PROFIBUS-DP介紹

1、1PROFIBUS-DP網(wǎng)網(wǎng)介紹介紹及故障診斷方法及故障診斷方法李金龍2lPROFIBUS是目前國(guó)際上通用的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一，它以其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)、嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)范、開放的標(biāo)準(zhǔn)、眾多廠商的支持，被納入現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61158lPROFIBUS是不依帳生產(chǎn)廠家的、開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線，各種各樣的自動(dòng)化設(shè)備均可以通過同樣的接口交換信息。PROFIBUS可以用于分布式I/O設(shè)備、傳動(dòng)裝置、PLC和基于PC（個(gè)人計(jì)算機(jī)）的自動(dòng)化系統(tǒng)。lPROFIBUS技術(shù)是唯一可以滿足兩類通信應(yīng)用（制造業(yè)和過程工業(yè)應(yīng)用）的現(xiàn)場(chǎng)總線 。第一部分：第一部分：PROFIBUS-DP硬件硬件組成組成與通信協(xié)議與通信協(xié)議

2、3lDP是Decentralized Periphery（分布式外部設(shè)備）的縮寫。PROFIBUS-DP（簡(jiǎn)稱為DP)主要用于制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信。特別適合PLC與現(xiàn)場(chǎng)級(jí)分布式I/O設(shè)備之間的快速循環(huán)效據(jù)交換。DP是PROFIBUS中應(yīng)用最廣的通信方式。lPROFIBUS-DP用于連接下列設(shè)備：PLC、PC和HMI設(shè)備、分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。PROFIBUS-DP的響應(yīng)速度快，很適合在制造業(yè)便用。l作為PLC硬件組態(tài)一部分，分布式I/O（例如ET200）用STEP7來組態(tài)。通過供貨方提供的GSD文件，可以用STEP7將其他制造商生產(chǎn)的從站設(shè)備組態(tài)到網(wǎng)絡(luò)中。l有的S7-300/400

3、CPU配備有集成的DP接口，S7-200/300/400也可以通過通信處理器（CP）連接到PROFIBUS-DP一、一、PROFIBUS-DP簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介4lISO/OSI參考模型的物理層是第1層，PROFIBUS可以使用多種通信媒體，例如帶屏蔽的雙絞線、光纖、紅外線、導(dǎo)軌以及混合方式。傳愉速率為9.6kbit/s一12Mbit/s，每個(gè)DP從站的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)最大為244B。使用屏蔽雙絞線電纜時(shí)最長(zhǎng)通信距離為9.6km，使用光纜時(shí)最長(zhǎng)通信距離為90km，最多可以連接127個(gè)從站。lPROFIBUS可以使用靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持線形、樹形、環(huán)形結(jié)構(gòu)以及冗余的通信模型。支持基于總線的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和符合

4、IEC61508的總線安全通信技術(shù)。下面介紹用于DP的RS-485傳輸和光纖傳愉。二、二、PROFIBUS的物理層的物理層5lPROFIBUS-DP符合EIARS-485標(biāo)準(zhǔn)（也稱為H2)，采用價(jià)格便宜的屏蔽雙絞線電纜，電班兼容性（EMC）條件較好時(shí)也可以使用不帶屏蔽的雙絞線電纜。一個(gè)總線段的兩端各有一套有源的總線終端電限。lPROFIBUS的站地址空間為0127，其中的127為廣播用的地址，所以最多能連接127個(gè)站點(diǎn)。一個(gè)總線段最多32個(gè)站，超過了必須分段，段與段之間用中繼器連接。中繼器沒有站地址，但是被計(jì)算在每段的最大站數(shù)中。2.1、DP的的RS-485傳輸傳輸6l圖中A、B線之間是220

5、終端電阻，終端電阻可以吸收網(wǎng)絡(luò)上的反射波，有效地增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。兩端的終端電附并聯(lián)后的值應(yīng)基本上等于傳輸線相對(duì)于通信頻率的特性阻抗。在總線上沒有站發(fā)送效據(jù)（即總線處于空閑狀態(tài)）時(shí)，390的下拉電阻與數(shù)據(jù)基準(zhǔn)電位DGND相連，上拉電阻DC 5V電壓的正端（VP）相連。上拉電阻和下拉電阻用于確保A、B線之間有個(gè)確定的空閑電位。2.1、DP的的RS-485傳輸傳輸7l大多數(shù)PROFIBUS總線連接器部集成了終端電阻，連接器上的開關(guān)在ON位置時(shí)終端電阻被連接到網(wǎng)絡(luò)上，開關(guān)在Off位置時(shí)終端電阻從網(wǎng)絡(luò)上斷開。每個(gè)網(wǎng)段兩端的站必須接入終端電阻，中間的站不能接入終端電阻。l傳輸速率為9.6kbit/s12Mb

