SIMOTIONPROFIBUS-DP通信入門

1、1PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)介紹現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS可以連接遠(yuǎn)程I/O站、儀表、主站（PLC站）等設(shè)備，通信服務(wù)分為DP、FDL、S7、FMS、PA（將服務(wù)類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換），通信方式分為主主、主從通信。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)分層參考表1：表1 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)層   DP設(shè)備行規(guī) FMS設(shè)備行規(guī)PA設(shè)備行規(guī)基本功能基本功能擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能DP用戶接口     直接數(shù)據(jù)鏈路映象程序(DDLM)應(yīng)用層接口DP用戶接口    （ALI)直接數(shù)據(jù)鏈路映象程序(DDLM)第7層

2、0;應(yīng)用層應(yīng)用層 （應(yīng)用層）S7現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范（FMS)第36層  第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）數(shù)據(jù)鏈路層                 現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路（FDL)數(shù)據(jù)鏈路層                 現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路（FDL)

3、數(shù)據(jù)鏈路層         現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路（FDL)IEC接口第1層物理層物理層物理層IEC1158-2（物理層）（RS485/光纖)（RS485/光纖)（RS485/光纖）PROFIBUS總線符合EIA RS4858標(biāo)準(zhǔn)，PROFIBUS RS485 的傳輸程序是以半雙工、異步、無(wú)間隙同步為基礎(chǔ)的。傳輸介質(zhì)可以是光纜或屏蔽雙絞線，電氣傳輸每一個(gè)RS485傳輸段為32個(gè)站點(diǎn)和有源網(wǎng)絡(luò)元件(RS485中間器，OLM等)，在總線的兩端為終端電阻，結(jié)構(gòu)如圖1：圖1：PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)西門子總線終端一般都

4、配有終端電阻，PROFIBUS使用9針D型連接器，D型連接器插座連接總線站，D型連接器插頭與總線電纜相連?？偩€終端和針腳定義如表2：表2 總線終端管腳定義 針腳號(hào)信號(hào)名稱設(shè)計(jì)含義1SHIELD屏蔽或功能地2M2424V輸出電壓地（輔助電源）3RXD/TXD-P接收和發(fā)送數(shù)據(jù)正  B線4CNTR-P方向控制信號(hào)P5DGND數(shù)據(jù)基準(zhǔn)電位（地）6VP供電電壓正7P24正24V輸出電壓（輔助電源）8RXD/TXD-N接收和發(fā)送數(shù)據(jù)負(fù)  A線9CNTR-N方向控制信號(hào)N PROFIBUS總線的傳輸輸率從9.6Kbit/s 12Mbit/s，總線長(zhǎng)度與傳輸輸率相關(guān)，

5、總的規(guī)律是傳輸輸率越高總線長(zhǎng)度越短，越容易受到電磁干擾，基于傳輸輸率的最大段長(zhǎng)度參考表3：表3 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與距離的關(guān)系波特率（K Bit/s）9.6187.55001500300012000總線長(zhǎng)度（米）1000400200100總線終端的電阻與PROFIBUS總線相匹配，并配有軸向電感以消除電容性負(fù)載而引起的導(dǎo)線反射，選擇普通的屏蔽雙絞線不能保證總線的段長(zhǎng)度。如果需要擴(kuò)展總線的長(zhǎng)度或者PROFIBUS從站個(gè)數(shù)超過(guò)32個(gè)時(shí)，就要加入RS485中繼器，例如擴(kuò)展PROFIBUS長(zhǎng)度的應(yīng)用，實(shí)際PROFIBUS的長(zhǎng)度為500米，而波特率要求達(dá)到1.5 MBIT/S，對(duì)照上表波特率為

6、1.5MBIT/S使最大的長(zhǎng)度為200米，要擴(kuò)展到500米，就需要加入兩個(gè)RS485中繼器，拓?fù)鋱D如圖2所示：圖2：PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展西門子RS485中繼器具有信號(hào)放大和再生功能，在一條PROFIBUS總線上最多可以安裝9個(gè)RS485中繼器，其他廠商的產(chǎn)品要查看其產(chǎn)品規(guī)范以確定安裝個(gè)數(shù)。一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)段最多可有32個(gè)站點(diǎn)，如果一條PROFIBUS網(wǎng)上超過(guò)32個(gè)站點(diǎn)，也需要用RS485中繼器隔開(kāi)，例如一條PROFIBUS總線上有80個(gè)站點(diǎn)，那么就需要兩個(gè)RS485中繼器分成3個(gè)網(wǎng)段。RS485中繼器是一個(gè)有源的網(wǎng)絡(luò)元件 ，本身也要算一個(gè)站點(diǎn)。除了以上兩個(gè)功能，RS485中繼器的還可

