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通过PRPFIBUSDP实现带集成DP接口CPU之间的主从通信
通过PRPFIBUS-DP实现带集成DP接口CPU之间的主从通信
一.PROFIBUS简介
1.PROFIBUS基本性质
PROFIBUS规定了串行现场总线系统的技术和功能特性。
通过这个系统,从底层(传感器、执行器级)到中层(单元级)的分布式、数字现场可编程控制器都可以连网。
PROFIBUS区分为主站和从站。
Ø主站主站掌握总线中数据流的控制权。
只要它拥有访问总线权(令牌),
主站就可以在没有外部请求的情况下发送信息。
在PROFIBUS协议中,主站也被称作主动节点。
Ø从站从站是简单的输入、输出设备。
典型的从站为传感器,执行器以及变频器。
从站也可为智能从站,如S7300/400带集成口的CPU等。
从站不会拥有总线访问的授权。
从站只能确认收到的信息或者在主站的请求下发送信息。
从站也被称作被动节点。
Ø传输方法符合美国标准EIARS485的闭合电路传输,是制造工程、建筑服务管理系统和动力工程的基本标准。
它采用铜导体的双绞线,也可用光纤。
Ø传输速度PROFIBUS总线的传输速率从9.6Kbit/s—12Mbit/s。
网段总线长度与传输速率的关系
传输速率/(Kbit/s)
9.6—187.5
500
1500
3000--12000
总线长度/m
1000
400
200
100
Ø最大节点数127(地址0-126)
2.PROFIBUS现场应用类型
PROFIBUS提供了三种通信协议类型:
FMS,DP和PA
ØPROFIBUS-FMS:
用于现场通用通信任务的FMS接口(DIN19245T.2)
ØPROFIBUS-DP:
用于与分布式I/O进行高速通讯
ØPROFIBUS-PA:
用于执行规定现场设备特性的PA设备,它使用扩展的PROFIBUS-DP协议进行数据传输。
3.利用PROFIBUSDP进行的通信
PROFIBUS-DP是为了实现在传感器-执行器级快速数据交换而设计的。
中央控制装置(例如可编程控制器)在这里通过一种快速的串行接口与分布式输入和输出设备通信。
与这些装置的通信一般是循环发生的。
中央控制器(主站)从从站读取输入信息并将输出信息写到从站。
单主站或者多主站系统可以由PROFIBUS-DP来实现。
这使得系统配置异常方便。
一条总线最多可以连接126个设备(主站或从站)。
Ø系统配置
系统配置的规范包含一系列的站点,I/O地址的分配,输入输出数据的完整性,诊断信息的格式以及总线参数。
Ø设备类型
DP1类主站这是一种在给定的信息循环中与分布式站点(DP从站)交换信息的中央控制器。
典型的设备有:
可编程控制器(PLC),微机数值控制(CNC)或计算机(PC)等。
DP2类主站属于这一类的装置包括编程器,组态装置和诊断装置,例如上位机。
这些设备在DP系统初始化时用来生成系统配置。
DP从站一台DP从站是一种对过程读和写信息的输入、输出装置(传感器/执行器),例如分布式I/O,ET200,变频器等。
二.通过PROFIBUS-DP实现两CPU集成DP接口之间的主从通信
PROFIBUS-DP从站不仅仅是ET200系列的远程I/O站,当然也可以是一些智能从站,如带集成DP接口和PROFIBUS通信模块的S7300站,S7400站(V3.0以上)都可以作为DP的从站。
下面我们将以两个CPU315-2DPCPU之间主从通信为例介绍连接智能从站的组态方法。
1.硬件和软件需求
硬件:
PROFIBUS-DP主站S7-300CPU315-2DP(6ES7315-2AG10-0AB0)
SM374
PROFIBUS-DP从站S7-300CPU315-2DP(6ES7315-2AG10-0AB0)
SM374
PROFIBUS电缆及接头
CP5512(PCMCIA卡,用于笔记本电脑)或PC适配器,CP5611(PC机)
2.软件:
STEP7V5.3SP2
3.网络组态及参数设置
1)新建项目:
在STEP7中创建一个新项目,然后选择InsertStationSimatic300station,插入两个S7300站,这里命名为Simatic300(master)和
Simatic300(slave)。
当然也可完成一个站的配置后,再建另一个。
如图1。
图1在STEP7硬件组态中插入两个S7300站
2)组态从站:
在两CPU主从通信组态配置是,原则上要先组态从站。
Ø硬件组态
双击Simatic300(slave)“Hardware”,进入硬件组态窗口,在功能按钮栏中点击“Catalog”图标打开硬件目录,按硬件安装次序和订货号依次插入机架、电源、CPU和SM374等进行硬件组态。
插入CPU时会同时弹出PROFIBUS接口组态窗口。
也可以插入CPU后,双击DP(X2)插槽,打开DP属性窗口点击属性按钮进入PROFIBUS接口组态窗口。
点击“NEW”按钮新建PROFIBUS网络,分配PROFIBUS站地址,本例设为3号站。
点击“Propertives”按钮组态网络属性,选择“NetworkSetting”进行网络参数设置,如波特率、行规。
本例传输速率为1.5Mbit/s,行规为DP。
如图2。
图2ProfibusDP网络参数设置
确认上述设置后,PROFIBUS接口状态如图3。
图3Profibus接口状态
ØDP模式选择
同样在DP属性设置对话框中,选择“OperatingMode”标签,激活“DPslave”操作模式。
如果“Test,commissioning,routing”选项被激活,则意味着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。
也可以用STEP7F1帮助功能查看详细信息。
图4DP模式选择
Ø定义从站通信接口区
选择“Configuration”标签,打开I/O通信接口区属性设置窗口,点击“New”按钮新建一行通信接口区,如图5可以看到当前组态模式为主从(MS,Master-slaveconfiguration)。
注意此时只能对本地(从站)进行通信数据区的配置。
Addresstype:
选择“Input”对应输入区,“Output”对应输出区。
Address:
设置通信数据区的起地址。
Length:
设置通信区域的大小,最多32字节。
Unit:
选择是按字节(byte)还是按字(word)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。
此时通信数据大于4个字节时,应用SFC14,SFC15。
设置完成后点击“Apply”按钮确认。
同样可根据实际通信数据建立若干行,但最大不能超过244字节。
在本例中分别创建一个输入区和一个输出区,长度为4字节,设置完成后可在“Configuration”窗口中看到这两个通信接口区。
如图6。
图5通信接口区设置
图6设置完成后的从站通信区
Ø设置通信区完成后,点击编译存盘按钮,编译无误后即完成从站的组态。
图7从站的编译存盘
3)组态主站
Ø完成从站组态后,就可以对主站进行组态,基本过程与从站相同。
在完成基本硬件组态后对DP接口参数进行设置,如图8。
本例中地址设为2,并选择与从站相同的PROFIBUS网络(PROFIBUS1)。
波特率以及行规与从站应设置相同。
(1.5Mbit/s;DP)。
Ø然后在DP属性设置对话框中,选择“OperatingMode”标签,选择“DPMaster”操作模式。
如图9所示。
图8主站DP接口参数设置
图9DP接口为主站
Ø连接从站:
在硬件组态(HWConfig)窗口中,打开硬件目录,选择“PROFIBUSDPConfiguredStations”文件夹,将CPU31x拖拽到主站系统DP接口的PROFIBUS总线上,这时会同时弹出DP从站连接属性对话框,选择所要连接的从站后,点击“Connect”按钮确认。
如图10。
注:
如果有多个从站存在时,要一一连接。
图10连接从站
Ø通信接口区:
连接完成后,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11所示。
图12为设置完成I/O通信区。
图11通信数据区设置
图12通信数据区
确认上述设置后,在硬件组态(HWConfig)中,选择编译存盘按钮,编译无误后即完成主从通信组态配置。
图13组态的编译存盘
Ø简单编程:
在程序调试阶段,建议将OB82,OB86,OB122下载到CPU中,这样可使在CPU有上述中断触发时,CPU仍可运行。
相关OB的解释可以参照STEP7帮助。
本例附有简单例程,仅供参考。
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- 通过 PRPFIBUSDP 实现 集成 DP 接口 CPU 之间 主从 通信