6-S7通信基础

Hauptteiltext,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Folientitel,Date:,9/13/2024,.:SSP1_03C.,80,SIMATIC S7,Siemens AG 2000. All rights reserved.,Information and Training Center,Knowledge for Automation,第6章 S7-300/400通信基础,6.1 S7-300/400的通信方式与接口,6.2 通信标准,6.3 S7-300/400的通信功能,6.4 MPI网络与全局数据通信,6.5 PROFIBUS网络的数据通信,6.6 PROFIBUS通信的应用,6.1 S7-300/400的通信方式与接口,1 通信方式,并行通信与串行通信,并行通信是以字（16位）或字节（8位）为单位的数据传输方式。,串行通信是以二进制的位（Bit 即1位） 为单位的数据传输方式。,在控制中计算机之间一般采用串行通信方式。,同步通信与异步通信,串行通信可分为同步通信和异步通信。,异步通信的格式：,同步通信的格式： 同步通信以字节为单位，每次传送12个同步字符，多个数据字节和校验字符。用同步字符通知接收方开始接收。,单工与双工通信,单工通信：只能沿单一方向传送数据。,双工通信：可以沿两个方向传送数据。,双工方式又可以分为全双工和半双工方式。,传输速率（波特率）30038400 Bit /S,2 串行通信接口, RS-232C,广泛地用于计算机与终端或外设之间的近距离通信。,RS-232C采用共地传送方式，容易引起共模干扰。, RS-422,全双工操作，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。,最大传输速率10M Bit /S。,最大距离1200M。,一台驱动器可以连接10台接收器。,广泛地用于计算机与终端或外设之间的远距离通信。, RS-485,RS-485,是RS-422的变形。,半双工四线操作，一对平衡差分信号线不能同时发送和接收。,使用RS-485接口和双绞线可以组成串行通信网络，构成分布式系统。,系统中可以有32个站。,新的接口器件已允许连接多达128个站。,6.2 通信标准,1,开放系统互连模型,国际化标准组织ISO提出的开放系统互连模型OSI。,作为通信网络国际标准化的参考模型。它详细描述了软件功能的7个层次。,一类为面向用户的第57层，另一类为面向网络的第14层。,物理层,为用户提供建立,保持和断开,物理连接的功能。,（如RS-232C, RS-,422, RS-,485）,数据链路层,数据是以帧为单位传送。数据,链路层负责在两个相邻节点间,的链路上，实现差错控制,数,据成帧,同步控制等。,网络层,网络层的功能是报文包的分段,报文包的阻塞处理和通信子网,络的选择。,传输层,传输层的单位是报文。它的功能是流量控制,差错控制,连接支持,向上一层提供端到端的数据传送服务。,会话层,支持通信管理和实现最终用户,应用进程的同步，按正确的顺,序收发数据。,表示层,表示层用于应用层信息内容的,形式变换。例如数据的加密/解,密，信息的压缩/解压和数据兼,容。把应用层提供的信息变成,能够共同理解的形式。,应用层,应用层作为OSI的最高层，为,用户的应用服务提供信息交换，为应用接口提供操作标准。,注意：不是所有的通信协议都需要OSI参考模型中的全部7层。,例如有的现场总线通信协议只采用了7层协议中的第1，第2和第7层。,2 IEEE 802 通信标准,IEEE（,国际电工与电子工程师学,会）于1982年颁布了计算机局部网,分层通信协议标准草案， IEEE 802,通信标准。它把OSI参考模型的底部,两层分解为逻辑链路控制层（LLC）,，媒体访问层（MAC）和物理传送层。