第5章PROFIBUS网络组建.ppt

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1、PROFIBUS 通讯通讯PROFIBUS 通讯通讯 现场总线定义是安装在生产过程区域的现现场总线定义是安装在生产过程区域的现场设备场设备/仪表与控制室内的自动控制装置仪表与控制室内的自动控制装置/系系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。据总线。专题二专题二在现代化工厂环境及大规模的工业生产过程控制中，工业设备与数据结构被简单地划分为三个层次，工业三层网络：工业三层网络：国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）在）在19991999年底通过了年底通过了一个一个IEC61158IEC61158的现场总线标准，此标准容纳了的现场总线标准，此标准

2、容纳了8 8种互不兼容的总线协议。在种互不兼容的总线协议。在20032003年年4 4月，月，IEC61158 Ed.3IEC61158 Ed.3现场总线标准第现场总线标准第3 3版正式成为国版正式成为国际标准，规定际标准，规定1010种类型的现场总线，其中包括种类型的现场总线，其中包括FFFF现场总线、现场总线、LONWORKSLONWORKS总线、总线、PROFIBUSPROFIBUS现场总现场总线、线、CANBUSCANBUS现场总线、现场总线、PROFInetPROFInet现场总线等。现场总线等。IEC61158IEC61158国际标准中的国际标准中的PROFIBUSPROFIBUS

3、现场总线现场总线也是德国标准（也是德国标准（DIN19245DIN19245）和欧洲标准）和欧洲标准（EN50170EN50170）。在）。在20012001年年PROFIBUSPROFIBUS被定为中国被定为中国的国家标准的国家标准JB/T103010.3-2001JB/T103010.3-2001。所有集成了现场总线接口的设备都可以被挂所有集成了现场总线接口的设备都可以被挂接到现场总线上，控制器与现场设备之间仅通过接到现场总线上，控制器与现场设备之间仅通过一根总线电缆相连，结构非常简单，节省安装费一根总线电缆相连，结构非常简单，节省安装费用和维护开销。控制器与现场设备可以实现双向用和维护开

4、销。控制器与现场设备可以实现双向的数字通信，克服了模拟信号精度不高、抗干扰的数字通信，克服了模拟信号精度不高、抗干扰能力差的缺点，提高了系统的可靠性。能力差的缺点，提高了系统的可靠性。现场总线的优点：现场总线的优点：现场总线的连接方式：现场总线的连接方式：PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP和和PROFIBUS-FMSPROFIBUS-FMS使用的是使用的是RS485RS485传输技术，传输介质可以采用屏蔽双传输技术，传输介质可以采用屏蔽双绞线和光纤等。使用屏蔽双绞线的传输速率绞线和光纤等。使用屏蔽双绞线的传输速率有有9.6kbit/s9.6kbit/s、19.2kbit/s19.2

5、kbit/s、93.75kbit/s93.75kbit/s、187.5kbit/s187.5kbit/s、500kbit/s500kbit/s、1500kbit/s1500kbit/s、12 12 000kbit/s000kbit/s。随着通信速率的增加，传输距。随着通信速率的增加，传输距离也相应地降低为离也相应地降低为1200m1200m、1200m1200m、1200m1200m、1000m1000m、400m400m、200m200m、100m100m。PROFIBUSPROFIBUS传输介质和通讯速率：传输介质和通讯速率：网络的拓扑结构可以采用树形、星形、网络的拓扑结构可以采用树形、星

6、形、环形以及冗余等结构。每一个网段最多可以环形以及冗余等结构。每一个网段最多可以组态组态3232个站点，多于个站点，多于3232个可以使用中继器，个可以使用中继器，整个网络最多可以组态整个网络最多可以组态127127个站点。中继器也个站点。中继器也要占用站点。要占用站点。PROFIBUSPROFIBUS支持主支持主-从系统、纯主站系统、从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种模式。主站与主站多主多从混合系统等几种模式。主站与主站之间采用的是令牌的传输方式，主站在获得之间采用的是令牌的传输方式，主站在获得令牌后通过轮询的方式与从站通信。令牌后通过轮询的方式与从站通信。网络的拓扑结构和通讯方式：