6、it/s，所選的傳輸速率用于總線段上的所有設(shè)備。傳輸速率大于1.5Mbit/s時(shí)，由于連接的站的電容性負(fù)載引起導(dǎo)線反射，必須使用附加有軸向電感的總線連接插頭。2.1、DP的的RS-485傳輸傳輸8lPROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的硬件由主站、從站、網(wǎng)絡(luò)部件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)與診斷工具組成。網(wǎng)絡(luò)部件包括通信電纜、總線連接器、中繼器、耦合器，以及用于連接串行通信、以太網(wǎng)、AS-i、EIB等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接器。lPROFIBUS-DP設(shè)備分為以下3種不同類型的站：三、三、PROFIBUS-DP設(shè)備的分類設(shè)備的分類9l1類DP主站是系統(tǒng)的中央控制器，1類DP主站在預(yù)定的周期內(nèi)與分布式的站循環(huán)地交換信息，并對(duì)總線

7、通信進(jìn)行控制和管理。1類DP主站可以發(fā)送參數(shù)給DP從站，讀取從站的診斷信息，用于全局控制命令將它的運(yùn)行狀態(tài)告知各從站。此外，還可以將控制命令發(fā)送給個(gè)別從站或從站組，以實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)的同步。3.1、1類類DP主站主站10l下列設(shè)備可以做1類DP主站：l一個(gè)帶集成DP接口或插入式接口子模塊的CPUlCPU和支持DP主站功能的通信處理器（CP）l一個(gè)連接在CPU上的接口模塊l連接工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP的IE/PB鏈接器模塊lET200S和ET200X的主站模塊l使用PROFIBUS網(wǎng)卡的PC3.1、1類類DP主站主站11l2類DP主站是DP網(wǎng)絡(luò)中的編程、診斷和管理設(shè)備。2類DP主

8、站除了具有1類主站的功能外，在于1類DP主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的同時(shí)，可以讀取DP從站的輸入/輸出書和當(dāng)前的組態(tài)數(shù)據(jù)，可以給DP從站分配新的總線地址。3.2、2類類DP主站主站12l下列設(shè)備可以作為2類DP主站：l以PC為硬件平臺(tái)的2類主站 PC加PROFIBUS網(wǎng)卡可以做2類主站。西門子公司可以提供專用的編程設(shè)備，不過現(xiàn)在一般都用PC和STEP 7編程軟件來做編程設(shè)備，用PC和WinCC等組態(tài)軟件做監(jiān)控操作站。l操作員面板/觸摸屏（OP/TP） 操作員面板（OP）和觸摸屏（TP）用于操作人員對(duì)系統(tǒng)的控制和操作，例如參數(shù)的設(shè)置與修改、設(shè)備的啟動(dòng)和停機(jī)，以及在線監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。它們?cè)诠I(yè)控制中得

9、到了廣泛的應(yīng)用。西門子公司提供多種型號(hào)的TP和OP供用戶選用。3.2、2類類DP主站主站13lDP從站是PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上的被動(dòng)節(jié)點(diǎn)，用于輸入信息的采集和輸出信息的發(fā)送，DP從站只與它的DP主站交換用戶數(shù)據(jù)，向主站報(bào)告本地診斷中斷和過程中斷。典型的從站設(shè)備是傳感器、執(zhí)行器和測(cè)量變送器。在DP通信過程中，從站是被動(dòng)的。l非智能型的分布式I/O沒有程序存儲(chǔ)和程序執(zhí)行功能，通信適配器或接口模塊用來接收主站的指令，按主站指令驅(qū)動(dòng)I/O，并將I/O輸入及故障診斷等信息返回給主站。3.3、DP從站從站14l標(biāo)準(zhǔn)DP從站 西門子的ET200是非智能的標(biāo)準(zhǔn)DP從站。lPLC只能DP從站與通信處理器 PLC

10、可作為PROFIBUS的智能從站（1從站）。DP主站不是直接訪問只能從站的I/O模塊，而是通過從站組態(tài)時(shí)指定的通信雙方的輸入、輸出地址區(qū)來交換數(shù)據(jù)。某些PROFIBUS通信處理器（CP）也可以作DP從站。3.3、DP從站從站15l具有PROFIBUS-DP接口的其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 西門子的SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)、SITRANS現(xiàn)場(chǎng)儀表、變頻器和直流傳動(dòng)裝置都有PROFIBUS-DP接口或可選的DP接口卡，可以做DP從站。其他公司支持DP接口的輸入/輸出、傳感器、執(zhí)行器或其他智能設(shè)備，也可以接入PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。l可以將1類、2類DP主站或DP從站組合在一個(gè)設(shè)備中，形成一個(gè)DP組合設(shè)備。

11、3.3、DP從站從站16l通信處理器（CP）用于將SIMATIC PLC連接到PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，可以用于惡劣的工業(yè)幻境和較寬的溫度范圍。通信處理器允許標(biāo)準(zhǔn)S7通信、S5兼容通信以及PG/OP通信。它們減輕了主CPU的通信任務(wù)，提高了通信的效率和可靠性。l通信處理器可以擴(kuò)展PLC的過程I/O，實(shí)現(xiàn)SYNC/FREEZE（同步/凍結(jié)）和恒定總線周期功能。通信處理器和集成在STEP 7的NCM S7有很強(qiáng)的診斷功能。通過S7路由功能，可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信。不需要編程器就可以更換CP模塊。lCP 443-5有時(shí)間同步功能，可以在H系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)冗余的S7通信或DP主站通信。CP-443-5擴(kuò)展型

