西門子6xv1830以太網電纜

1．PROFIBUS 網絡介紹
現(xiàn)場總線PROFIBUS可以連接遠程I/O站,、儀表,、主站（PLC站）等設備，通信服務分為DP,、FDL,、S7、FMS,、PA（將服務類型進行轉換）,，通信方式分為主－主、主－從通信,。PROFIBUS網絡分層參考表1：

表1 PROFIBUS網絡層

PROFIBUS總線符合EIA RS485[8]標準,，PROFIBUS RS485 的傳輸程序是以半雙工、異步,、無間隙同步為基礎的,。傳輸介質可以是光纜或屏蔽雙絞線，電氣傳輸每一個RS485傳輸段為32個站點和有源網絡元件(RS485中間器,，OLM等),，在總線的兩端為終端電阻，結構如圖1：

圖1：PROFIBUS網絡結構

西門子總線終端一般都配有終端電阻,，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
 

PROFIBUS總線的傳輸輸率從9.6Kbit/s ～12Mbit/s,，總線長度與傳輸輸率相關，總的規(guī)律是傳輸輸率越高總線長度越短,，越容易受到電磁干擾,，基于傳輸輸率的大段長度參考表3：

表3 PROFIBUS網絡傳輸速率與距離的關系

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載而引起的導線反射,，選擇普通的屏蔽雙絞線不能保證總線的段長度,。
如果需要擴展總線的長度或者PROFIBUS從站個數(shù)超過32個時，就要加入RS485中繼器,，例如擴展PROFIBUS長度的應用,，實際PROFIBUS的長度為500米，而波特率要求達到1.5 MBIT/S,，對照上表波特率為1.5MBIT/S使大的長度為200米,，要擴展到500米，就需要加入兩個RS485中繼器,，拓撲圖如圖2所示：

圖2：PROFIBUS網絡擴展

西門子RS485中繼器具有信號放大和再生功能,，在一條PROFIBUS總線上多可以安裝9個RS485中繼器，其他廠商的產品要查看其產品規(guī)范以確定安裝個數(shù),。
一個PROFIBUS網段多可有32個站點,，如果一條PROFIBUS網上超過32個站點，也需要用RS485中繼器隔開,，例如一條PROFIBUS總線上有80個站點,，那么就需要兩個RS485中繼器分成3個網段。RS485中繼器是一個有源的網絡元件 ,，本身也要算一個站點。除了以上兩個功能,，RS485中繼器的還可以使網段之間相互電氣隔離,。

2．SIMOTION使用PROFIBUS 網絡的通信功能
SIMOTION系統(tǒng)只能使用PROFIBUS-DP通信服務進行通信，PROFIBUS-DP采用主－從的通信方式,，使用DP通信方式,，一個PROFIBUS網絡上只允許有一個1類主站，其它站點可以是2類主站（HMI或只接收從站信息的主站）或從站,，只有1類主站可以對從站發(fā)送命令,，主站以輪詢的方式訪問各個從站，所以PROFIBUS-DP具有很好的實時性,。按照PROFIBUS-DP的規(guī)約,，主從間大的通信量為244個字節(jié)輸入和244個字節(jié)輸出。SIMOTION 可以作為主站也可以作為從站,。下面以SIMOTION 435為例,，通信區(qū)為16個字節(jié)輸入和16個字節(jié)輸出,，分別介紹作為主站、從站的配置,。

3．D435作為從站
設置從站
打開SCOUT軟件插入D435,，點擊D435使用右鍵進入硬件配置界面，點擊X126接口新建一條PROFIBUS網絡,，然后設置站號,、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)保持缺省設置,。在“Configuration”界面中設置通信接口區(qū)及開始地址，如圖3所示：

