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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。
> 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),主站可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。
> 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。
> 传输方法 符合美国标准EIA RS485的闭合电路传输,是制造工程、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。
> 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
> 大节点数 127(地址0-126)
2. ROFIBUS现场应用类型
PROFIBUS提供了三种通信协议类型:FMS,DP和PA
> PROFIBUS-FMS: 用于现场通用通信任务的FMS接口(DIN 19245 T.2)
> PROFIBUS-DP: 用于与分布式I/O进行高速通讯
> PROFIBUS-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PROFIBUS DP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。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。
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。一条总线多可以连接126个设备(主站或从站)。
> 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。
> 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S7 300站,S7400站(V3.0以上)都可以作为DP的从站。下面我们将以两个CPU315-2DP CPU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 S7-300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0),SM374
PROFIBUS-DP从站 S7-300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0);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)
西门子PPI与MPI有何区别?
PPI是点对点(point to point),MPI(multi point)多点
MPI通信
MPI (Multipoint interface)是SIMATIC S7多点通信的接口,是一种适用于少数站点间通信的网络,多用于连接上位机和少量PLC之间近距离通信。
通过PROFIBUS电缆和接头,将控制器S7-300或S7-400的CPU自带的MPI编程口及S7-200CPU 自带的PPI通信口相互连接,以及与上位机网卡的编程口(MPI/DP 口)通过PROFIBUS或MPI电缆连接即可实现。 网络中当然也可以不包括PC机而只包括PLC。
MPI的通信速率为19.2K~12Mbit/s ,但直接连接S7-200CPU通信口的MPI网,其高速率通常为187.5Kbit/s (受S7-200CPU高通信速率的限制)。
在MPI网络上多可以有32个站,一个网段的长通信距离为50米(通信波特率为187.5Kbit/s时),更长的通信距离可以通过RS-485中继器扩展。
MPI允许主-主通信和主-从通信,每个S7-200CPU通信口的连接数为4个。
MPI协议不能与一个作为PPI主站的S7-200CPU通信,即S7-300或S7-400与S7-200通信时必须保证这个S7-200 CPU不能再作PPI主站,Micro/WIN也不能通过MPI协议访问作为PPI主站的S7-200CPU。
S7-200CPU只能做MPI从站,即S7-200CPU之间不能通过MPI网络互相通信,只能通过PPI方式互相通信。
STEP 7-Micro/WIN可以与S7-200CPU建立MPI主-从连接。硬件使用CP5611卡加上PROFIBUS或MPI电缆,S7-200 CPU通信口上要使用带编程口的网络连接器。S7-200CPU的通信口低通信速率可设为19.2K,高187.5K。
注:CP5613不能通过MPI方式与S7-200 CPU通信口进行编程通信。
S7-300和S7-400 CPU可以作为MPI主站用XGET(SFC67)和XPUT(SFC68)指令读取S7-200数据,通信数据包大为64个字节。S7200 CPU中不需要编写任何与通信有关的程序,只需要将要交换的数据整理到一个连续的V 存储区当中即可。
如果需要在主站中(如S7-300)如何配置S7200 CPU MPI从站的详细文档,可访问客户支持部上的“网上课堂”网页,在“网络(NET)”目录中下载《S7-200与S7-300之间的通信》。
多数的300只有MPI通信口,有的带有DP(315-2DP)口或者PPI口(315-2ptp)。
高速计数器如何寻址? 为什么从SMDx中读不出当前的计数值?
可以直接用HC0;HC1;HC2;HC3;HC4;HC5对不同的高速计数器进行寻址读取当前值,也可以在状态表中输入上述地址直接监视高速计数器的当前值。SMDx不存储当前值。高速计数器的计数值是一个32位的有符号整数。
14、高速计数器如何复位到0?
选用带外部复位模式的高速计数器,当外部复位输入点信号有效时,高速计数器复位为0, 也可使用内部程序复位,即将高速计数器设定为可更新初始值,并将初始值设为0,执行HSC指令后,高数计数器即复位为0 。
15、为何给高速计数器赋初始值和预置值时不起作用,或效果出乎意料?
高速计数器可以在初始化或者运行中更改设置,如初始值、预置值。其操作步骤应当是:
1)设置控制字节的更新选项。需要更新哪个设置数据,把控制字节中相应的控制位置位(设置为“1”);不需要改变的设置,相应的控制位不能设置。
2)然后将所需的值送入初始值和预置值控制寄存器3)执行HSC指令
(一)西门子 200 plc 使用 MPI 协议与组态王进行通讯时需要哪些设置?
1)在运行组态王的机器上需要安装西门子公司提供的 STEP7 Microwin 3.2 的编程软件,我们的驱动需要调用编程软件提供的 MPI 接口库函数;
2)需要将 MPI 通讯卡 CP5611 卡安装在计算机的插槽中,使用西门子公司提供的电缆和网络接头将 CP5611 卡和 S7-200 的 Port 口相连(CP5611 卡的 3,8 分别和 S7200的 PORT 口 3,8 连接),一般情况下 MPI 网络中连接后一个设置得网络接头的终端电阻应打到 ON(有效)状态;
3)PLC 中 MPI 网络的创建和通讯波特率的正确设置;
4)在控制面板中 SetPG/PC 接口参数的设置;具体可参考组态王电子帮助。
(二)组态王与西门子 200 plc 自由口协议通过 modem 通讯,硬件接线怎样实现?
设备上插标准 PPI 电缆,modem9 针口通过一个标准 232 交叉线接到 PPI 电缆上即可,232 交叉线的 modem 侧需要 1 4 6 短接,7 和 8 短接。
(三)一台 S7 200 PLC通过串口方式能否接两个上位机通讯?
通过串行电缆的方式不行,可以考虑使用以下两种方式:
1)PLC 配置为 MPI 协议,这样两个上位机需要各配置一块 MPI 卡;
2)两个 PC 机中,一个作为采集站和 PLC 通讯,另外一个作为客户端和采集站通讯。
(四)西门子 200Plc 通过 PPI 协议与组态王通讯失败,为何?
请检查如下设置是否正确:1)用户编程电缆的拨码设置:在编程电缆的拨码中,第 5 个端子是设置通讯协议的:拨码设置为 0,表示 PPI/Freeport ;拨码设置为 1,表示 PPI(master);用户使用 PPI 协议和组态王通讯时,拨码选择 PPI/Freeport 对应拨码值即可;
2)PPI 通讯传输的是 11 位的数据,也建议客户拨码选择 8 数据位 1 停止位偶校验(拨码默认为 11 位),并且 PLC 的波特率和 PPI、组态王要一致;
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