12、允許在運(yùn)行過程中添加分布式I/O。四、四、PROFIBUS通信處理通信處理4.1、通信處理器的作用、通信處理器的作用17lS7-200的PROFIBUS通信處理器為EM277，在網(wǎng)絡(luò)中只能作從站。lS7-300的PROFIBUS通信處理器為CP342-5、CP343-5和有光纖接口的CP 342-5 FO。lS7-400的PROFIBUS通信處理器為CP443-5基本型、CP 443-5擴(kuò)展型、IM 467和IM467-FO。CP 443-5支持冗余的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。4.2、PLC的的PROFIBUS通信處理器通信處理器18l不帶微處理器的通信處理器l不帶微處理器的通信處理器價(jià)格較低，可以作1類

13、、2類PROFIBUS-DP主站或DP從站。作為運(yùn)行STEP 7和NCM PC的編程器接口，可以用于工業(yè)環(huán)境。lCP 5611和CP5621用于臺(tái)式計(jì)算機(jī)，CP 5511和CP 5512用于帶有PCMCIA插槽的筆記本電腦。他們支持PROFIBUS-DP和MPI，可以作PROFIBUS-DP主站或從站，有PG/OP和S7通信功能。4.3、用于計(jì)算機(jī)的用于計(jì)算機(jī)的PROFIBUS通信處理器通信處理器19l帶微處理器的通信處理器l帶微處理器的通信處理器可以通過雙端口RAM快速訪問過程數(shù)據(jù)，以減輕主站CPU的負(fù)載，提高工控機(jī)的計(jì)算性能。OPC作為標(biāo)準(zhǔn)接口，其服務(wù)器軟件包已包含在通信軟件的供貨范圍內(nèi)。

14、通過即插即用和診斷工具，可以縮短調(diào)試時(shí)間。CP支持等時(shí)線模式。lCP 5613和CP 5613 FO有一個(gè)PROFIBUS接口，CP 5614和CP5614 FO有兩個(gè)PROFIBUS接口，它們均支持DP主站、PG/OP和S7通信功能。4.3、用于計(jì)算機(jī)的用于計(jì)算機(jī)的PROFIBUS通信處理器通信處理器20l西門子的ET200是基于現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP或PROFINET的分布式I/O，可以與經(jīng)過認(rèn)證的非西門子公司生產(chǎn)的PROFIBUS-DP主站協(xié)同運(yùn)行。l全集成自動(dòng)化概念和STEP 7是ET200能與西門子的其他自動(dòng)化系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了從硬件配置到共享數(shù)據(jù)庫(kù)等所有層次上的集成。lE

15、T200只需要很小的空間，能使用體積更小的控制柜。集成的連接器代替了過去密密麻麻、雜亂無章的電纜，加快了安裝過程，緊湊的結(jié)構(gòu)使成本大幅度降低。l某些型號(hào)的ET200能在非常惡劣的幻境中使用，有的提供連接光纖的接口，可以節(jié)省費(fèi)用昂貴的抗電磁干擾措施。l再組態(tài)時(shí)，STEP7自動(dòng)分配緊湊型DP從站和模塊式DP從站的輸入/輸出地址。就像訪問主站主機(jī)架上的輸入/輸出模塊一樣，DP主站的CPU通過DP從站的地址直接訪問它們。因此使用DP從站不會(huì)增加編程的工作量。五、五、ET20021lET200S是一種多功能按位模塊化的I/O系統(tǒng)，可以配備PROFIBUS-DP和PROFINET接口模塊，可以提供集成光纖

16、接口。模塊的種類豐富，有數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊、技術(shù)功能模塊、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器和變頻器、IQ-Sense（智能傳感器）模塊、氣動(dòng)接口模塊、故障安全模塊。每個(gè)站最多可以使用63個(gè)I/O模塊，或20個(gè)最大7.5kW的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、最大4kW的變頻器。有2、4、8、32點(diǎn)的I/O模塊。能在運(yùn)行時(shí)更換I/O模塊（有熱插拔功能）。5.1、ET200S22lET200M是多通道模塊化的分布式I/O，使用S7-300全系列模塊，適用于大點(diǎn)數(shù)、高性能的應(yīng)用。最多可以擴(kuò)展8個(gè)模塊，新型號(hào)的ET200M可以擴(kuò)展12個(gè)模塊，用接口模塊IM153 來實(shí)現(xiàn)與主站的通信。lET200M可以提供與與S7-400H系