7、网络的拓扑结构和通讯方式：v S7-300/400和和S7-300/400PROFIBUS-DP不打包通信不打包通信 不打包通信可直接利用传送指令实现数不打包通信可直接利用传送指令实现数据的读写，但是每次最大只能读写据的读写，但是每次最大只能读写4 4个字节个字节（双字），下面重点描述两个（双字），下面重点描述两个315-2PN/DP 315-2PN/DP PLCPLC之间的之间的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP不打包通信。不打包通信。网络组建网络组建第一步：新建项目，并插入主从站点：第一步：新建项目，并插入主从站点：第二步：第二步：SIMATIC 300(S)SIMATIC 30

8、0(S)从站从站双击双击SIMATIC 300（S）的）的Hardware，进行硬件组态。，进行硬件组态。双击双击2号插槽里的号插槽里的MPI/DP接口，配置属性接口，配置属性MPI/DP”配置对话框。配置对话框。设置从站方式，设置通讯地址为设置从站方式，设置通讯地址为3。配置从站与主站的通信区，单击上图中的配置从站与主站的通信区，单击上图中的“组态组态”选项卡组态从站与主站的通信区。在随后出现的对话选项卡组态从站与主站的通信区。在随后出现的对话框内点击框内点击“新建新建”按钮，组态接收区。同样组态发送按钮，组态接收区。同样组态发送区。区。从站接收区从站接收区从站的通信伙伴的配置是虚线，表示主

9、站还没有组态。从站的通信伙伴的配置是虚线，表示主站还没有组态。其中的其中的“MS”表示组建的网络为主从模式，如果组建表示组建的网络为主从模式，如果组建的网络是数据直接交换，则显示的网络是数据直接交换，则显示DX。确定后，点击确定后，点击“编译保存编译保存”按钮，进行编译保存。按钮，进行编译保存。第三步：配置主站第三步：配置主站设置主站方式，设置主站地址为设置主站方式，设置主站地址为2 2。将配置好的从站挂接到主站的将配置好的从站挂接到主站的PROFIBUS-DP的电缆上。的电缆上。在右侧的硬件模块目录树内依次选择在右侧的硬件模块目录树内依次选择PROFIBUS-DP、Configured St

10、ation，将框内的，将框内的CPU 31x拖至左侧的拖至左侧的PROFIBUS电缆处。电缆处。在拖曳的过程中出现对话框，单击在拖曳的过程中出现对话框，单击“连接连接”按钮。按钮。双击双击PROFIBUSPROFIBUS电缆处的从站，出现电缆处的从站，出现“DPDP从站属性从站属性”对话框，单击对话框，单击“组态组态”选项卡，选中通信区中的从选项卡，选中通信区中的从站为输入的一行，单击站为输入的一行，单击“编辑编辑”按钮出现对话框。按钮出现对话框。注意一一对应的关系：发送和接收对应注意一一对应的关系：发送和接收对应对主站的配置编译保存。对主站的配置编译保存。主从站关系图：主从站关系图：软件编程

11、软件编程 第一步：主站侧编程第一步：主站侧编程第二步：从站侧编程第二步：从站侧编程第三步：运行结果监控第三步：运行结果监控 v S7-300/400和和S7-300/400PROFIBUS-DP打包通信打包通信 不打包通信每次传输的数据最大为不打包通信每次传输的数据最大为4 4个个字节，若想一次传送更多的数据，则应该字节，若想一次传送更多的数据，则应该采用打包方式的通信。打包通信需要调用采用打包方式的通信。打包通信需要调用系统功能（系统功能（SFCSFC）。）。STEP7STEP7提供了两个系统提供了两个系统功能功能SFC15SFC15和和SFC14SFC14来完成数据的打包和解来完成数据的打

