西门子培训-通讯.ppt

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1、西西门子子PLCPLC通信技通信技术 本本章章结合合具具体体实例例，详细介介绍M M P PI I网网络的的组建建方方法法、如如何何用用全全局局数数据据包包通通信信方方式式实现P PL LC C 之之间的的M M P PI I网网络通通信信、如如何何实现无无组态连接接的的P PL LC C 之之间的的M M P PI I通通信信、如如何何实现有有组态连接接的的P PL LC C之之间的的M M P PI I通通信信、如如何何实现P PL LC C 之之间的的P PR RO OF FI IB BU US S-D DP P主主从从通通信信、如如何何组态远程程I I/O O 站站，最最后后介介绍了了

2、C C P P3 34 42 2-5 5分分别作作为主主站站和从站的和从站的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP组态应用。用。西西门子子PLCPLC网网络MPIMPI网网络通信通信 M M P PI I是是多多点点通通信信接接口口（M M u ul lt ti iP P o oi in nt t I In nt te er rf fa ac ce e）的的简称称。M M P PI I物物理理接接口口符符合合 P Pr ro of fi ib bu us s R R S S4 48 85 5（E EN N 5 50 01 17 70 0）接接口口标准准。M M P PI I网网络的的通通

3、信信速速率率为1 19 9.2 2k kb bi it t/s s1 12 2M M b bi it t/s s，S S7 7-2 20 00 0只只能能选择1 19 9.2 2k kb bi it t/s s的的通通信信速速率率，S S7 7-3 30 00 0通通常常默默认设置置为1 18 87 7.5 5k kb bi it t/s s，只只有有能能够设置置为P P r r o o f f i i b b u u s s接接口口的的MPIMPI网网络才支持才支持12Mbit/s12Mbit/s的通信速率。的通信速率。MPIMPI网网络组建建 用用S ST TE EP P 7 7软件件包包

4、中中的的C C o on nf fi ig gu ur ra at ti io on n功功能能为每每个个网网络节点点分分配配一一个个 M M P PI I地地址址和和最最高高地地址址，最最好好标在在节点点外外壳壳上上；然然后后对P P G G、O OP P、C CP PU U、C CP P、F F M M 等等包包括括的的所所有有节点点进行行地地址址排排序序，连接接时需需在在M M P PI I网网的的第第一一个个及及最最后后一一个个节点点接接入入通通信信终端端匹匹配配电阻。往阻。往MPIMPI网添加一个新网添加一个新节点点时，应该切断切断MPIMPI网的网的电源。源。MPI网网络示意示意图

5、 MPI网网络连接器接器 为了保了保证网网络通信通信质量，量，总线连接器或中接器或中继器上都器上都设计了了终端匹配端匹配电阻阻。组建通信网建通信网络时，在网，在网络拓扑分支的末端拓扑分支的末端节点需要接入点需要接入浪涌匹配浪涌匹配电阻阻。采用中采用中继器延器延长网网络连接距离接距离 全局数据包通信方式全局数据包通信方式 全全局局数数据据（G GD D）通通信信方方式式以以 M M P PI I分分支支网网为基基础而而设计的的。在在S S7 7中中，利利用用全全局局数数据据可可以以建建立立分分布布式式 P PL LC C 间的的通通讯联系系，不不需需要要在在用用户程程序序中中编写写任任何何语句句

6、。S S7 7程程序序中中的的 F FB B、F F C C、O OB B都都 能能用用绝对地地址址或或符符号号地地址址来来访问全全局局数数据据。最最多多可可以以在在一一个个项目中的目中的1515个个CPUCPU之之间建立全局数据通建立全局数据通讯。1.GD1.GD通信原理通信原理 在在M M P PI I分分支支网网上上实现全全局局数数据据共共享享的的两两个个或或多多个个C CP PU U 中中，至至少少有有一一个个是是数数据据的的发送送方方，有有一一个个或或多多个个是是数数据据的的接接收收方方。发送送或或接接收收的的数数据据称称为全全局局数数据据，或或称称为全全局局数数。具具有有相相同同