17、統(tǒng)相連的冗余接口模塊和故障安全型I/O模塊。lS7-400的I/O模塊平均每點(diǎn)的價(jià)格比S7-300的貴的多，較大型的控制系統(tǒng)常用功能強(qiáng)大的S7-400的CPU和ET200M來組成系統(tǒng)，這樣可以使用價(jià)格便宜的S7-300模塊，使系統(tǒng)具有很高的性價(jià)比。5.2、ET200M23lPR0flBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)見下表，表中，第2層稱為現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層，規(guī)定了總線訪問控制、數(shù)據(jù)安全性以及傳愉協(xié)議和報(bào)文的處理。六、六、PROFIBUS 通信協(xié)議通信協(xié)議PROFIBUS-DP用戶接口層DP設(shè)備行規(guī)基本功能與擴(kuò)展功能DP用戶接口直接數(shù)據(jù)鏈路映像DDLM第37層未使用第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路FDL第1

18、層（物理層）RS-485/光纖24lPROFIBUS協(xié)議的設(shè)計(jì)滿足了媒體控制的兩個(gè)基本要求：l1）復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)（主站）之間的通信，必須保證在確切限定的時(shí)間間隔中，任何一個(gè)站點(diǎn)都有足夠的時(shí)間來完成通信任務(wù)。l2)PLC或PC與I/O外圍設(shè)備（從站）之間的通信，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單快速地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳愉因通信協(xié)議增加的教據(jù)傳輸時(shí)間應(yīng)盡量少。六、六、PROFIBUS 通信協(xié)議通信協(xié)議25lPROFIBUS-DP采用混合的總線訪問控制機(jī)制來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)（見圖2一6）。它包括主站之間的令牌（Token）傳遞方式和主站與從站之間的主-從方式。令牌實(shí)際上是一條特殊的報(bào)文，它在所有的主站上循環(huán)一周的時(shí)間是事先規(guī)

19、定的。主站之間構(gòu)成令牌邏輯環(huán)令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行。令牌按令牌環(huán)中各主站地址的升序在各主站之間依次傳遞。l某個(gè)主站得到令牌報(bào)文后，該主站可以在一定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行主站工作。在這段時(shí)間內(nèi)，它可以依照主-從通信關(guān)系表與所有的從站通信，也可以依照主-主通信關(guān)系表與所有的主站通信。令牌傳遞程序保證每個(gè)主站在一個(gè)確切規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到總線訪問權(quán)（即令牌），來訪問分配給該主站的從站。主站可以向從站發(fā)送效據(jù)，接收來自從站的數(shù)據(jù)。六、六、PROFIBUS 通信協(xié)議通信協(xié)議26lPROFIBUS-DP使用第1、2層和用戶接口層，第37層未使用，這種精簡(jiǎn)的給構(gòu)確保了高速的數(shù)據(jù)傳輸。用戶接口規(guī)定了設(shè)備的應(yīng)用功能、PR

20、OFIBUS-DP系統(tǒng)和設(shè)備的行為特性。直接數(shù)據(jù)鏈路映像程序DOLM提供對(duì)第2層的訪問。l在總線初始化和起動(dòng)階段，主站媒體訪問控制（MAC）通過辨認(rèn)主站來建立令牌環(huán)，首先自動(dòng)地判定總線上所有主站的地址，并將它們的節(jié)點(diǎn)地址記錄在主站表中。在總線運(yùn)行期間，從令牌環(huán)中去掉有故障的主站，將新上電的主站加入到令牌環(huán)。lPROFIBUS嫂體訪問控制還可以監(jiān)視傳輸媒體和收發(fā)器是否有故障，檢查站點(diǎn)地址是否出錯(cuò)（例如地址重復(fù)），以及令牌足否丟失或有多個(gè)令牌。六、六、PROFIBUS 通信協(xié)議通信協(xié)議27lPROFIBUS在第2層按照非連接的模式操作，除提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點(diǎn)通信，其中包括廣播及選擇

21、廣播功能。lDP主站與DP從站之間的通信基于主-從原理，DP主站按輪詢表依次訪問DP從站，主站與從站間周期性地交換用戶數(shù)據(jù)。DP主站與DP從站之間的一個(gè)報(bào)文循環(huán)由DP主站發(fā)出的請(qǐng)求幀（輪詢報(bào)文）和由DP從站返回的應(yīng)答或響應(yīng)幀組成。六、六、PROFIBUS 通信協(xié)議通信協(xié)議28l在PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線中，PROFIBUS-DP的應(yīng)用最廣。DP協(xié)議主要用于PLC與分布式I/0和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的高速數(shù)據(jù)通信。典型的DP配置是單主站結(jié)構(gòu)，也可以是多主站結(jié)構(gòu)。DP的功能經(jīng)過擴(kuò)展，一共有3個(gè)版本：DP-V0、DP-V1和DP-V2。有的用戶手冊(cè)將DP-V1稱為DPV1。6.1、PROFIBUS-DP29lD