,数据链路层是一条链路（LINK）两端的两台设备进行通信时所共,同遵守的规则和约定。IEEE 802 的媒体访问控制层对应于三种已建,立的标准。（,CSMA/CD，,令牌总线，令牌环）, CSMA/CD,协议,CSMA/CD,协议是,带冲突检测的载波偵听多路访问技术,。允许各站,平等竞争，实时性好，适用于工业自动控制计算机网络。,令牌总线,在令牌总线中，媒体访问控制是通过令牌的特殊标志来实现的。,按照逻辑顺序，令牌从一个装置传递到另一个装置。传递到最后一个,装置后，再传递给第一个装置。,令牌有“空”和“忙”两种状态。持有令牌的装置可以发送信息。,发送站首先把令牌的状态为“忙”，并写入要传送的信息（数据,送,站名,接收站名）送入环网传输。,令牌沿环网一周后返回发送站时，信息已被接收站拷贝，发送站,把令牌的状态为“空”，送入环网继续传输，以供其它站使用。,令牌传递总线能在重负荷下提供实时同步操作，传送效率高，适,于频繁，较短的数据传送。因此它更适合于需要进行实时通信的工业,控制网络系统。,令牌环,令牌环传递类似于令牌总线，在令牌环上只能有一个令牌绕环运,动，不允许两个站同时发送数据。,令牌环从本质上看是一个集中控制式的环，环上需要有一个中心,控制站负责网上的工作状态的检测和管理。,3 现场总线及其通信标准, IEC（,国际电工委员会）对现场总线的定义“安装在制造和过程区域,的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式，串行，多点通,信的数据总线称为现场总线”。,PROFIBUS为德国SIEMENS公司支持的现场总线。,6.3 S7-300/400的通信功能,工厂自动化系统的,三级网络结构：,现场设备层（现场层）,其功能是连接现场设备。,这一层主要使用AS-I,（执行器-传感接口）网络。,车间监控层（单元层）,其功能是用来完成车间,主设备之间的连接，实,现车间级设备的监控。,这一层主要使用 Profibus 和工业以太网，这一级传输速度不是最,重要的，但是应能传送大容量信息。,工厂管理层（管理层）,其功能是用来汇集各车间管理子网，通过网桥或路由器等连接的,厂区骨干网的信息于工厂管理层。,这一层主要使用以太网，即TCP/IP通信协议标准。,1 S7-300/400的通信网络,（1）MPI,的通信网络, MPI,是多点接口的简称。,S7-300/400 CPU都集成,了MPI通信协议和MPI的,物理层RS-485接口。,最大传输速率为,12M Bit /S。, PLC,通过MPI能同时连接,运行STEP 7 的编程器,计算机,人机界面（HMI）,及其它SIMATIC S7,M7,和C7。,STEP 7用户界面提供了PLC硬件组态功能，使得PLC硬件组态很,简单。,STEP 7用户界面提供了通信组态功能，使通信组态也变得简单。,联网的CPU可以通过MPI接口实现全局数据（GD）服务，周期性,地相互进行数据交换。,每个CPU可以使用的MPI连接总数与CPU的型号有关。,（2）PROFIBUS,工业现场总线PROFIBUS,是用于车间级监控和现场层,的通信系统。,S7-300/400 PLC可以通过,通信处理器或集成在CPU上,的Profibus - DP接口连接到,Profibus - DP网上。,带有Profibus DP 主站/从,站接口的CPU能够实现高速,和使用方便的分布式I/O控制。,Profibus 的物理层是RS-,485接口。最大传输速率为12M Bit/S，最多可以与127个节点进行数,据交换。网络中可以串接中继器，用光纤通信距离可达90Km。,可以通过CP342/343通讯处理器将S7-300与Profibus DP或工业,以态网系统相连。,主站设备,带有PROFIBUS-DP接口的S7-300/400的CPU,CP443-5和IM467,；CP342-5；CP343-5；带有DP接口或DP处理器的C7；以及西门子,某些老型号PLC,PG和OP。