圖3：SIMOTION作為從站的通信接口設置界面

設置通信接口分別為16個字節(jié)輸入和16個字節(jié)輸出,。

設置主站
在STEP7中打開與SIMOTION D435相同的項目,，插入S7-300站，打開硬件配置,，插入CPU例如CPU315-DP/PN,，設置與SIMOTION 435使用相同的PROFIBUS網絡，設置主站地址為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絡上如圖4所示：

圖4：將SIMOTION從站拖曳到網絡中

彈出的窗口中將顯示所有已經配置的從站,，選擇與主站進行通信的從站進行連接，如圖5所示,，點擊“Connect”鍵連接從站,。

圖5：連接SIMOTION從站

點擊“configuration”按鈕出現(xiàn)從站已經配置的通信接口區(qū)，點擊“Edit”鍵為每一條從站通信數(shù)據區(qū)配置相應主站的通信數(shù)據區(qū),，配置規(guī)則,，從站輸入地址區(qū)對應主站輸出地址區(qū)，從站輸出地址區(qū)對應主站輸人地址區(qū),，配置通信接口區(qū)如圖6所示：

圖6：配置通信接口區(qū)

點擊確認鍵后,，配置完成。通過PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序,，雙方數(shù)據通過輸入,、輸出地址區(qū)直接對應，例如圖6配置的主站,、從站通信關系如下：
S7-300主站 QB0～QB15 ――――――SIMOTION從站 IB0～IB15,。
S7-300主站 IB0～IB15 ――――――SIMOTION從站 QB0～QB15。
SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS-DP_SLAVE”.ZIP

4．D435作為主站
設置從站
打開STEP7軟件插入一個站點例如S7-300站,，點擊“Hardware”進入硬件配置界面,，插入CPU,，例如CPU315-2 DP/PN，點擊X1接口新建一條PROFIBUS網絡,，然后設置站號,、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)保持缺省設置,。在“Configuration”界面中設置通信接口區(qū)及開始地址，如圖7所示：

西門子以太網電纜
圖7：S7-300作為從站的通信接口設置界面

設置通信接口分別為16個字節(jié)輸入和16個字節(jié)輸出,。

設置主站
打開SCOUT軟件插入D435,，點擊D435使用右鍵進入硬件配置界面，點擊X126選擇與從站相同的PROFIBUS網絡,，設置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絡上如圖8所示：

圖8：將S7-300從站拖曳到網絡中

彈出的窗口中將顯示所有已經配置的從站,，選擇與主站進行通信的從站進行連接,，如圖9所示，點擊“Connect”鍵連接從站,。

圖9：連接S7-300從站

點擊“configuration”按鈕出現(xiàn)從站已經配置的通信接口區(qū),，點擊“Edit”鍵為每一條從站通信數(shù)據區(qū)配置相應主站的通信數(shù)據區(qū)，配置規(guī)則,，從站輸入地址區(qū)對應主站輸出地址區(qū),，從站輸出地址區(qū)對應主站輸人地址區(qū)，配置通信接口區(qū)如圖10所示：

圖10：配置通信接口區(qū)

點擊確認鍵后,，配置完成,。通過PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序，雙方數(shù)據通過輸入,、輸出地址區(qū)直接對應，例如圖10配置的主站,、從站通信關系如下：
SIMOTION主站 QB0～QB15 ――――――S7-300從站 IB0～IB15,。
SIMOTION主站 IB0～IB15 ――――――S7-300從站 QB0～QB15。
SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP

5．PROFIBUS站點診斷
主站通過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)據不更新,；如果一個從站故障,，主站還可以與其它從站進行通信,。在PLC側可以通過OB86、FC125/FB125(可以從西門子上下載),、SFC13等組織塊,、程序塊對主站或從站進行診斷，可以查看PLC相關文檔,，在這里不作相信介紹,。SIMOTION使用函數(shù)“_getStateOfSingleDpSlave”或“_getStateOfAllDpSlaves”對一個站點或多個站點進行診斷。以調用函數(shù)“_getStateOfSingleDpSlave”為例介紹PROFIBUS-DP站點的診斷功能,。函數(shù)調用如圖11所示,，函數(shù)參數(shù)如下：