7、S Se en nd de er r/R R e ec ce ei iv ve er r （发送送者者/接接受受者者）的的全全局局数数据据，可可以以集集合合成成一一个个 全全局局数数据据包包（G G D D P Pa ac ck ke et t）一一起起发送送。每每个个数数据据包包用用 数数据据包包号号码（G G D D P Pa ac ck ke et t N N u um m b be er r）来来标识，其其中中的的变量量用用变量量号号码（V V a ar ri i a ab bl l e e N N u um m b be er r）来来标识。参参与与全全局局数数据据包包交交换的的C

8、CP PU U 构构成成了了 全全局局数数据据环（G G D D C C i i r r c c l l e e）。每每个个全全局局数数据据环用用数据数据环号号码来来标识（GD Circle Number GD Circle Number）。）。例例 如如，表表 示示 2 2 号号 全全 局局 数数 据据环，1 1 号号 全全 局局 数数 据据 包包 中中的的3 3号数据。号数据。在在P PL LC C 操操作作系系统的的作作用用下下，发送送C CP PU U 在在它它的的一一个个扫描描循循环结束束时发送送全全局局数数据据，接接收收C CP PU U 在在它它的的一一个个扫描描循循环开开始始时

9、接接收收G G D D。这样，发送送全全局局数数据据包包中中的的数数据据，对于于接接收收方方来来说是是“透透明明 的的”。也也就就是是说，发送送全全局局数数据据包包中中的的信信号号状状态会会自自动影影响响接接收收数数据据包包；接接收收方方对接接收收数数据据包包的的访问，相相当当于于对发送数据包的送数据包的访问。2.GD2.GD通信的数据通信的数据结构构 全全局局数数据据可可以以由由位位、字字节、字字、双双字字或或相相关关数数组组成成，它它们被称被称为全局数据的全局数据的元素元素。一个全局数据包由一个或几个。一个全局数据包由一个或几个GDGD元素元素组成，最多不能超成，最多不能超过24B24B。

10、3.3.全局数据全局数据环 全全 局局 数数 据据环中中 的的 每每 个个C CP PU U 可可 以以发送送 数数 据据 到到 另另 一一 个个C CP PU U 或或 从从另一个另一个CPUCPU接收。全局数据接收。全局数据环有以下有以下2 2种：种：环内包含内包含2 2个以上的个以上的CPUCPU，其中一个，其中一个发送数据包，其它的送数据包，其它的CPUCPU接收数接收数据；据；环内只有内只有2 2个个CPUCPU，每个，每个CPUCPU可既可既发送数据又接受数据。送数据又接受数据。S7-300S7-300的每个的每个CPUCPU可以参与最多可以参与最多4 4个不同的数据个不同的数据环

11、，在一个，在一个MPIMPI网上最网上最多可以有多可以有1515个个CPUCPU通通过全局通全局通讯来交来交换数据。数据。其其实，MPIMPI网网络进行行GDGD通信的内在方式有两种：一种是通信的内在方式有两种：一种是一一对一方式一方式，当当GDGD环中中仅有两个有两个CPUCPU时，可以采用，可以采用类全双工点全双工点对点方式，不能有其它点方式，不能有其它CPUCPU参与，只有两者独享；另一种参与，只有两者独享；另一种为一一对多多（最多（最多4 4个）广播方式，一个点播，个）广播方式，一个点播，其它接收。其它接收。4.GD4.GD通信通信应用用(1/2)(1/2)应用用GDGD通信，就要在通

12、信，就要在CPUCPU中定中定义全局数据全局数据块，这一一过程也程也称称为全局数据通信全局数据通信组态。在。在对全局数据全局数据进行行组态前，需要先前，需要先执行下列任行下列任务：定定义项目和目和CPUCPU程序名；程序名；用用PGPG单独配置独配置项目中的每个目中的每个CPUCPU，确定其分支网，确定其分支网络号、号、MPIMPI地址、最大地址、最大MPIMPI地址等参数。地址等参数。4.GD4.GD通信通信应用用(2/2)(2/2)在在 用用 S ST TE EP P 7 7开开发软件件包包进行行G G D D 通通信信组态时，由由系系统菜菜单【O O p pt ti io on ns s