7、以使網(wǎng)段之間相互電氣隔離。2SIMOTION使用PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的通信功能SIMOTION系統(tǒng)只能使用PROFIBUS-DP通信服務(wù)進(jìn)行通信，PROFIBUS-DP采用主從的通信方式，使用DP通信方式，一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上只允許有一個(gè)1類主站，其它站點(diǎn)可以是2類主站（HMI或只接收從站信息的主站）或從站，只有1類主站可以對(duì)從站發(fā)送命令，主站以輪詢的方式訪問(wèn)各個(gè)從站，所以PROFIBUS-DP具有很好的實(shí)時(shí)性。按照PROFIBUS-DP的規(guī)約，主從間最大的通信量為244個(gè)字節(jié)輸入和244個(gè)字節(jié)輸出。SIMOTION 可以作為主站也可以作為從站。下面以SIMOTION 435為例，通信

8、區(qū)為16個(gè)字節(jié)輸入和16個(gè)字節(jié)輸出，分別介紹作為主站、從站的配置。3D435作為從站設(shè)置從站打開(kāi)SCOUT軟件插入D435，點(diǎn)擊D435使用右鍵進(jìn)入硬件配置界面，點(diǎn)擊X126接口新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，然后設(shè)置站號(hào)、通信速率、PROFIBUS參數(shù)組（選擇PROFIBUS-DP）等參數(shù)。本例中作為從站的SIMOTION站地址為2，通信速率為1.5M。在“Operating Mode”界面中選擇“DP SLAVE”，其它參數(shù)保持缺省設(shè)置。在“Configuration”界面中設(shè)置通信接口區(qū)及開(kāi)始地址，如圖3所示：圖3：SIMOTION作為從站的通信接口設(shè)置界面設(shè)置通信接口分別為16個(gè)字節(jié)輸入

9、和16個(gè)字節(jié)輸出。設(shè)置主站在STEP7中打開(kāi)與SIMOTION D435相同的項(xiàng)目，插入S7-300站，打開(kāi)硬件配置，插入CPU例如CPU315-DP/PN，設(shè)置與SIMOTION 435使用相同的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置主站地址為4。在硬件選擇窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中選擇SIMOTION 從站并拖曳到主站網(wǎng)絡(luò)上如圖4所示：圖4：將SIMOTION從站拖曳到網(wǎng)絡(luò)中彈出的窗口中將顯示所有已經(jīng)配置的從站，選擇與主站進(jìn)行通信的從站進(jìn)行連接，如圖5所示，點(diǎn)擊“Connect”鍵連接從站。圖5：連接SIMOTION從站點(diǎn)擊“configuration

10、”按鈕出現(xiàn)從站已經(jīng)配置的通信接口區(qū)，點(diǎn)擊“Edit”鍵為每一條從站通信數(shù)據(jù)區(qū)配置相應(yīng)主站的通信數(shù)據(jù)區(qū)，配置規(guī)則，從站輸入地址區(qū)對(duì)應(yīng)主站輸出地址區(qū)，從站輸出地址區(qū)對(duì)應(yīng)主站輸人地址區(qū)，配置通信接口區(qū)如圖6所示：圖6：配置通信接口區(qū)點(diǎn)擊確認(rèn)鍵后，配置完成。通過(guò)PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序，雙方數(shù)據(jù)通過(guò)輸入、輸出地址區(qū)直接對(duì)應(yīng)，例如圖6配置的主站、從站通信關(guān)系如下：S7-300主站 QB0QB15 SIMOTION從站 IB0IB15。S7-300主站 IB0IB15 SIMOTION從站 QB0QB15。SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS-DP_SLAV

11、E”.ZIP4D435作為主站設(shè)置從站打開(kāi)STEP7軟件插入一個(gè)站點(diǎn)例如S7-300站，點(diǎn)擊“Hardware”進(jìn)入硬件配置界面，插入CPU，例如CPU315-2 DP/PN，點(diǎn)擊X1接口新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，然后設(shè)置站號(hào)、通信速率、PROFIBUS參數(shù)組（選擇PROFIBUS-DP）等參數(shù)。本例中作為從站的S7-300站地址為2，通信速率為1.5M。在“Operating Mode”界面中選擇“DP SLAVE”，其它參數(shù)保持缺省設(shè)置。在“Configuration”界面中設(shè)置通信接口區(qū)及開(kāi)始地址，如圖7所示：圖7：S7-300作為從站的通信接口設(shè)置界面設(shè)置通信接口分別為16個(gè)字節(jié)輸