22、P-V0的基本功能l（1）總找訪問方法 各主站之間為令牌傳送，主站與從站之間為主-從循環(huán)傳送，支持單主站或多主站系統(tǒng)，總線上最多126個(gè)站?？梢圆捎命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)用戶教據(jù)通信、廣播方式和循環(huán)主-從用戶數(shù)據(jù)通信。l（2）循環(huán)數(shù)據(jù)交換 DP-V0可以實(shí)現(xiàn)中央控制器（PLC、PC或過程控制系統(tǒng)）與分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（從站，例如遠(yuǎn)程I/O、閥門、變送器和變頻器等）之間的快速循環(huán)數(shù)據(jù)交換，主站發(fā)出請(qǐng)求報(bào)文，從站收到后返回響應(yīng)報(bào)文。每個(gè)從站最多可以傳送224B的輸入或輸出。l（3）診斷功能 能對(duì)站級(jí)、模塊級(jí)、通道級(jí)這3級(jí)故障進(jìn)行診斷和快速定位。6.1、PROFIBUS-DP30l（4）保護(hù)功能 DP主站用監(jiān)控定時(shí)器監(jiān)

23、視與從站的通信，對(duì)每個(gè)從站都設(shè)置有獨(dú)立的監(jiān)控定時(shí)器。在規(guī)定的監(jiān)視時(shí)間間隔內(nèi)，如果沒有執(zhí)行用戶教據(jù)傳送，監(jiān)控定時(shí)器將會(huì)超時(shí)，通知用戶程序進(jìn)行處理。DP從站用監(jiān)控定時(shí)器檢側(cè)與主站的數(shù)據(jù)傳輸，如果在設(shè)置的時(shí)間內(nèi)沒有完成數(shù)據(jù)通信，從站自動(dòng)地將輸出切換到故障安全狀態(tài)。l（5）網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)功能與控制功能 通過網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)下列功能：動(dòng)態(tài)激活或關(guān)閉DP從站，對(duì)1類DP主站進(jìn)行組態(tài)，可以設(shè)置站點(diǎn)的數(shù)目、DP從站的地址、輸入輸出數(shù)據(jù)的格式、診斷報(bào)文的格式等，以及檢查DP從站的組態(tài)。控制命令可以同時(shí)發(fā)送給所有的從站成部分從站。6.1、PROFIBUS-DP31l（6）同步與凍結(jié)功能 主站可以發(fā)送命令給一個(gè)從站或同時(shí)發(fā)

24、送給一組從站。接收到主站的同步命令后，從站進(jìn)入同步模式，這些從站的輸出被保持在當(dāng)前狀態(tài)。在這之后的用戶數(shù)據(jù)傳輸中，輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在從站，但是它的輸出狀態(tài)保持不變。需要用UNSYNC命令來解除同步模式。 凍結(jié)（FREEZE）命令使指定的從站組進(jìn)入凍結(jié)模式，即將各從站的輸入數(shù)據(jù)凍結(jié)在當(dāng)前狀態(tài)，直到主站發(fā)送下一個(gè)凍結(jié)命令時(shí)才刷新。需要用UNFREEZE命令來解除凍結(jié)模式。l（7）1類DP主站和組態(tài)設(shè)備之間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸 PROFIBUS-DP允許1類DP主站和2類DP主站之間的數(shù)據(jù)交換。 該功能使組態(tài)和診斷設(shè)備可以通過總線對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，改變1類DP主站的操作方式，動(dòng)態(tài)地允許或禁止1類DP主站與某些從

25、站之間交換數(shù)據(jù)。6.1、PROFIBUS-DP32lDP-V1的擴(kuò)展功能l（1）非等時(shí)教據(jù)交換 除了DP-V0的功能外，DP-V1最主要的特征是具有主站與從站之間的非等時(shí)數(shù)據(jù)交換功能，可以用它來進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、診斷和報(bào)警處理。它與循環(huán)數(shù)據(jù)交換是并行執(zhí)行的，但是優(yōu)先級(jí)較低。l（2）擴(kuò)展的診斷功能 DP從站通過診斷報(bào)文將突發(fā)事件（報(bào)警信息）傳送給主站，主站收到后發(fā)送確認(rèn)報(bào)文給從站。從站收到后才能發(fā)送新的報(bào)警信息，這樣可以防止多次重復(fù)發(fā)送同一報(bào)譽(yù)報(bào)文。狀態(tài)報(bào)文由從站發(fā)送給主站不需要主站確認(rèn)。6.1、PROFIBUS-DP33lDP-V2的主要擴(kuò)展功能l（1）從站與從站之間的通信 從站之間的直接數(shù)據(jù)交換