,从站设备,分布式I/O设备ET200；通过通信处理器CP342-5的S7-300,带有,DP接口的S7-300,S7-400（只能通过CP443-5）,带有EM277通信,模块的S7-200,（3）,工业以态网,工业以态网用于工厂管理层和单元层的通信系统。,用于对时间要求不太严格，需要传送大量数据的场合。,西门子的工业以态网的传输速率为10M /100M Bit /S，,最多可以达到1024个网络节点，,网络的最大范围为150Km。,西门子的S7和S5 PLC通过PROFIBUS（FDL协议）或工业以态网,ISO协议，可以利用S7和S5的通信服务进行数据交换。,（4）,点对点连接,点对点连接可以连接两台S7 PLC和S5 PLC,以及计算机,打印机和条码阅读器等。,可通过CPU 313C-2PTP和CPU 314C-2PTP集成的通信接口建立点对点连接。,点对点连接的接口可以是20MA（TTY）,RS-232C,RS-422和RS-485。,全双工模式（RS-232C）最高传输速率19,.,2 KBIT/S，半双工模式（RS-485）最高传输速率38,.,4 KBIT/S。,（5）AS-I,的过程通信, AS-I,为执行器-传感器接口，是位于自动控制系统最底层的网络，用来连接有AS-I接口的现场二进制设备。, CP342-2,通信处理器是用于S7-300和分布式I/O ET200M的AS-I主站。,AS-I主站最多可以连接64个数字量或31个模拟量AS-I从站。,通过,AS-I,接口，每个CP最多可访问248个数字量输入和184个数字量输出。,2 S7 通信的分类,（1）,全局数据通信,全局数据（GD）通信,通过MPI接口在CPU间,循环交换数据。,用全局数据表来设置,各CPU之间需要交换的,数据存放的地址区和通信的速率，通信是自动实现的，不需要用户编,程。, S7-400,的全局数据通信可以通过SFC来启动。,全局数据可以是输入,输出,标志位（M）,定时器,计数器和数据,区。, S7-300 CPU,每次最多可以交换4个含有22B的软件包，最多可以有,16个CPU参与数据交换。,全局数据通信用STEP 7 中的GD表进行组态，对S7,M7和C7可以,用系统功能块来建立。,MPI,默认的传输速率为187,.,5 KBIT/S，与S7-200通信时只能指定,为19,.,2 KBIT/S。,（2）,基本通信（非配置的连接）,这种通信可以用于所有,的S7-300/400 CPU ，通,过MPI或站内的K总线来,传递最多76B的数据。,在用户程序中用系统功,能（SFC）来传送数据。,（3）,扩展通信（配置的连接）,这种通信可以用于所有,的S7-300/400 CPU ，通,过MPI，PROFIBUS和工,业以态网最多可传递64,KB的数据。,在用户程序中用系统功,能块（SFB）来传送数据，,支持应答的通信。在S7-300中可以用SFB15 “PUT”和SFB14 “GET”,来读写CPU近端的数据。,这种方式需要用连接表配置连接，连接在站启动时建立并保持。,6.4 MPI网络与全局数据通信,1,MPI网络,每个S7-300/400 CPU 都集成了MPI接口通信协议， MPI的物理层,是RS-485。每个 CPU 可以使用的MPI连接总数与CPU的型号有关，,CPU312为6个， CPU418为64个,。,联网的 CPU可以通过MPI接口实现全局数据（GD）服务，周期性,地相互交换少量的数据。可以与15个CPU建立全局数据通信。,每个MPI 节点都有自己的MPI 地址（0126），PG,HMI和CPU的,默认地址分别为0,1,2。,在S7-300中，MPI总线和K总线连接在一起，S7-300机架上的K总,线的每一个节点也是MPI 的一个节点，也有自己的MPI地址。,S7-400只有CPU有MPI地址。,MPI默认的传输速率为187,.,5 KBIT/S或多或1,.5,MBIT/S，与S7-200,通信时只能指定为19,.2 KBIT/S。