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第九章　 ProfiBus 通讯技术

第九章　 ProfiBus 通讯技术. ＊. 常州信息职业技术学院 自动化教研室制作. 第九章　 ProfiBus 通讯技术. ＊. 9.1 ProfiBus 通讯简介 9.2 S7-300PLC 的 ProfiBus 通讯方法 9.3 多个 S7-300 之间的 ProfiBUS 通信实现. ProfiBus 通讯技术. ＊. －－通讯简介. ProfiBus 通讯简介.

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第九章　 ProfiBus 通讯技术

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  1. 第九章　ProfiBus通讯技术 ＊ 常州信息职业技术学院 自动化教研室制作

  2. 第九章　ProfiBus通讯技术 ＊ • 9.1 ProfiBus通讯简介 • 9.2 S7-300PLC的ProfiBus通讯方法 • 9.3 多个S7-300之间的ProfiBUS通信实现

  3. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介 ProfiBus通讯简介 作为众多现场总线家族的成员之一，ProfiBus是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准，也是目前国际上通用的现场总线标准之一。ProfiBus是属于单元级、现场级的SIMITAC网络，适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的符合ProfiBus协议的产品，这些产品可以连接在同一个ProfiBus网络上。ProfiBus是一种电气网络，物理传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤、无线传输。

  4. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介 ProfiBus主要有三部分组成，包括： 1．由现场总线报文——ProfiBus-FMS 2．分布式外围设备——ProfiBus-DP 3．过程控制自动化——ProfiBus-PA

  5. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  6. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  7. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  8. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  9. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  10. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  11. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  12. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  13. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  14. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  15. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介

  16. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯简介 其它技术特点： 1．信号线可用设备电源线。 2．每条总线区段可连接32个设备，不同区段用中继器连接。 3．传输速率可在9.6kB/S～12MB/S间选择。 4．传输介质可以用金属双绞线或光纤。 5．提供通用的功能模块管理规范。 6．在一定范围内可实现相互操作。 7．提供系统通信管理软件(包括波形识别、速率识别和协议识别等功能)。 8．提供244字节报文格式，提供通信接口的故障安全模式(当IO故障时输出全为零)。

  17. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 • 9.2.1　利用I/O口实现小于4个字节直接ProfiBus通信 • 9.2.2　系统功能SFC14、SFC15的ProfiBus通信应用 • 9.2.3　通过CP342-5实现ProfiBus通讯

  18. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 • 一、　CPU集成DP口与ET200M之间远程的通信 • 二、　通过CPU集成DP口连接智能从站 利用I/O口实现小于4个字节直接ProfiBus通信 直接利用I/O口实现小于4个字节直接ProfiBus的通讯方法包含两个方面的内容：⑴、用装载指令访问实际I/O口——比如主站与ET200M扩展I/O口之间的通讯；⑵、用装载指令访问虚拟I/O口——比如主站与智能从站的I/O口之间的通讯，下面分别予以介绍。

  19. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 CPU集成DP口与ET200M之间远程的通信 ET200系列是远程I／0站，为减少信号电缆的敷设，可以在设备附近根据不同的要求放置不同类型的I／0站，如ET200M、ET200B、ET200X、ET200S等，ET200M适合在远程站点I／0点数量较多的情况下使用，我们将以ET200M为例介绍远程I／O的配置。主站为集成DP接口的CPU，下面进行详细介绍。

  20. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 1、硬件连接 图9-1 集成DP口CPU与ET200M硬件连接

  21. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 • 带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站。 • 从站为带I/O模块的ET200M。 • MPI网卡CP5611。 • ProfiBus总线连接器以及电缆。 • STEP7 V5.2系统设计软件 2、资源需求

  22. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 3、网络组态以及参数设置 1）、按图9-1连接CPU315C-2DP集成的DP接口与ET200M的PROFIBUS-DP接口。先用MPI电缆将MPI卡CP5611连接到CPU315-2DP的MPI接口，对CPU315-2DP进行初始化，同时对ET200M的“BUS ADDRESS”拨盘开关的PROFIBUS地址设定为4，如图9-2所示，即把数字“4”左侧对应的开关拨向右侧即可。如果设定PROFIBUS地址为6，则把“2”、“4”两个数字左侧对应的开关拨向右侧，依此类推。 2）、在STEP7中新建一个“ET200M作为从站的DP通信”的项目。先插入一个S7-300站，然后双击“Hardware”选项，进人“Hw config”窗口。点击“catalog”图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、CPU等进行硬件组态，如图9-3所示。 图9-2 ET200M的外形图