圖11 PROFIBUS-DP診斷函數(shù)

logicalDiagnosticAddress：
輸入參數(shù)，數(shù)據類型 DINT,，PROFIBUS-DP站點診斷地址,，本例中S7-300PLC作為從站，診斷地址為16378,。

ReqGetStateOfSingleDPSlaveStateMode:
輸入參數(shù),，枚舉數(shù)據類型，函數(shù)調用請求格式,，枚舉元素如表4所示：

表4：函數(shù)請求

NextCommand:
輸入參數(shù),，枚舉數(shù)據類型，下一個命令執(zhí)行的時機,，枚舉元素如表5所示：

表5：NEXTCOMMAND元素

本例中選擇：“WHEN_COMMAND_DONE”,。

commandid:
輸入參數(shù)，“CommandIdType”數(shù)據類型,，用戶定義,，可以跟蹤命令執(zhí)行的狀態(tài)。本例中選擇一個臨時變量,，沒有賦值,。

StructRetGetStateOfSingleDpSlave:
輸出參數(shù)，結構數(shù)據類型,，結構元素如表6所示：

表6：輸出結構體
 

“ActualStateOfSingleDpSlave”單站狀態(tài)為枚舉數(shù)據類型,，枚舉元素如表7所示：

表7：輸出站點狀態(tài)
 

本例中將從站輸出狀態(tài)存儲于全局變量RET1中,，通過編程可以判斷從站的狀態(tài),，調試狀態(tài)下可以通過“SYMBOL BROWSER”監(jiān)控從站狀態(tài)，如圖12所示：

圖12 在SYMBOL BROWSER監(jiān)控從站狀態(tài),。

從站診斷的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP

問題：  
對于由一個不同的DP主站組態(tài)的一個DP從站,，DP主站還可以讀取這個DP從站的輸入數(shù)據嗎,？

解答：  
可以,。通過組態(tài)直接數(shù)據交換,，DP主站可以讀取不是由其操縱的DP從站的輸入數(shù)據,。這種情況下，在PROFIBUS DP子網的物理層中,，作 為多主站系統(tǒng),，兩個DP主站必須都可用。

必要條件：
對直接數(shù)據交換,，兩個DP主站必須支持“send and receive capability for direct data exchange”,，且DP從站必須支持“send capability for direct data exchange”。

從STEP 7 硬件配置中的(HW Config)硬件目錄窗口中顯示的模塊數(shù)據,，可以決定DP主站和DP從站的這些屬性,。

圖 1：DP主站中直接數(shù)據交換的發(fā)送和接收能力

圖 2：在DP從站中直接數(shù)據交換的發(fā)送和接收能力

支持直接數(shù)據交換的示例產品：

DP從站

• ET200 L
  6ES7 131－1EH00－0XB0－電子模塊DI 16 x AC 120V
  6ES7 133－1EH00－0XB0－電子模塊DI8/DO8 x AC120V
  6ES7 133－1JH00－0XB0－電子模塊DI8/RO8 x AC120V
  6ES7 133－1BL01－0XB0－ET 200L 16DI/16DO DC 24V/0.5A
   
• ET200 M
  6ES7 153－1AA03－0XB0－IM 153－1，分布式,，PROFIBUS-DP
  6ES7 153－1AA83－0XB0－IM 153－1,，分布式，PROFIBUS-DP
   
• ET200 S
  6ES7 151-1CA00-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 基本型
  6ES7 151-1AB02-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 FO STANDARD
  6ES7 151-1BA00-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 High Feature
  6ES7 151-1AA03-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 標準型
   