26、（DX）通信采用廣播式通信方式從站作為生產(chǎn)者，可以不經(jīng)過主站直接將信息發(fā)送給作為消費(fèi)者的從站。這樣從站可以直接讀取別的從站的數(shù)據(jù)。l（2）等時(shí)同步模式 同步功能可以實(shí)現(xiàn)主站與從站中的時(shí)鐘同步，而與總線負(fù)載無關(guān)。此功能可以實(shí)現(xiàn)高精度定位處理，其時(shí)鐘誤差小于1s。通過全局控制廣播報(bào)文，使所有有關(guān)的設(shè)備循環(huán)與總線主循環(huán)同步。l（3）時(shí)鐘控制與時(shí)間標(biāo)記 通過用于時(shí)鐘同步的新的連接MS3，實(shí)時(shí)時(shí)間主站將時(shí)間標(biāo)記發(fā)送給所有的從站，將從站的時(shí)鐘同步到系統(tǒng)時(shí)間，誤差小于1ms。在有大量主站的網(wǎng)絡(luò)中，利用這一功能可以實(shí)現(xiàn)高精度的事件跟蹤，和實(shí)現(xiàn)事件順序記錄。6.1、PROFIBUS-DP34lDP故障診斷方式有

27、多種，這里主要介紹以下兩種l1、借助SIMATIC S7 CPU、DP主站接口和DP從站上的LED進(jìn)行診斷l(xiāng)2、用SIMATIC S7診斷模塊FB125進(jìn)行診斷第二部分：第二部分：PROFIBUS-DP故障診斷故障診斷35l在在“DPDP主站主站”模式下模式下CPU 31x-2DPCPU 31x-2DP的的LEDLED 一、一、利用利用LEDLED診斷診斷 SFBUSF含義含義措施措施滅滅 配置正確 所有被組態(tài)的從站均可被尋址亮亮 總線出錯(cuò)（硬件故障） DP接口出錯(cuò) 在多主站運(yùn)行中，有不同的波特率檢查總線電纜是否短路或斷開評(píng)估診斷信息，定義新的配置或糾正原先的配置亮閃爍 站出錯(cuò) 至少有一個(gè)指定

28、的從站不可尋址檢查連接到CPU31x-2DP的總線電纜。等待直至CPU31x-2D已經(jīng)起動(dòng)。如果此LED不停止閃爍，則檢DP從站或評(píng)估DP從站的診斷信息亮滅 丟失或不正確的配置（當(dāng)CPU未作為DP主站起動(dòng)時(shí)，也發(fā)生此情況）評(píng)估診斷信息定義新的配置或糾正原先的配置36l在在“DPDP從站從站”模式下模式下CPU31x-2DPCPU31x-2DP的的LEDLED 一、一、利用利用LEDLED診斷診斷 SFBUSF含義含義措施措施滅滅 配置正確無關(guān)閃爍 CPU31x-2DP的參數(shù)集不正確 DP主站與CPU31x-2DP間無數(shù)據(jù)通信?？赡艿脑蚴牵?控制監(jiān)視定時(shí)器（Watchdog）期限到 通過ROF

29、IBUS-DP的總線通信被中斷 所定義的PROFIBUS地址不正確 檢查CPU31x-2DP 檢查總線連插器是否正確插入 檢查到DP主站的電纜是否斷開 檢查配置和參數(shù)設(shè)置無關(guān)亮 總線短路 檢查總線結(jié)構(gòu)亮無關(guān) 丟失或不正確 與DP主站無數(shù)據(jù)通信 檢查配置 評(píng)估診斷中斷或診斷緩存器登入項(xiàng)37lS7-400 DPS7-400 DP接口的接口的LED LED 一、一、利用利用LEDLED診斷診斷 INTFEXTFBUSF含義含義亮無關(guān)無關(guān)在DP接口上檢查出一個(gè)內(nèi)部出錯(cuò)（編程或參數(shù)出錯(cuò)）無關(guān)亮無關(guān)檢查出一個(gè)外部出錯(cuò)（出錯(cuò)不是由CPU模塊而是由DP從站產(chǎn)生的）無關(guān)無關(guān)閃爍在PROFIBUS上有一個(gè)或多個(gè)D

30、P從站不響應(yīng)無關(guān)無關(guān)亮檢查出DP接口上的一個(gè)總線出錯(cuò)（如：電纜斷或不同的總線參數(shù)）38lET 200M/IM153-2ET 200M/IM153-2模塊的狀態(tài)和出錯(cuò)模塊的狀態(tài)和出錯(cuò)LED LED 一、一、利用利用LEDLED診斷診斷 ON（綠色）（綠色）SF（紅色）（紅色）BF（紅色）（紅色）含義含義措施措施滅滅滅無電壓存在IM153-2的硬件有故障檢查24VDC電源模塊亮無關(guān)閃爍IM153-2裝載了不正確的參數(shù)集，或在DP主站與IM153-2模塊間無數(shù)據(jù)通信。可能原因是：控制監(jiān)視定時(shí)器期限到通過PROFIBUS-DP到IM153-2模塊的總線通信中斷檢查DP地址檢查IM153-2模塊檢查總線