  23. 图9-3 CPU315-2DP RPROFIBUS网络配置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  24. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 3）、插入CPU同时，弹出PROFIBUS组态界面。点击New按钮，新建PROFIBUS（1），组态PROFIBUS站地址为2。点击“Properties”按钮组态网络属性，选择“Network Settings”，界面如图“9-4”所示，点击“OK”按钮确认，完成PROFIBUS网络创建，同时界面出现PROFIBUS网络。

  25. 图9-4 PROFIBUS-DP的“Network Settings”的参数设置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  26. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 4）、在PROFIBUS-DP选项中，通过左边的“PROFIBUS-DP”→“ET200M”→“IM153-1”路径，选择接口模块IM153-1，添加到PROFIBUS网络上，如图“9-5所示”。添加是通过拖拽完成的，如果位置有效，则会在鼠标的箭头上出现“+”标记，此时释放“IM 153-1”。在释放鼠标的同时，会弹出图9-6所示对话框，进行IM153的PROFIBUS网络参数配置。图9-5 加载IM 153-1至PROFIBUS（1）网络过程示意，定义ET200M接口模块IMl53-2的PROFIBUS站地址，组态的站地址必须与IMl53-2上拨码开关设定的站地址相同，本例中站地址为4。然后组态ET200M上I／O模块，设定I/O点的地址，ET200M的I／O地址区与中央扩展的I／O地址区一致，不能冲突，本例中ET200M上组态了16点输入和16点输出，开始地址为1，访问这些点时用I区和Q区，例如输入点为I1.0，第一个输出点为Q1.0，实际使用时ET200M所带的I/O模块就好象是集成在CPU 315-2DP上的一样，编程非常简单。硬件组态结果见图9-7。

  27. 图9-5 加载IM 153-1至PROFIBUS（1）网络过程示意 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  28. 图9-6 IM153的PROFIBUS网络参数配置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  29. 图9-7 315-2DP、ET200M的I/O模块配置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  30. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 通过CPU集成DP口连接智能从站 　　下面将建立一个以315-2DP为主站、313C-2DP为智能从站的通信系统，全面介绍智能从站的组态和使用方法。

  31. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 1、硬件连接 图9-8 PROFIBUS连接智能从站硬件 注：把CPU315-2DP集成的DP口和S7 CPU313C-2DP的DP口按图9-8连接，然后分别组态主站和从站，原则上先组态从站。

  32. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 • 带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站。 • 从站为带I/O模块的ET200M。 • MPI网卡CP5611。 • ProfiBus总线连接器以及电缆。 • STEP7 V5.2系统设计软件 2、资源需求

  33. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 3、网络组态以及参数设置 1）、组态“从站”硬件 在STEP7中新建一个“主站与智能从站的通信”的项目。先插入一个S7-300站，然后双击“Hardware”选项，进人“Hw config”窗口。点击“Catalog”图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、CPU等进行硬件组态。 插入CPU时会同时弹出PROFIBUS组态界面，如图9-9所示。点击“New”按钮新建PROFIBUS（1），组态PROFIBUS站地址，本例中为4。点击“Properties”按钮组态网络属性，选择“Network Settings”进行网络参数设置，在本例中设置PROFIBUS的传输速率为“1．5Mbit／s”，行规为“DP”。如图9-10所示。

  34. 图9-9 313C-2DP的PROFIBUS网络参数配置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  35. 图9-10 PROFIBUS-DP的“Network Setting”参数设置设置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  36. 图9-11 配置313C-2DP为智能从站 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 双击CPU 313C-2DP项下的“DP”项，会弹出PROFIBUS-DP的属性菜单，如图9-11所示。

  37. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 ①在网络属性窗口选择顶部菜单“Operating Mode”，选择“DP slave”操作模式，如果其下的选择框“□”被激活，则编程器可以对从站编程，换句话说，这个接口既可以作为DP从站，同时还可以通过这个接口监控程序。诊断地址为1022，选择默认值。 ②选择标签“Configuration”，点击“New”按钮新建一行通信的接口区，如图9-12所示。 ③在图9-12中定义S7-300从站的通信接口区。 设置完成后点击“Apply”按钮确认，可再加人若干行通信数据，通信区的大小与CPU 型号有关，最大为244字节。图9-12中主站的接口区是虚的，不能操作，等到组态主站时， 虚的选项框将被激活，可以对主站通信参数进行设置。 在本例中分别设置一个Input区和一个Output区，其长度均设置为2字节。设置完成后 在“Configuration”标签页图9-13中会看到这两个通信接口区。