12、包和解包功能。包功能。SFC15SFC15引脚的功能（打包程序）引脚的功能（打包程序）SFC14SFC14引脚的功能（解包程序）引脚的功能（解包程序）网络组建网络组建第一步：新建一个项目并插入站点第一步：新建一个项目并插入站点第二步：第二步：SIMATIC 300(S1)站配置站配置 第二步：第二步：SIMATIC 300(S1)站配置站配置 第二步：第二步：SIMATIC 300(S1)SIMATIC 300(S1)站配置站配置 SIMATIC 300(S1)SIMATIC 300(S1)站建立的是站建立的是PROFIBUSPROFIBUS（1 1）网络，）网络，通信速率为通信速率为1.5M

13、bps1.5Mbps，行规为，行规为DPDP，站地址设为，站地址设为3 3。同前同前所述，配置输入和输出区所述，配置输入和输出区。注意：一致性选择。注意：一致性选择“全全部部”。第三步：第三步：SIMATIC 300(S2)SIMATIC 300(S2)站配站配置置SIMATIC 300(S2)站建立的也是站建立的也是PROFIBUS（1）网）网络，通信速率为络，通信速率为1.5Mbps，行规为，行规为DP，站地址设为，站地址设为5。第四步：主站第四步：主站SIMATIC 300(M)SIMATIC 300(M)的配置的配置主站的主站的PROFIBUSPROFIBUS站地址设为站地址设为2 2

14、，需要说明的是，在需要说明的是，在将从站拖到主站将从站拖到主站PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP电缆后，可以找到两电缆后，可以找到两个刚才已经配置好的站点（站地址分别为个刚才已经配置好的站点（站地址分别为3 3和和5 5）。）。连接图连接图双击两个站的图标，进一步配置主站与两个从站的通信区双击两个站的图标，进一步配置主站与两个从站的通信区 从站从站1 1从站从站2 2主站与主站与SIMATIC 300(S1)SIMATIC 300(S1)站的通信区站的通信区 主站与主站与SIMATIC 300(S2)SIMATIC 300(S2)站的通信区站的通信区编译保存主站和从站的硬件组态。设置

15、好下载路径后，编译保存主站和从站的硬件组态。设置好下载路径后，将主站和从站的硬件组态分别下载到各自的将主站和从站的硬件组态分别下载到各自的PLCPLC内。内。软件编程软件编程PROFIBUSPROFIBUS主从（主从（MSMS）模式网络都是由主站采用轮询的方式）模式网络都是由主站采用轮询的方式与从站实现通信。主站轮询到哪个从站，哪个从站才有发与从站实现通信。主站轮询到哪个从站，哪个从站才有发言权；从站之间不能直接进行通信，必须经由主站的参与。言权；从站之间不能直接进行通信，必须经由主站的参与。主站和从站可以分别调用主站和从站可以分别调用SFC15SFC15、SFC14SFC14，实现双向通信，

16、实现双向通信，也可以在一边单独调用也可以在一边单独调用SFC15SFC15，另一边单独调用，另一边单独调用SFC14SFC14，实，实现单向通信。如果要使用现单向通信。如果要使用DBDB块存储数据，还必须在项目管块存储数据，还必须在项目管理器内建立所使用的理器内建立所使用的DBDB块，并分配相应大小的存储区。块，并分配相应大小的存储区。本例中采用的方案是在本例中采用的方案是在SIMATIC 300(S1)SIMATIC 300(S1)站内发送站内发送8 8个字节个字节的数据包给主站，主站接收到该数据包后解压缩，并再次的数据包给主站，主站接收到该数据包后解压缩，并再次打包发送给打包发送给SIMATIC 300(S2)SIMATIC 300(S2)站，站，SIMATIC 300(S2)SIMATIC 300(S2)站接收站接收后解压缩并存储在内存区。后解压缩并存储在内存区。第一步：第一步：SIMATIC 300(S1)SIMATIC 300(S1)从站侧的编程从站侧的编程在从站块内新建在从站块内新建DB1DB1、DB2DB2数据块（在数据块（在“块块”界面内界面内右击，选择右击，选择“插入