31、連接器是否插好檢查連接到DP主站的總線電纜是否中斷接通和斷開電源模塊上的24V DC開關(guān)檢查配置和參數(shù)集39lET 200M/IM153-2ET 200M/IM153-2模塊的狀態(tài)和出錯(cuò)模塊的狀態(tài)和出錯(cuò)LED LED （續(xù)）（續(xù)）一、一、利用利用LEDLED診斷診斷 ON（綠色）（綠色）SF（紅色）（紅色）BF（紅色）（紅色）含義含義措施措施亮無關(guān)亮波特率搜索或非法的DP地址在IM153-2上設(shè)置有效的DP地址（1125）或檢查總線結(jié)構(gòu)亮亮無關(guān)組態(tài)的ET 200M模塊結(jié)構(gòu)與實(shí)際結(jié)構(gòu)不一致。在已安裝的S7-300模塊中有錯(cuò)或IM153-2有缺損檢查ET200M的結(jié)構(gòu)（模塊丟失或缺損，已安裝未組態(tài)

32、的模塊）。檢查配置、更換S7-300模塊或IM153-2亮滅滅DP主站與ET200M間的數(shù)據(jù)通信正在進(jìn)行，定 義 的 和 實(shí) 際 的ET200M配置相一致續(xù)表續(xù)表 40二、二、用用S7S7診斷模塊診斷模塊FB125/FC125FB125/FC125診斷診斷l(xiāng)2.12.1、FB125/FC125FB125/FC125簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介lFB125通過中斷驅(qū)動(dòng)來診斷出錯(cuò)和故障的DP從站。如果從站出現(xiàn)故障，則顯示詳細(xì)的故障原因診斷信息（插槽或模塊編號(hào)、模塊狀態(tài)、通道編號(hào)、通道故障）。通過單獨(dú)的診斷，可以讀取和解釋任何DP從站的診斷信息。診斷概要給出已組態(tài)的、現(xiàn)存的、出錯(cuò)的和發(fā)生故障的DP從站信息。如果工廠中有

33、診斷中繼器（MLFB：6ES7 972-0ABxx-0XA0），則FB125解碼中繼器的診斷幀，通知用戶出錯(cuò)位置和出錯(cuò)原因。l功能塊FC125檢測(cè)出錯(cuò)的和有故障的從站，這些從站為循環(huán)驅(qū)動(dòng)或事件驅(qū)動(dòng)。當(dāng)必須顯示總線系統(tǒng)的診斷概要時(shí)，特別推薦使用該功能塊。注：注：FB125/FC125FB125/FC125庫(kù)里沒有，需要在西門子網(wǎng)站下載。庫(kù)里沒有，需要在西門子網(wǎng)站下載。41lFB125和FC125可用于下列集成的DP接口和外部DP接口1、CPU 313C-2 DP； CPU 314C-2 DP2、CPU 315-2 DP（從6ES7 315-2AF02-0AB0起）3、CPU 315-2 DP（僅

34、適用于6ES7 315-2AF01-0AB0）： 不能使用FC125 FB125不能通過Start/RESET檢測(cè)到有故障的從站4、CPU 316-2 DP；CPU 318-2 DP5、 C7-626 DP（從6ES7 626-2AG01-0AE3起）6、 C7-633 DP和C7-634 DP2.2、FB125和和FC125的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域427、 SINUMERIK 840D帶有集成的CPU315-2 DP（6ES7 315-2AF01-0AB0） 不能使用FC125 FB125不能通過Start/RESET檢測(cè)到有故障的從站8、 SINUMERIK 840DI，帶有集成的CPU315

35、-2 DP（6ES7 315-2AF03-0AB0）9、 CPU 41x-2/3/4 DP； CP 443-510、 IM 467和IM 467 FO11、 WIN AC ； WIN LC12、不適用于CP 342-52.2、FB125和和FC125的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域43l在在S7用戶程序中調(diào)用用戶程序中調(diào)用FB125 DPCALL FB125, Dbxy （xy代表背景數(shù)據(jù)塊編號(hào)）參數(shù)列表會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)l必須在三個(gè)組織塊OB1，OB82和和OB86中執(zhí)行這個(gè)調(diào)用（包括相同的背景數(shù)據(jù)塊編號(hào)和相同的用戶實(shí)參）2.3、FB12544l下面是調(diào)用的FB125的程序2.3.1、 FB125的調(diào)用的調(diào)用4

36、5lDP_MASTERSYSTEM（INT） 此處，必須指定用STEP 7組態(tài)的DP主站系統(tǒng)的編號(hào)。lEXTERNAL_DP_INTERFACE（BOOL） 指示主站DP接口是集成接口（主站CPU=0）還是外部DP接口（CP/IM=1）lMANUAL_MODE（BOOL） 手動(dòng)模式：在這個(gè)模式下，可以進(jìn)行DP從站的單獨(dú)診斷。 lSINGLE_STEP_SLAVE（BOOL） 轉(zhuǎn)換到下一個(gè)出錯(cuò)/故障DP從站。lSINGLE_STEP_ERROR（BOOL） 轉(zhuǎn)換到所示DP從站的下一個(gè)錯(cuò)誤。2.3.2、 FB 125的參數(shù)及其的參數(shù)及其意義意義-輸入?yún)?shù)輸入?yún)?shù)46lRESET（BOOL） 接受指