,两个节点间最大距离为50M，加中,继器后为1000M，使用光纤和星形连接时为避免3,.,8 KM。,通过MPI接口，CPU可以自动广播其总线参数组态。然后CPU可以,检索正确的参数，并连接至一个MPI子网。,.,2,全局数据包,参与全局数据包交换的CPU构成了全局数据环（GD DIRCLE）。,同一个GD环中的CPU可以向环中其它的CPU发送数据或接收数据。,在一个MPI网络中，可以建立多个GD环。,具有相同的发送者和接收者的全局数据可以集合成一个全局数据包,（GD PACKET）。每个数据包有数据包的编号，数据包中的变量有,变量的编号。,例如，GD 1,.2.3,表示1号GD环,2号GD包中的3号数据。, S7-300 CPU,可以发送和接收的GD包的个数（4个或8个）与CPU,型号有关，每个GD包最多22B数据，最多16个CPU参加全局数据交,换。, S7-400 CPU,可以发送和接收的GD包的个数与CPU型号有关，可,以发送8个或16个GD包，可以接收16个或32个GD包，每个GD包最,多64B数据。,S7-400 CPU,具有对全局数据交换的控制功能，支持事件驱动的数,据传送方式。,3 MPI,网络的组态,( 参阅教材 ),（1）,生成MPI网络的站,在STEP 7 中生成MPI网络项目,在MPI网络项目中生成SIMATIC 300（1）,点击“HARDWARE”-SIMATIC300-RAIL-CPU314,点击“OPTION”选项“CONFIGUR NETWORK”,生成SIMATIC 300（2），生成SIMATIC 300（3）,（2）MPI,网络组态,在MPI网络项目中双击“MPI图标”打开“NETPRO”组态MPI（1）,在一条红线（MPI网线）和三个互不相连的网站上建立连接,用鼠标左键压住站的红点，并拖到MPI网线建立了一个连接。,用同样方法建立其它站的连接。,用鼠标右键点击各站，打开“PROPERTIES-MPI INTERFACE”,设置修改通信参数。（注意存盘）,4,全局数据表,（1）,生成和填写GD表,生成空GD表,在“NETPRO”窗口,选重MPI网络线,（变粗）。,执行“OPTIONS”中,DEFINE GLOBAL,DATA（定义全局数据）命令。,填写CPU,双击 “GD ID”右边的,方格，在出现的“SE,LECT CPU”对话框,中双击 站1 的CPU,图标，该CPU就出现,在“GD ID”右边的方,格中。,用同样方法将 站2 的CPU和 站3 的CPU 放到对应的方格中。,填写GD包,在CPU下面,的一行中生成,1号GD环1号,GD包中的1号,数据。,用鼠标右键,点击CPU314下,面的方格，在,出现的菜单中选择“SENDER”（发送者），该方格变深色，且在左,端出现“,”符号。这时输入要发送的全局数据的地址MW0。,点击CPU313下面的方格单元，输入要接收的全局数据的地址,QW0。该方格的背景为白色，表示在该行中CPU313是接收站。,用同样方法可以填写其余的GD数据。,注意：每行中应定义一个并且只能有一个CPU作为数据的发送方。,要输入数据的绝对地址。,变量的复制因子是用来定义数据区的长度。,例如，MB20:8 表示数据区是从MB20开始的连续8个字节，加上两个说明字节，共占10个字节的区域。MW0:11表示数据区是从MW0开始的连续11个字，加上两个说明字节，共占24个字的区域。,（2）,第一次编译GD表,执行菜单命令,“GD TABLE”, “COMPILE”,对它进行第一次,编译。,生成GD环。,例如，GD 1.2.1表示,1号GD环2号GD,包中第1组变量。,（3）,设置GD包状态双字的地址和扫描速率并下载,设置扫描速率,第一次编译GD以,后，执行“VIEW”的,“SCANRATES”。,每个数据包将增,加标有“SR”的行，,用来设置该数据包的,扫描速率（1255）。