13、】中中 的的【D D e ef fi in ne e G G l lo ob ba al l D D a at ta a】程程 序序进行行G GD D 表表组态。具体。具体组态步步骤如下：如下：在在GDGD空表中空表中输入参与入参与GDGD通信的通信的CPUCPU代号；代号；为每个每个CPUCPU定定义并并输入全局数据，指定入全局数据，指定发送送GDGD；第第一一次次存存储并并编译全全局局数数据据表表，检查输入入信信息息语法法是是否否为正确数据正确数据类型，是否一致；型，是否一致；设定定扫描速率，定描速率，定义GDGD通信状通信状态双字；双字；第二次存第二次存储并并编译全局数据表。全局数据表。

14、【例例】S7-300 S7-300之之间全局数据通信。全局数据通信。要要求求通通过M M P PI I网网络配配置置，实现2 2个个C CP PU U 3 31 15 5-2 2D DP P之之间的的全全局局数据通信。数据通信。生成生成MPIMPI硬件工作站硬件工作站 打打 开开 S ST TE EP P 7 7，首首先先执行行菜菜单命命令令【F F i il le e】【N Ne e w w.】创建建一一个个 S S7 7项目目，并并命命名名为“全全局局数数据据”。选中中“全全局局数数据据”项目目名名，然然后后执行行菜菜单命命令令【I In n s se er rt t】【S St ta a

15、t ti io on n】【S SI IM M A AT TI IC C 3 30 00 0 S St ta at ti io on n】，在在此此项目目下下插插入入两两个个S S7 7-3 30 00 0的的PLCPLC站，分站，分别重命名重命名为MPI_Station_1MPI_Station_1和和MPI_Station_2MPI_Station_2。设置置MPIMPI网网络地址地址设置置MPIMPI地址地址 按按上上图完完成成2 2个个P PL LC C 站站的的硬硬件件组态，配配置置M M P PI I地地址址和和通通信信速速率率，在在本本例例中中 M M P PI I地地址址分分别

16、设置置为2 2号号和和4 4号号，通通信信速速率率为1 18 87 7.5 5k kb bi it t/s s。完完成成后后点点击按按钮，保保存存并并编译硬硬件件组态。最最后后将硬件将硬件组态数据下数据下载到到CPUCPU。连接网接网络 用用P Pr ro of fi ib bu us s电缆连接接M M P PI I节点点。接接着着就就可可以以与与所所有有C CP PU U 建建 立立在在线连接接。可可以以用用S SI I M M A AT TI I C C 管管理理器器中中“A A c cc ce es ss si ib bl le e N N o od de es s”功功能来能来测试它

17、。它。生成全局数据表生成全局数据表 用用NetProNetPro组态MPIMPI网网络 全局数据全局数据环组态GD IDGD ID的意的意义定定义扫描速率和状描速率和状态信息信息 5.5.利用利用SFC60SFC60和和SFC61SFC61传递全局数据全局数据 利利 用用 S SF FC C6 60 0 G GD D_ _S SN ND D 和和S SF FC C6 61 1 G GD D_ _R RC CV V 可可以以以以事事件件驱动方方式式来来实现全全局局通通讯。为了了实现纯程程序序控控制制的的数数据据交交换，在在全全局局数数据据表表中中必必须将将扫描描速速率率定定义为0 0。可可单独独

18、使使用用循循环驱动或或程程序控制方式，也可序控制方式，也可组合起来使用。合起来使用。SFC60SFC60用来按用来按设定的方式定的方式采集并采集并发送送全局数据包。全局数据包。SFC61SFC61用来用来接收接收发送来的全局数据包并存入送来的全局数据包并存入设定区域中。定区域中。为了了保保证数数据据交交换的的连贯性性，在在调用用S SF FC C6 60 0或或S SF FC C6 61 1之之前前所所有有中中断断都都应被被禁禁止止。可可以以使使用用S SF FC C3 39 9禁禁止止中中断断，S SF FC C4 40 0开开 放放中断中断；使用；使用SFC41SFC41延延时处理中断理中

