第八章PROFIBUS通讯ppt课件.ppt
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1、 u9.1 ProfiBus通讯简介 u9.2 S7-300PLC的ProfiBus通讯方法 u9.3 多个S7-300之间的ProfiBUS通信实现 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。 ProfiBus主要有
2、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 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/S12MB/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)。 u9.2.1 利用I/O口实现小于4个字节直接Profi
3、Bus通信 u9.2.2 系统功能SFC14、SFC15的ProfiBus通信应用 u9.2.3 通过CP342-5实现ProfiBus通讯 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:、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;、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。 u一、 CPU集成DP口与ET200M之间远程的通 信 u二、 通过CPU集成DP口连接智能从站 利用利用I/OI/O口实现小于口实现小于4 4个字节直接个字节直接ProfiBusProfiBus通信通信
4、ET200系列是远程I0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I0站,如ET200M、 ET200B、ET200X、ET200S等,ET200M适合在远程站点I0点 数量较多的情况下使用,我们将以ET200M为例介绍远程IO的配 置。主站为集成DP接口的CPU,下面进行详细介绍。 CPU集成DP口与ET200M之间远程的通信 1、硬件连接 图9-1 集成DP口CPU与ET200M硬件连接 2、资源需求 u带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站 。 u从站为带I/O模块的ET200M。 uMPI网卡CP5611。 uProfiBus总线连接器以及
5、电缆。 uSTEP7 V5.2系统设计软件 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
6、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。 3、网络组态以及参数设置 图9-2 ET200M的外形图 图9-3 CPU315-2DP RPROFIBUS网络配置 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PROFIB
7、US网络创建,同时界面出现PROFIBUS网络。 图9-4 PROFIBUS-DP的“Network Settings”的参数设置 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E
8、T200M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IO地址区与中央扩展 的IO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。 图9-5 加载IM 153-1至PROFIBUS(1)网络过程示意 图9-
9、6 IM153的PROFIBUS网络参数配置 图9-7 315-2DP、ET200M的I/O模块配置 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。 通过CPU集成DP口连接智能从站 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。 2、资源需求 u带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站 。 u从站为带I/O模块的ET200M。 uMPI网卡CP5611。 uProf
10、iBus总线连接器以及电缆。 uSTEP7 V5.2系统设计软件 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
11、数设置,在本例中设置PROFIBUS的传输速率为“15Mbit s”,行规为“DP”。如图9-10所示。 3、网络组态以及参数设置 图9-9 313C-2DP的PROFIBUS网络参数配置 图9-10 PROFIBUS-DP的“Network Setting”参数设置设置 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。 图9-11 配置313C-2DP为智能从站 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
12、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 。 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。 在图9-12中定义S7-300从站的通信接口区。 表9-1 Address type 选择为 “Input”对应 I区,“Output”对应 Q区 Length 设置通信区域的大小,最多32字节 Unit 选择 是按字节还 是按字来通信 Consistency 选择 “Unit”是按在“Unit”中定义的数据格式发送,即按字节或字发送 ;若选择 “All”表示是打包发送,每包最多32字节 设置完成
13、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。 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 DPConfiguration Stat
14、ion”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“DPslave 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
15、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。 2)、组态“主站”硬件 图9-12 313C-2DP的PROFIBUS网络参数配置 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 AddrDP通信伙伴的
16、DP地址; Partner AddrDP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。 图9-12的Configuration选项中参数意义说明如下: 图9-13 313C-2DP智能从站通信接口区参数配置结果 图9-14 315-2DP主站组态 图9-15 将313C-2DP从站连接到315-2DP主站 图9-16 313C-2DP从站连接到315-2DP主站的过程 图9-17 主、从站之间的输入/输出接口区设置 图9-18 主、从站之间的输入/输出接口区配置结果 系统功能SFC14、SFC
17、15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
18、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。 1、硬件连接 图9-19 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- 19连接,然后分别组态主站和从站,原则上先组态从站。 2、资源需求 u带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站 。 u从站为带I/O模块的ET200M。 uMPI网卡CP5611。 uProfiBus总线连接器以及电缆。 uSTEP7 V5.2系统设计软件 3
19、、网络组态以及参数设置 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
20、输速率为“15Mbits”,行规 为“DP”。如图9-21所示。 1)、组态“从站”硬件 图9-20 PROFIBUS组态界面 图9-21 配置313C-2DP智能从站网络参数 双击CPU 313C-2DP项下的“DP”项,会弹出PROFIBUS-DP的属性 菜单,如图9-22所示。在网络属性窗口选择“Operating Mode”菜单,激 活“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,即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,为PR()FIBuS诊断时,选择默认值即可。选择 “Configuration”标签,
21、点击“New”按钮组态通信的接口区,例如输入区 IB50IB69共20字节,“Consistency”属性选择“All”,如图9-23所示。 在本例中组态从站通信接口区为输入IB50IB69,输出QB5OQB69。 点击“Apply”按钮确认后,可再加入若干行通信数据。全部通信区的大小 与CPU型号有关。组态完成后下载到CPU中。 图9-22 配置313C-2DP为智能从站 图9-23 配置313C-2DP为智能从站 以同样的方式组态S7-300主站,配置PROFIBUS-DP的站地址为2,与从站 选择同一条PROFIBUS网络,见图9-24。然后打开硬件目录,选择 “PROFIBUSDP”“
22、Configuration Station”文件夹,选择CPU31X,将其连接 到DP主站系统的PROFIBUS总线上。此时会自动弹出“DP-slave Properties”, 在其中的“Connection”标签中选择已经组态过的从站,见图9-25。 然后点击“Configuration”标签,出现图9-26,点击“Edit”,设置主站的通信 接口区,如图9-27所示。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,本例中主站QB50QB69对应从站IB50。IB69,从站 IB5OIB69对应主站QB5OQB69,如图9-27所示。 组态通信接口区后,下载到CPU3
23、15-2DP中,为避免网络上因某个站点掉电 使整个网络不能正常工作的故障,要在S7-300中编写OB82、OB86、OBl22组 织块。 2)、组态“主站”硬件 9-24 组态315C-2DP主站 图9-25 连接313C-2DP智能从站 图9-26 设置主站通讯接口 图9-27 配置输入/输出接口区 图9-28 调用系统功能块 4、通信编程 在系统块中找到SFCl4、SFCl5如图9-28所示,并在OBl中调用。 CALL“DPRD_DAT” SFCl4 LADDR :=W#16#32 RECORD :=P#DBlDBX00 BYTE 20 RET_VAL:=MW2 SFCl4解开主站存放在
24、IB50IB69的数据包并放在DBlDBBODBlDBB19中。 CALL“DPWR_DAT” SFCl5 LADDR :=W#16#32 RECORD :=P#DB2DBX00 BYTE 20 RET_VAL:=MW4 SFCl5给存放在DB2DBBODBlDBB19中的数据打包,通过QB50QB69发送出去 。 1)、编写主站程序 说明:LADDR的值是W#16#32,表示十进制“50”,和硬件组态虚拟地址一致。 在从站的OBl中调用系统功能SCF14、SCF15。 CALL“DPRD_DAT” SFCl4 LADDR :=W#16#32 RECORD :=P#DBlDBX00 BYTE
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