,S7-300默认值为,8，,S7-400默认值为,22，,CPU-400扫描速率设置为0，表示是事件驱动的GD发送和接收。,扫描速率可以重新设置。,设置GD包状态双字的地址,第一次编译GD,以后，执行“VIEW”,的“STATUS”。在,出现的GDS行中可,以给每个数据包指,定一个用于状态双,字的地址。,其中GST是各,GDS行中的状态双,字相“与”的结果。,状态双字使用户,程序能及时了解通,信的有效性和实时,性，增强了系统的,诊断能力。,注意：,图中还没有给状态双字赋于地址。,GD,通信状态双字,（4）,第二次编译GD并下载,设置GD包状态双字的地址之后，可以进行第二次编译GD并保存。,在CPU在STOP下，将GD包下载。,当CPU转为RUN时，各CPU之间开始自动地交换全局数据。,位号,说明,状态位设定者,0,1,3,4,5,6,7,8,11,31,发送方地址区长度错误,发送方存储GD的数据,全局数据包在发送方丢失,全局数据包在接收方丢失,全局数据包在链路上丢失,全局数据包语法错误,全局数据包GD对象遗漏,接收方发送方数据长度不匹配,接收方地址区长度错误,接收方找不到存储GD的数据块,发送方重新启动,接收方收到新数据,发送或接收CPU,发送或接收CPU,发送CPU,发送或接收CPU,接收CPU,接收CPU,接收CPU,接收CPU,接收CPU,接收CPU,接收CPU,接收CPU,5,事件驱动的全局数据通信,S7-400可以用事件驱动的方式发送和接收GD包，实现全局通信。在全局数据表中，必须要对传送的数据包组态，并将扫描速率设置为0。,使用系统功能,SFC 60,“GD_SND” 和,SFC 61,“GD_RCV” 发送和接收GD包。SFC 60和SFC 61可以在用户程序任何一点被调用。,为了保证全局数据交换的连续性，,在调用 SFC 60 之前，应调用,SFC39,“DIS _ IRT” 或,SFC41,“DIS _ AIRT” 来禁止或延迟更高级的中断和异步错误。,在 SFC 60 执行完后，应调用,SFC40,“EN _ IRT” 或,SFC42,“EN _ AIRT”再次确认高优先级的中断和异步错误。,例：用SFC 60发送GD3.1的程序。,( 参阅教材 ),说明1：,NETWORK1,禁止或延迟更高级的中断,NETWORK2,用SFC 60发送GD包,NETWORK3,允许或延迟更高级的中断,说明2：,接收GD包的程序也可仿照编写。,6,不用连接组态的MPI通信,不用组态的MPI通信用于S7-300/400之间和S7-300/400与S7-200之间。是一种应用广泛,经济的通信方式。,（1）,需要双方编程的S7-300/400之间的通信,首先要建立一个项目，对两个PLC的MPI网络组态。假设A站和B站的MPI地址分别为2和3。,使用,SFC65,“X_SEND” 和,SFC66,“X_RCV” 发送和接收数据。,发送程序可以放于循环中断组织块,OB35,中，接收程序可以放于循环组织块,OB1,中。,例：,( 参阅教材 ),说明1：在A站（2号站）的PLC的定时循环中断组织块OB35中编写发送程序，把A站中的MB20MB24发送到B站（3号站）中的MB30MB34中。,说明2：在OB1中编写接收程序，把A站（2号站）发送到的数据存入B站（3号站）的MB30MB34中。,A站（2号站）PLC的OB35中的发送程序,B站（3号站）PLC的OB1中的接收程序,（2）,只需要一个站编程的S7-300/400之间的通信,首先要建立一个项目，对两个PLC的MPI网络组态。假设A站和B站的MPI地址分别为2和3。,使用,SFC68,“X_PUT” 和,SFC67,“X_GET” 发送和接收数据。,发送和接收程序可以放于循环中断组织块,OB35,中。,例：,( 参阅教材 ),功能：在A站（2号站）的PLC的定时循环中断组织块OB35中编写发送程序和接收程序。