19、断，SFC42SFC42开放延开放延时。【例例】用用SFC60SFC60发送全局数据送全局数据GD2.1GD2.1，用，用SFC61SFC61接收全局数据接收全局数据GD2.2GD2.2。使使用用系系统功功能能（S SF FC C）或或系系统功功能能块（S SF FB B）时，需需切切换到到在在线视窗窗，查看看当当前前C CP PU U 是是否否具具备所所需需要要的的系系统功功能能或或系系统功功能能块，然然后后将将它它们拷拷贝到到项目目的的“B B l lo oc ck ks s”文文件件夹内内。接接下下来可切来可切换到离到离线视窗窗调用系用系统功能或系功能或系统功能功能块。使使 用用 S S

20、F FC C6 60 0和和S SF FC C6 61 1实现全全局局数数据据的的发送送与与接接收收，必必须进行行全全局局数数据据包包的的组态，参参照照【例例7 7-2 2-1 1】。现假假设已已经在在全全局局数数据据表表中中完完成成了了 G G D D 组态，以以M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _1 1为例例，设预发送送数数据据包包为G G D D 2 2.1 1，预接接收收数数据据包包为G G D D 2 2.2 2。要要求求当当 M M 1 1.0 0为“1 1”时发送全局数据送全局数据GD 2.1GD 2.1；当；当M1.2M1.2为“1”1”

21、时接收全局数据接收全局数据GD 2.2GD 2.2。用用SFC60SFC60发送全局数据送全局数据GD2.1GD2.1，用，用SFC61SFC61接收全局数据接收全局数据GD2.2GD2.2无无组态连接的接的MPIMPI通通讯方式方式调用系用系统功能功能SFCSFC 用用系系统功功能能S SF FC C6 65 56 69 9，可可以以在在无无组态情情况况下下实现P PL LC C 之之间的的M M P PI I的的通通讯，这种种通通讯方方式式适适合合于于S S7 7-3 30 00 0、S S7 7-4 40 00 0和和S S7 7-2 20 00 0之之间的的通通讯。无无组态通通讯又又可

22、可分分为两两种种方方式式：双双向向通通讯方方式式 和和 单向向通通讯方方式式。无无组态通通讯方方式式不不能能和和全全局局数数据据通通讯方式混合使用。方式混合使用。双向通双向通讯方式方式 单向通向通讯 1.1.双向通双向通讯方式方式 双双向向通通讯方方式式要要求求通通讯双双方方都都需需要要调用用通通讯块，一一方方调用用发送送块发送送数数据据，另另一一方方就就要要调用用接接收收块来来接接收收数数据据。适适用用S S7 7-3 30 00 0/4 40 00 0之之间通通讯，发送送块是是S SF FC C6 65 5（X X_ _S SE EN ND D），接接收收块是是S SF FC C6 66

23、6（X X_ _R RC CV V）。下下面面举例例说明明如如何何实现无无组态双双向向通通讯。【例例】无无组态双向通双向通讯。设2 2个个MPIMPI站分站分别为MPI_Station_1MPI_Station_1（MPIMPI地址地址为设为2 2）和）和MPI_Station_2MPI_Station_2（MPIMPI地址地址设为4 4），要求），要求MPI_Station_1MPI_Station_1站站发送一个数据包到送一个数据包到MPI_Station_2MPI_Station_2站。站。生成生成MPI硬件工作站硬件工作站 打打 开开 S ST TE EP P 7 7，创建建一一个个S

24、 S7 7项目目，并并命命名名为“双双向向通通讯”。在在 此此项目目 下下 插插 入入 两两 个个S S7 7-3 30 00 0的的P PL LC C 站站，分分别重重 命命 名名为M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _1 1和和M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _2 2。M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _1 1包包含含一一个个CPU315-2DPCPU315-2DP；MPI_Station_2MPI_Station_2包含一个包含一个CPU313C-2DPCPU313C-