37、定的DP主站系統(tǒng)編號(hào)和DP接口類型。然后初始化DP賦值并重啟。整個(gè)DP主站系統(tǒng)得到更新，也就是說，在初始化例程中，自動(dòng)檢測(cè)所有已組態(tài)的、現(xiàn)存的、出錯(cuò)的和發(fā)生故障的DP從站。lSINGLE_DIAG（BOOL） 手動(dòng)模式：讀取DP從站的單獨(dú)診斷。由用戶在“SINGLE_DIAG_ADR”參數(shù)中指定從站編號(hào)。lSINGLE_DIAG_ADR（BYTE） 手動(dòng)模式：?jiǎn)为?dú)診斷的從站編號(hào)2.3.2、 FB 125的參數(shù)及其的參數(shù)及其意義意義-輸入?yún)?shù)輸入?yún)?shù)47lALL_DP_SLAVES_OK（BOOL） 組指示器，表明DP總線系統(tǒng)無故障運(yùn)行（1所有從站都正常） lSUM_SLAVES_DIAG（BY

38、TE） 受影響（出錯(cuò)的或發(fā)生故障的）DP從站的個(gè)數(shù)。在重啟或暖重啟時(shí)將首次檢測(cè)到這個(gè)數(shù)目。lSLAVE_ADR（BYTE） 出錯(cuò)的或發(fā)生故障的DP從站（從1到126）。在SINGLE_STEP_SLAVE模式下，每次點(diǎn)動(dòng)都將指示下一個(gè)出錯(cuò)的或發(fā)生故障的從站（逐個(gè)訪問受影響的從站）。將按照從站地址的升序排列方式來顯示受影響的從站。2.3.2、 FB 125的參數(shù)及其的參數(shù)及其意義意義-輸出參數(shù)輸出參數(shù)48lSLAVE_STATE（BYTE） 顯示出錯(cuò)的從站的狀態(tài)：為03，分別為模塊正常、連接從站失敗、故障、未組態(tài)或無法診斷l(xiāng)SLAVE_IDENT_NO（WORD） 顯示所指示DP從站的PROFI

39、BUS標(biāo)識(shí)號(hào)lERROR_NO（BYTE） 當(dāng)前SLAVE_ADR參數(shù)指示的從站相對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤編號(hào)，每個(gè)編號(hào)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤信息2.3.2、 FB 125的參數(shù)及其的參數(shù)及其意義意義-輸出參數(shù)輸出參數(shù)49lERROR_TYPE（BYTE） 當(dāng)前從站的錯(cuò)誤類型，見下表2.3.2、 FB 125的參數(shù)及其的參數(shù)及其意義意義-輸出參數(shù)輸出參數(shù)編號(hào)編號(hào)1插槽診斷，發(fā)生故障的插槽/模塊的一般屬性2模塊狀態(tài)，包括插槽/模塊的診斷狀態(tài)3符合DP標(biāo)準(zhǔn)的通道診斷，定位當(dāng)前診斷的模塊號(hào)、通道號(hào)和錯(cuò)誤類型4S7診斷，定位模塊號(hào)、通道號(hào)和錯(cuò)誤類型，僅用于S7從站/S7模塊5單元診斷，從站的診斷數(shù)據(jù)在背景數(shù)據(jù)塊的第93

40、21175字節(jié)6電纜診斷，從診斷中繼器檢測(cè)到的錯(cuò)誤位置和錯(cuò)誤原因7解碼設(shè)備指定的診斷50lMODULE_NO（BYTE） 從站中故障模塊的編號(hào)（插槽編號(hào)或模塊編號(hào)）lMODULE_STATE（BYTE） 模塊狀態(tài)，為03，分別為模塊正常、故障、出錯(cuò)、沒有模塊。lCHANNEL_NO（BYTE） 模塊上發(fā)生故障的通道編號(hào)。lCHANNEL_TYPE（BYTE） 模塊上發(fā)生故障的通道類型（詳細(xì)含義）lCHANNEL_ERROR_CODE（INT） 出錯(cuò)通道的錯(cuò)誤代碼（詳細(xì)含義）lCHANNEL_ERROR_INFO_1（DWORD） 與當(dāng)前SLAVE_ADR指示的從站對(duì)應(yīng)，故障通道的位錯(cuò)誤信息（詳細(xì)含義）2.3.2、 FB 125的參數(shù)及其的參數(shù)及其意義意義-輸出參數(shù)輸出參數(shù)51lCHANNEL_ERROR_INFO_2（DWORD） 與當(dāng)前SLAVE_ADR參數(shù)指示的從站對(duì)應(yīng)，ERROR_TYPE為4（S7診斷）時(shí)，提供滿足S7模塊數(shù)據(jù)記錄DS0的特殊錯(cuò)誤信息（詳細(xì)含義）lDIAG_COUNT