12、入和16個(gè)字節(jié)輸出。設(shè)置主站打開(kāi)SCOUT軟件插入D435，點(diǎn)擊D435使用右鍵進(jìn)入硬件配置界面，點(diǎn)擊X126選擇與從站相同的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置SIMOTION的站地址，本例中作為主站的SIMOTION站地址為4。在硬件選擇窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中選擇S7-300從站并拖曳到主站網(wǎng)絡(luò)上如圖8所示：圖8：將S7-300從站拖曳到網(wǎng)絡(luò)中彈出的窗口中將顯示所有已經(jīng)配置的從站，選擇與主站進(jìn)行通信的從站進(jìn)行連接，如圖9所示，點(diǎn)擊“Connect”鍵連接從站。圖9：連接S7-300從站點(diǎn)擊“configuration”按鈕出現(xiàn)從站已經(jīng)配置的通信接

13、口區(qū)，點(diǎn)擊“Edit”鍵為每一條從站通信數(shù)據(jù)區(qū)配置相應(yīng)主站的通信數(shù)據(jù)區(qū)，配置規(guī)則，從站輸入地址區(qū)對(duì)應(yīng)主站輸出地址區(qū)，從站輸出地址區(qū)對(duì)應(yīng)主站輸人地址區(qū)，配置通信接口區(qū)如圖10所示：圖10：配置通信接口區(qū)點(diǎn)擊確認(rèn)鍵后，配置完成。通過(guò)PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序，雙方數(shù)據(jù)通過(guò)輸入、輸出地址區(qū)直接對(duì)應(yīng)，例如圖10配置的主站、從站通信關(guān)系如下：SIMOTION主站 QB0QB15 S7-300從站 IB0IB15。SIMOTION主站 IB0IB15 S7-300從站 QB0QB15。SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP5PROFIBU

14、S站點(diǎn)診斷主站通過(guò)PROFIBUS-DP輪詢從站，如果主站故障，與所有從站的通信將終止，從站通信數(shù)據(jù)不更新；如果一個(gè)從站故障，主站還可以與其它從站進(jìn)行通信。在PLC側(cè)可以通過(guò)OB86、FC125/FB125(可以從西門子網(wǎng)站上下載)、SFC13等組織塊、程序塊對(duì)主站或從站進(jìn)行診斷，可以查看PLC相關(guān)文檔，在這里不作相信介紹。SIMOTION使用函數(shù)“_getStateOfSingleDpSlave”或“_getStateOfAllDpSlaves”對(duì)一個(gè)站點(diǎn)或多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行診斷。以調(diào)用函數(shù)“_getStateOfSingleDpSlave”為例介紹PROFIBUS-DP站點(diǎn)的診斷功能。函數(shù)調(diào)用如

15、圖11所示，函數(shù)參數(shù)如下：圖11 PROFIBUS-DP診斷函數(shù)logicalDiagnosticAddress：輸入?yún)?shù)，數(shù)據(jù)類型 DINT，PROFIBUS-DP站點(diǎn)診斷地址，本例中S7-300PLC作為從站，診斷地址為16378。ReqGetStateOfSingleDPSlaveStateMode:輸入?yún)?shù)，枚舉數(shù)據(jù)類型，函數(shù)調(diào)用請(qǐng)求格式，枚舉元素如表4所示：表4：函數(shù)請(qǐng)求REQUEST_TRUE (0)開(kāi)始執(zhí)行REQUEST_FALSE (1)查詢REQUEST_TRUE狀態(tài)REQUEST_ABORT (2)終止函數(shù)執(zhí)行NextCommand:輸入?yún)?shù)，枚舉數(shù)據(jù)類型，下一個(gè)命令執(zhí)行的

16、時(shí)機(jī)，枚舉元素如表5所示：表5：NEXTCOMMAND元素IMMEDIATELY (60)下一個(gè)命令與此命令同時(shí)執(zhí)行WHEN_COMMAND_DONE (160)執(zhí)本命令后執(zhí)行下一個(gè)命令A(yù)BORT_CURRENT_COMMAND (260)立刻終止當(dāng)前命令本例中選擇：“WHEN_COMMAND_DONE”。commandid:輸入?yún)?shù)，“CommandIdType”數(shù)據(jù)類型，用戶定義，可以跟蹤命令執(zhí)行的狀態(tài)。本例中選擇一個(gè)臨時(shí)變量，沒(méi)有賦值。StructRetGetStateOfSingleDpSlave:輸出參數(shù)，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型，結(jié)構(gòu)元素如表6所示：表6：輸出結(jié)構(gòu)體 結(jié)構(gòu)元素名稱數(shù)據(jù)類型functionResult函數(shù)調(diào)用返回值DINTActualStateOfSingleDpSlavePROFIBUS-DP單站狀態(tài)枚舉“ActualStateOfSingleDpSlave”單站狀態(tài)為枚舉數(shù)據(jù)類型，枚舉元素如表7所示：表7：