25、2DP。设置置MPI地址地址 完完 成成 2 2个个P PL LC C 站站的的硬硬件件组态，配配置置M M P PI I地地址址和和通通信信速速率率，在在本本例例中中 C CP PU U3 31 15 5-2 2D DP P和和C CP PU U3 31 13 3C C-2 2D DP P的的M M P PI I地地址址分分别设置置为2 2号号 和和4 4号号，通通信信速速率率为1 18 87 7.5 5k k b b i it t/s s。完完成成后后点点击按按钮，保保存存并并编译硬件硬件组态。最后将硬件。最后将硬件组态数据下数据下载到到CPUCPU。编写写发送站的通送站的通讯程序程序 在

26、在M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _1 1站站的的循循环中中断断组织块O OB B3 35 5中中调用用S SF FC C6 65 5，将将 I I 0 0.0 0 I I 1 1.7 7发送送到到M M P P I I_ _ S S t ta a t ti io o n n _ _ 2 2站站。MPI_Station_1MPI_Station_1站站OB35OB35中的通中的通讯程序如程序如图所示。所示。编写接收站的通写接收站的通讯程序程序 在在M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _2 2站站的的主主循循环组织块

27、O OB B1 1中中调用用S SF FC C6 66 6，接接收收M M P PI I_ _S St ta at ti io on n_ _1 1站站发送送的的数数据据，并并保保存存在在M M B B1 10 0和和M M B B1 11 1中。中。MPI_Station_2MPI_Station_2站站OB1OB1中的通中的通讯程序如程序如图所示。所示。2.2.单向通向通讯 单向向通通讯只只在在一一方方编写写通通讯程程序序，也也就就是是客客户机机与与服服务器器的的访问模模式式。编写写程程序序一一方方的的C CP PU U 作作为客客户机机，无无需需编写写程程序序一一方方的的C CP PU

28、U 作作为服服务器器，客客户机机调用用S SF FC C 通通讯块对服服务器器进行行访问。S SF FC C6 67 7（X X_ _ G GE ET T）用用来来读取取服服务器器指指定定 数数 据据 区区 中中 的的 数数 据据 并并 存存 放放 到到 本本 地地 的的 数数 据据 区区 中中，S SF FC C 6 68 8（X X_ _P PU UT T）用用 来来 将将 本本 地地 数数 据据 区区 中中 的的 数数 据据 写写 到到 服服务器器 中中 指指 定定 的的 数数 据据 区区。【例例】无无组态单向通向通讯。建建立立两两个个 S S7 7-3 30 00 0站站：M M P

29、PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _1 1（C CP PU U3 31 15 5-2 2D DP P，M M P PI I地地址址设置置为2 2）和和M M P PI I_ _S St ta at ti i o on n_ _2 2（C CP PU U3 31 13 3C C-2 2D DP P，M M P PI I地地址址设置置为3 3）。C CP PU U3 31 15 5-2 2D DP P作作为客客户机机，C CP PU U3 3 1 1 3 3 C C-2 2 D DP P作作为服服务器。器。生成生成MPI硬件工作站硬件工作站 打打 开开 S ST TE

30、EP P 7 7编程程软件件，创建建一一个个S S7 7项目目，并并命命名名为“单向向通通讯”。在在此此项目目下下插插入入两两个个S S7 7-3 30 00 0的的P PL LC C 站站，分分别重重命命名名为MPI_Station_1MPI_Station_1和和MPI_Station_2MPI_Station_2。设置置MPIMPI地址地址 在在本本例例中中将将 C CP PU U3 31 15 5-2 2D DP P和和C CP PU U3 31 13 3C C-2 2D DP P的的M M P PI I地地址址分分别设置置为2 2号号和和3 3号号，通通信信速速率率为1 18 87

31、7.5 5k kb bi it t/s s。完完成成后后点点击按按钮，保保 存存 并并编 译硬硬 件件组 态。最最 后后 将将 硬硬 件件组 态数数 据据 下下载到到CPUCPU。生成生成MPI硬件工作站硬件工作站 打打 开开 S ST TE EP P 7 7编程程软件件，创建建一一个个S S7 7项目目，并并命命名名为“单向向通通讯”。在在此此项目目下下插插入入两两个个S S7 7-3 30 00 0的的P PL LC C 站站，分分别重重命命名名为MPI_Station_1MPI_Station_1和和MPI_Station_2MPI_Station_2。设置置MPIMPI地址地址 在在本

