLC/PC）通过高速数据总线同分散的现场设备（I/O、驱动器、阀门等）进行通信，传输速率高可以达12Mb/s，大距离12Mbt/s时为100m，大距离为200m（1.5Mbit/s）,用中继器可以加长传输距离,多可以挂126个从站，实现S7-300西门子PLC与主传动伺服控制器、拨饼伺服控制器、送饼伺服控制器A、送饼伺服控制器B和上位机通讯。该系统属于中型控制系统。
在本系统中，西门子S7-300西门子PLC配置需要注意以下几个问题:（1）CPU右边安装不超过8个模块;（2）能够插入模块数（SM、FM、CP）受他们从S7-300西门子PLC背板总线取得电流数值的限制。对于本系统CPU315-2DP,装在一个机架上8个模块从S7-300西门子PLC背板总线取得电流数值不要超过1.2A;（3）S7-300西门子PLC模块的排列次序为SM/FM/CP.
4 系统的软件编程
利用西门子plc编程软件STEP7软件对系统的软件编程。首先用STEP7软件对系统进行硬件组态，然后再用STEP7软件编程，允许结构化程序，也就是说可以将程序分解为单个的、自成体系的程序。本机把控制系统分解成3个部分，即3个控制功能块FB，后通过系统组织块OB1，调用3个控制功能块FB（用CALL指令调用）。采用这样的结构有如下优点:大规模程序容易理解;可以对单个程序进行标准化;程序组织简化;其中大优点是有利于整套控制系统的调试、维护。
CPU226CN的编程口物理层为RS-485结构，SIEMENS提供MicroWin软件，采用的是PPI(Point to Point)协议，可以用来传输、调试西门子PLC程序。在现场应用中，当需要PLC与上位机通讯时，较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中，需要编程者首先定义自己的自由通讯格式，在西门子PLC中编写代码，利用中断方式控制通讯端口的数据收发。采用这种方式，西门子PLC编程调试较为烦琐，占用西门子PLC的软件中断和代码资源，而且当西门子PLC的通讯口定义为自由通讯口时，西门子PLC的编程软件无法对西门子PLC进行监控，给西门子PLC程序调试带来不便。
S7-200西门子PLC的编程通讯接口，内部固化的通讯协议为PPI协议，如果上位机遵循PPI协议来读写西门子PLC，就可以省略编写西门子PLC的通讯代码。如何获得PPI协议？可以在西门子PLC的编程软件读写西门子PLC数据时，利用第三个串口侦听CPU226CN的通讯数据，或者利用软件方法，截取已经打开且正在通讯的端口的数据，然后归纳总结，解析出PPI协议的数据读写报文。这样，西门子触摸屏遵循PPI协议，就可以便利的读写西门子PLC内部的数据，实现上位机的人机操作功能。
软件设计
系统中测控任务由CPU226CN完成，西门子PLC采用循环扫描方式工作，当定时时间到时，执行数据采集或PID控制任务，完成现场的信号控制。计算机的监控软件采用VB编制，利用MSComm控件完成串口数据通讯，通讯遵循的协议为PPI协议。
关于PPI协议
西门子的PPI（Point to Point）通讯协议采用主从式的通讯方式，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令，西门子PLC作出接收正确的响应，上位机接到此响应则发出确认申请命令，西门子PLC则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发两次数据，完成一次数据的读写[5]。
其通讯数据报文格式大致有以下几类：
1、读写申请的数据格式如下：
SD LE LER SD DA SA FC DASP SSAP DU FCS ED
SD:(Start Delimiter)开始定界符(68H)
LE:（Length）报文数据长度
LER:（Repeated Length）重复数据长度
SD: (Start Delimiter)开始定界符(68H)
SA:（Source Address）源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8
DA:（Destination Address）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8
FC:（Function Code）功能码
DSAP:（Destination Service Access Point）目的服务存取点
SSAP:（Source Service Access Point）源服务存取点
DU:（Data Unit）数据单元
FCS:（Frame Check Sequence）校验码
ED:（End Delimiter）结束分界符（16H）
报文数据长度和重复数据长度为自DA至DU的数据长度，校验码为DA至DU数据的和校验，只取其中的末字节值。在读写西门子PLC的变量数据中，读数据的功能码为 6CH，写数据的功能码为 7CH。
2、西门子PLC接收到读写命令，校验后正确，返回的数据格式为 E5H
3、确认读写命令的数据格式为：
SD SA DA FC FCS ED 其中SD为起始符，为10H，SA为数据源地址，DA为目的地址，FC为功能码，取5CH，FCS为SA+DA+FC的和的末字节，ED为结束符，取16H
PPI协议的软件编制
在采用西门子触摸屏与西门子PLC通讯时，上位机采用WINCC编程，计算机采用PPI电缆或普通的485串口卡与CPU226CN的编程口连接，通讯系统采用主从结构，上位机遵循PPI协议格式，发出读写申请，西门子PLC返回相应的数据。在控制系统中，西门子PLC与上位计算机的通讯，采用了PPI通讯协议，上位机每0.5秒循环读写一次西门子PLC。西门子PLC编程时，将要读取的检测值、输出值等数据，存放在西门子PLC的一个连续的变量区中，当西门子触摸屏读取西门子PLC的数据时，就可以一次读出这组连续的数据，减少数据的分次频繁读取。当修改设定值等数据时，进行写数据的通讯操作。
设计CPU 315F-2 DP 具有以下特点：
微处理器；
处理器处理一条二进制指令的时间为 50 ns；处理每个浮点运算的时间为 0.45 µs。
存储器：
384 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和标准程序段；如果执行安全型程序段，则必须考虑增加的存储器空间要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 数据存储器可用于标准应用。SIMATIC 微型存储卡（大 8 MB）作为程序的装载存储器，还允许将项目（包括符号和注释）存储在 CPU 中。
灵活的扩展能力：
多可以多达 32 个模块，（4 层配置）
MPI 多点接口：
集成 MPI 接口多可以同时建立与 S7-300/400 或编程器、PC、操作员面板的 16 路连接。在这些连接中，始终分别为 编程器和操作员面板各保留一个连接。通过“全局数据通信”，MPI 可以用来建立多 16 个 CPU 组成的简单网络。
PROFIBUS DP 接口：
带有 PROFIBUS DP 主/从接口的 CPU 315F-2 DP 可以用来建立高速、易用的分布式自动化系统。 从用户的角度，以处理集中式 I/O 的相同方式（相同的组态、编址和编程）处理分布式 I/O。
通过集成式 PROFIBUS DP 接口，可以连接带有故障安全 I/O 模块的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模块还可以安装在安全型中央组态中。
基于 PROFIsafe 行规执行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模块之间的安全通信。