  38. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 2）、组态“主站”硬件 组态完从站后，以同样的方式建立S7-300主站并组态，本例中设置站地址为2，并选择与从站相同的PRFIBUS网络，如图9-14所示。 打开硬件目录，选择“PROFIBUS DP→Configuration Station”文件夹，选择CPU31x，将其拖拽到DP主站系统的PROFIBUS总线上，从而将其连接到DP网络上，如图9-15所示。此时自动弹出“DP—slave Properties”，在其中的“Connection”标签中选择已经组态过的从站，如果有多个从站时，要一个一个连接，上面已经组态完的S7 313C-2DP从站可在列表中看到，点击“Connect”按钮将其连接至网络，如图9-16所示。 然后点击：“Configuration”标签，设置主站的通信接口区。从站的输出区与主站的输入区相对应，从站的输入区同主站的输出区相对应，如图9-17所示，结果见图9-18。 配置完以后，用MPI接口分别下载到各自的CPU中初始化接口数据。在本例中，主站 的QB50、QB51的数据将自动对应从站的数据区IB5O、IB51，从站的QB5O、QB51对应主站的IB50、IB51。在多从站系统中，为了防止某一点掉电而影响其它CPU的运行，可以分别调用调用OB82、OB86、OB122（S7-300）和OB82、OB85、OB86、OB122（S7-400）进行处理。

  39. 图9-12 313C-2DP的PROFIBUS网络参数配置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  40. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 图9-12的Configuration选项中参数意义说明如下： ROW 行编号； MODE 通信模式，可选“MS”(主从)和“DX”(直接数字 交换)两种模式； Partner DP Addr DP通信伙伴的DP地址； Partner Addr DP通信伙伴的输入／输出地址； Local Addr 本站的输入／输出的地址； Length 连续的输人／输出地址区的长度； Consistency 数据的连续性。

  41. 图9-13 313C-2DP智能从站通信接口区参数配置结果 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  42. 图9-14 315-2DP主站组态 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  43. 图9-15 将313C-2DP从站连接到315-2DP主站 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  44. 图9-16 313C-2DP从站连接到315-2DP主站的过程 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  45. 图9-17 主、从站之间的输入/输出接口区设置 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  46. 图9-18 主、从站之间的输入/输出接口区配置结果 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法

  47. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 系统功能SFC14、SFC15的ProfiBus通信应用 在组态PROFIBUS-DP通信时常常会见到参数“Consistency”(数据的一致性)，如图9-17所示，如果选“Unit”，数据的通信将以在参数“Unit”中定义的格式——字或字节来发送和接收，比如，主站以字节格式发送20字节，从站将一字节一字节地接收和处理这20字节。若数据到达从站接收区不在同一时刻，从站可能不在一个循环周期处理接收区的数据，如果想要保持数据的一致性，在一个周期处理这些数据就要选择参数“All”，有的版本是参数“Total length”，当通信数据大于4字节时，要调用SFCl5给数据打包，调用SFCl4给数据解包，这样数据以数据包的形式一次性完成发送、接收，保证了数据一致性。下面将以例子形式介绍SFCl4、SFCl5的应用，例子中以S7-300的315-2DP作为主站，313C-2DP作为从站。

  48. 图9-19 PROFIBUS连接智能从站硬件 ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 1、硬件连接 注：把CPU315-2DP集成的DP口和S7 CPU313C-2DP的DP口按图9-19连接，然后分别组态主站和从站，原则上先组态从站。

  49. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 • 带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站。 • 从站为带I/O模块的ET200M。 • MPI网卡CP5611。 • ProfiBus总线连接器以及电缆。 • STEP7 V5.2系统设计软件 2、资源需求

  50. ProfiBus通讯技术 ＊ －－通讯方法 3、网络组态以及参数设置 1）、组态“从站”硬件 　　在STEP7中新建一个“系统功能SFC14、SFC15应用”的项目。先插入一个S7-300站，然后双击“Hardware”选项，进人“Hw config”窗口。点击“Catalog”图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、CPU等进行硬件组态，不再多说。 　　插入CPU时会同时弹出PROFIBUS组态界面，如图9-20所示。点击“New”按钮新建PROFIBUS（1），组态PROFIBUS站地址，本例中为4。点击“Properties”按钮组态网络属性，选择“Network Settings”进行网络参数设置，在本例中设置PROFIBUS的传输速率为“1．5Mbit／s”，行规为“DP”。如图9-21所示。

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