32、本例例中中将将 C CP PU U3 31 15 5-2 2D DP P和和C CP PU U3 31 13 3C C-2 2D DP P的的M M P PI I地地址址分分别设置置为2 2号号和和3 3号号，通通信信速速率率为1 18 87 7.5 5k kb bi it t/s s。完完成成后后点点击按按钮，保保 存存 并并编 译硬硬 件件组 态。最最 后后 将将 硬硬 件件组 态数数 据据 下下载到到CPUCPU。编写客写客户机的通机的通讯程序程序 有有组态连接的接的MPIMPI通通讯方式方式调用系用系统功能功能块SFBSFB 对于于M M P PI I网网络，调用用系系统功功能能块S

33、SF FB B进行行P PL LC C 站站之之间的的通通讯只只适适合合于于S S7 7-3 30 00 0/4 40 00 0，S S7 7-4 40 00 0/4 40 00 0之之间的的通通讯，S S7 7-3 30 00 0/4 40 00 0通通讯时，由由于于S S7 7-3 30 00 0C CP PU U 中中不不能能调用用S SF FB B1 12 2（B BS SE EN ND D），S SF FB B1 13 3（B BR RC CV V），S SF FB B1 14 4(G G E ET T)，S SF FB B1 15 5(P PU UT T)，不不能能主主动发送送和和

34、接接收收数数据据，只只能能进行行单向向通通讯，所所以以S S7 7-3 30 00 0P PL LC C 只只能能作作为一一个个数数据据的的服服务器器，S S7 7-4 40 00 0P PL LC C 可可以以作作为客客户机机对S S7 7-3 30 00 0P PL LC C 的的数数据据进行行读写操作。写操作。【例例】有有组态连接的接的MPIMPI单向通向通讯。建建 立立 S S 7 7-3 30 00 0与与 S S 7 7-4 40 00 0之之间的的 有有组 态M M P PI I单向向 通通讯 连接接，CPU416-2DPCPU416-2DP作作为客客户机，机，CPU315-2D

35、PCPU315-2DP作作为服服务器器。建立建立S7S7硬件工作站硬件工作站 打打 开开 S ST TE EP P 7 7，创建建一一个个S S7 7项目目，并并命命名名为“有有组态单向向通通讯”。插插入入一一个个名名称称为M M P PI I _ _S ST TA AT TI I O ON N_ _1 1的的S S7 7-4 40 00 0的的P PL LC C 站站，C CP PU U为C CP PU U 4 41 16 6-2 2D DP P，M M P PI I地地址址为2 2；插插入入一一个个名名称称为M M P PI I _ _S ST TA AT TI I O ON N_ _2

36、2的的 S S 7 7-3 3 0 0 0 0的的 P PL LC C 站站，C C P PU U 为 C C P P U U 3 31 15 5-2 2D D P P，M M P PI I地地址址为3 3。组态MPIMPI通通讯连接接（1/31/3）首首先先在在 S SI IM M A AT TI IC C M M a an na ag ge er r窗窗口口内内选择任任一一个个S S7 7工工作作站站，并并进入入硬硬件件组态窗窗口口。然然后后在在S ST TE EP P 7 7硬硬件件组态窗窗口口内内执行行菜菜单命命令令【O O p pt ti io on ns s】【C C o on n

37、f fi ig gu ur re e N N e et tw w o or rk k】，进入入网网络组态NetProNetPro窗口。窗口。组态MPIMPI通通讯连接接(2/3)(2/3)用用鼠鼠标右右键点点击M M P PI I _ _S ST TA AT TI I O ON N_ _1 1的的C CP PU U4 41 16 6-2 2D DP P，从从 快快捷捷 菜菜单中中选 择【I I n n s s e e r r t t N N e e w w C C o on nn ne ec ct ti i o on n】命命令令，出出现新新建建连接接对话框框，如如图所所示。示。组态MPIMP