• ET200 X
  6ES7 147-1AA01-0XB0 - ET200X：基礎模塊BM147/CPU
  6ES7 147-1AA10-0XB0 - ET 200X：基礎模塊BM147-1 CPU
  6ES7 141-1BF01-0XB0 - ET200X：基礎模塊BM141,，8DI
  6ES7 141-1BF01-0AB0 - ET 200X：BM141 - ECOFAST RS485 8DI

DP主站

• C7
  6ES7 626-2DG04-0AE3 - SIMATIC C7-626/P DP,，成套設備
  6ES7 633-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-633 DP，成套設備
  6ES7 634-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-634 DP,，成套設備e
  6ES7 635-2EC01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Keys,，成套設備
  6ES7 635-2EB01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Touch
  6ES7 636-2EC00-0AE3 - SIMATIC C7-636 Keys，成套設備
   
• S7-300
  6ES7 313-6CE01-0AB0 - CPU313C-2 DP,，32KB,，16DI/16DO；DP-SS M/S
  6ES7 314-6CF01-0AB0 - CPU314C-2 DP,，48KB,，24DI/16DO/4AI/2AO，DP-SS M/S
  6ES7 315-2AF03-0AB0 - CPU 315-2 DP, 64 kB,，0.3 ms/kAW
  6ES7 315-2AG10-0AB0 - CPU 315-2DP, 128 kB,，0.1 ms/kAW
  6ES7 315-6FF01-0AB0 - CPU 315F
  6ES7 316-2AG00-0AB0 - CPU 316-2DP，128kB, 0.3 ms/kAW
  6ES7 317-2EJ10-0AB0 - CPU 317-2 PN/DP,，512 kB,，0.05 ms/kAW
  6ES7 317-6FF00-0AB0 - CPU 317F-2DP，512 kB,，0.1 ms/kAW
  6ES7 318-2AJ00-0AB0 - CPU 318-2，512 kB,，0.1ms/kAW
   
• S7-400
  6ES7 412-1XF03-0AB0 - CPU 412-1,，96 kB,，0.2ms/kAW
  6ES7 412-2XG00-0AB0 - CPU 412-2，144 kB,，0.2ms/kAW
  6ES7 414-2XG03-0AB0 - CPU 414-2,，256 kB，0.1ms/kAW
  6ES7 414-3XJ00-0AB0 - CPU 414-3,，768 kB,，0.1ms/kAW
  6ES7 416-2XK02-0AB0 - CPU 416-2，1.6 MB,，0.08ms/kAW
  6ES7 416-3XL00-0AB0 - CPU 416-3,，3.2 MB，0.08ms/kAW
  6ES7 416-2FK02-0AB0 - CPU 416F-2,，1.6 MB,，0.08ms/kAW
  6ES7 417-4XL00-0AB0 - CPU 417-4，4 MB
   
• ET200 S-CPU
  6ES7 151-7AA10-0AB0 - ET 200S IM 151 CPU,，48kByte

組態(tài)直接數(shù)據交換
直接數(shù)據交換功能在“listening in”DP主站的配置中組態(tài),。在運行DP從站的DP主站的組態(tài)中，只需簡單地建立標準主站－從 站通訊,。

在附上的示例項目中,，ET 200S工作站(DP從站)由CPU 318-2 (DP主站)運行。 位于同一PROFIBUS DP網絡的CPU 416-2 DP通過直接數(shù)據交換讀取ET 200S輸入模塊的數(shù)據,。

當組態(tài)CPU 416-2DP為處于監(jiān)聽狀態(tài)的DP主站時,，必須進行如下設置：

• 打開DP接口的屬性，選擇Configuration標簽頁,。在此插入一個新行,，其 為DX模塊進行參數(shù)化(用于直接數(shù)據交換)。

圖 3：CPU 416-2 DP的組態(tài)

• 通過輸入DP從站的DP地址編輯DX的配置,，輸入相關數(shù)據的地址

圖 4：組態(tài)－直接數(shù)據交換  西門子6xv1830以太網電纜