38、I通通讯连接接(3/3)(3/3)在在“C C o on nn ne ec ct ti io on n”区区域域，选择连接接类型型为“S S7 7 C C o on nn ne ec ct ti io on n”，在在“C C o on nn ne ec ct ti io on n P P a ar rt tn ne er r”区区域域选择M M P PI I_ _S St ta at ti io on n_ _2 2工工作作站站的的C CP PU U3 31 15 5-2 2D DP P，最最后后点点击按按钮完完成成连接接表表的的建建立立，弹出出连接接表表的的详细属属性性对话框，如框，如图所

39、示。所示。编写客写客户机机MPIMPI通信程序通信程序 PROFIBUSPROFIBUS现场总线通信技通信技术 PROFIBUSPROFIBUS介介绍 PROFIBUS DPPROFIBUS DP设备分分类 CPU31x-2DPCPU31x-2DP之之间的的DPDP主从通信主从通信 CPU31x-2DPCPU31x-2DP通通过DPDP接口接口连接接远程程I/OI/O站站 CP342-5CP342-5作主站的作主站的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP组态应用用 CP342-5CP342-5作从站的作从站的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP组态应用用 PROFIBUS-DPP

40、ROFIBUS-DP从站之从站之间的的DXDX方式通方式通讯 什么是现场总线？什么是现场总线？现场总线是近几年来迅速发展起来的一种工业数据总线，是一种串行的数字数据通信链路，是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。国际电工委员会IEC61158的标准定义，现场总线是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动化控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线”。现场总线是在生产现场、测

41、控设备之间形成开放型测控网络的新技术。现场总线控制系统既是一个开放式通信网络，又是一种全分布式控制系统。它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上，作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。PROIFIBUS PROFIBUS 是德国国家标准DIN 19245和欧洲标准EN 50170的现场总线标准，由PROFIBUS-DP，PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列。DP型用于分散外设间的高速数据传输，是一种经济的设备级网络，数据传输速率9.6Kbit/s1

42、2Mbit/s，特别适合于加工自动化领域的应用。数据链路层，适用于过程自动化的总线类型。网络部件工业以太网链路模块OLM、ELM依照IEEE 802.3标准，利用电缆和光纤技术，SIMATIC NET连接模块使得工业以太网的连接变得更为方便和灵活。OLM（光链路模块）有3个ITP接口和两个BFOC接口。ITP接口可以连接3个终端设备或网段，BFOC接口可以连接两个光路设备（如OLM等），速度为10Mbit/s。如图10-1所示。ELM（电气链路模块）有个ITP接口和1个AUI接口。通过AUI接口，可以将网络设备连接至LAN上，速度为10Mbit/s。图10-1 工业以太网OLM工业以太网交换机

43、OSM、ESMOSM的产品包括：OSM TP62、OSM TP22、OSM ITP62、OSM ITP62-LD和OSM BC08。从型号就可以确定OSM的连接端口类型及数量，如：OSM ITP62-LD，其中ITP表示OSM上有ITP电缆接口，“6”代表电气接口数量，“2”代表光纤接口数量，LD代表长距离，如图所示。ESM的产品包括：ESM TP40、ESM TP80和ESM ITP80，命名规则和OSM相同。如图所示为ESM TP80。OSM ITP62-LDESM TP80 通信处理器常用的工业以太网通信处理器（CPCommunicaton Processer，通信处理单元），包括用在S

44、7 PLC站上的处理器CP243-1系列、CP343-1系列、CP443-1系列等。CP243-1是为S7-200系列PLC设计的工业以太网通信处理器，通过CP243-1模块，用户可以很方便地将S7-200系列PLC通过工业以太网进行连接，并且支持使用STEP7-Micro/WIN 32软件，通过以太网对S7-200进行远程组态、编程和诊断。同时，S7-200也可以同S7-300、S7-400系列PLC进行以太网的连接。如图所示。S7-300系列PLC的以太网通信处理器是CP343-1系列，按照所支持协议的不同，可以分为CP343-1、CP343-1 ISO、CP343-1 TCP、CP343

45、-1 IT和CP343-1 PN，如图所示。CP243-1 CP343-1 S7-400 PLC的以太网通信处理器是CP443-1系列，按照所支持协议的不同，可以分为CP443-1、CP443-1 ISO、CP443-1 TCP和CP443-1 IT，如图所示。CP443-1现场总线在自动化系统中的位置 传统方式：现场级设备与控制器之间连接采用一对一所谓I/O接线方式，4-20mA或24VDC信号现场总线现场总线技术技术主要特征是采用数字式通信方式取代设备级的4-20mA(模拟量)/24VDC(开关量)信号，使用一根电缆连接所有现场设备。现场总线对自动控制系统和自动化系统的影响传统的信号制将由

46、4-20mA模拟信号制转换为双向数字通信的现场总线信号制；自动控制系统的体系结构，将由模拟与数字的分散型控制系统(DCS)转换为全数字现场总线控制系统(FCS)。进而，自动控制系统的设计方法和安装调试方式也将发生重大的变化；现行的现场设备和仪表产品结构将发生重大变革；现场总线把自动控制系统和设备带进了信息网络之中，形成为企业信息网络的底层。从而为实现企业信息集成和企业综合自动化提供了可行的基础。使用现场总线技术给用户带来的好处节省硬件成本；设计、组态、安装、调试简便；系统的安全、可靠性好，减少故障停机时间；系统维护、设备更换和系统扩充方便；用户对系统配置、选型有最大的自主权；完善了企业信息系统

47、，为实现企业综合自动化提供了基础。三种有效的传输技术PROFIBUS使用两端有终端的总线拓扑在运行期间，接入和断开一个或几个站不会影响其他站的工作，即使在本质安全区也如此。提供三种不同的物理层选择：RS 485：用于DP和FMSIEC 1158-2：用于PA光纤：用于DP和FMSPROFIBUS-DP的特点代替PLC/PC与I/O之间昂贵的电线快速，传输1千字节的输入数据和1千字节的输出数据所需时间0.34mm每单位长度的电容 30pF/mPROFIBUS电缆被列在PROFIBUS电子产品指南中PROFIBUS电缆要求-RS 485PROFIBUS电缆长度(对RS 485)长度可以用中继器来延

48、长9针D型连接器的针脚分配(为RS 485用)对PROFIBUS-DP/FMS提供的连接器类型是9针D型连接器插座部分被安装在设备上如果其他连接器能提供必要的命令信号的话，也允许使用拓扑(PROFIBUS支持总线型，树型和星型拓扑)这里提供的拓扑是总线型拓扑在总线的开头和结尾必须有终端一段可以由最多32个站组成安装RS 485(1)安装RS 485(2)RS 485的屏蔽/接地详细的安装指示在PROFIBUS-DP/FMS的安装导则中说明,最好穿金属管。RS-485传输的数据位顺序每个八位十进制数(1字节)按11位的顺序被传输最小的有效位(LSB)被第一个发送最大的有效位(MSB)被最后发送每

49、个八位十进制数都补充三位。即开始、终止和奇偶校验位此编码原理称NRZ(即Non Return to Zero)D A I标准电缆：用于冶金业等环境恶劣场所标准电缆：用于冶金业等环境恶劣场所现场采用的是标准电缆现场采用的是标准电缆非屏蔽电缆：用于食品，烟草等制造场所非屏蔽电缆：用于食品，烟草等制造场所DMA I C通讯端子做法均合乎标准通讯端子做法均合乎标准1.PROFIBUS1.PROFIBUS的的组成成 PROFIBUSPROFIBUS协议包括包括3 3个主要部分：个主要部分：PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP（分布式外部（分布式外部设备）PROFIBUS-PAPROFIBUS-P

50、A（过程自程自动化）化）PROFIBUS-FMSPROFIBUS-FMS（现场总线报文文规范）范）PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP（分布式外部（分布式外部设备）P PR RO OF FI I B BU US S-D DP P是是一一种种高高速速低低成成本本数数据据传输，用用于于自自动化化系系统中中单元元级控控制制设备与与分分布布式式I I/O O（例例如如 E ET T 2 20 00 0）的的通通信信。主主站站之之间的的通通信信为令令牌牌方方式式，主主站站与与从从站站之之间为主主从从轮询方方式式，以以及及这两两种种方方式式的的混混合合。一一个个网网络中中有有若若干干个个被被动节点