,步骤1：,调用 SFC 68 把A站中的MB40MB49中的10B数据发送到B站（3号站）中的MB50MB59中。,步骤2：,调用 SFC 67 把B站中的MB60MB69中的10B数据读入到A站（1号站）中的MB70MB79中。,注意：,SFC 69,“X_ABORT” 可以中断一个由“X_PUT”,“X_GET”,建立的连接。如果SFC 68,SFC 67,的工作已经完成（BURY=0），调用SFC 69 “X_ABORT”后，通信双方的连接资源被断开。, OB35,中的程序,6.5 PROFIBUS网络的数据通信,PROFIBUS是不依赖生产厂家的,开放式的现场总线。各种各样的自动化设备都可以通过同样的接口交换信息。,1,PROFIBUS的结构与硬件,（1）,PROFIBUS的组成,现场总线报文规范（ PROFIBUS-FMS ）,PROFIBUS-FMS使用OSI 7层模型的,第1层,第2层和第7层。,FMS,主要用于系统级和车间级的不同供,应商的自动化系统之间传输数据,单元级,（PLC和PC）的多主站数据通信。,分布式外围设备（ PROFIBUS-DP ）,PROFIBUS-DP用于自动化系统中单元,级控制设备与分布式I/O的通信。,PROFIBUS-DP的结构保证了高速数据传输，特别适合于PLC与,现场级分布式I/O（ET200）设备之间的通信。,主站之间的通信为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及这两种方式的组合。,S7-300/400,系列PLC有的配有集成的PROFIBUS-DP接口，,S7-300/400,也可以通过通信处理器（CP）连接到PROFIBUS-DP。,过程自动化（PROFIBUS-PA）,PROFIBUS-PA,用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据,传输，使用扩展的PROFIBUS-DP协议。,PROFIBUS-PA,可以用于防爆区域的传感器和执行器与中央控制,系统的通信。,PROFIBUS-PA,使用屏蔽双绞线电缆，由总线提供电源。在危险区,每个DP/PA链路可以连接15个现场设备，在非危险区每个DP/PA链,路可以连接31个现场设备。,（2）PROFIBUS的物理层,ISO/OSI参考模型的物理层是第1层。PROFIBUS可以使用多种通,信介质。传输速率9.6K12MBIT/S, 每个DP从站传输的最大数据,为244B，使用屏蔽双绞线电缆时最长通信距离为9.6KM，使用光,缆时最长通信距离为90KM，最多可以接127个从站。, DP/FMS,的RS-485传输,传输速率9.6K12MBIT/S, 一个总线段最多可以接27个站，带中继,器最多可以接127个站，中继器一般不超过3个。,一个总线段的两端要有总线终端电阻。,RS-485,采用半双工,异步的传输方式，1个字符帧由8个数据位,1个起始位,1个停止位和1个校验位组成（共11位），, D,型总线连接器,PROFIBUS,标准总线推荐总线站与总,线的相互连接使用9针,D,型连接器。,总线终端器,几乎所有标准的PROFIBUS总线连接,器上都集成了总线终端器，可以由跳接,器或开关来选择使用它。, DP/FMS,的传输,光纤电缆对电磁干扰不明显，并能确保站之间电气隔离。这种传输技术已经广泛地运用到现场设备的数据通信。, PA,的传输,PROFIBUS-PA,采用符合IEC 1158-2 标准的传输技术。这种技术确保本质安全，并通过总线直接给现场设备供电，能满足各种工业的需要。,（3）PROFIBUS-DP,设备的分类,主站：1类主站是系统的中央控制器。如：CPU 315-2DP,CPU 313-2DP,等等。,2类主站是DP网络中的编程,诊断和管理设备。如：以PC为,操作平台的主站,操作员面板/触摸屏（OP/TP）。,从站：,DP,从站是进行输入信息采集和输出信息发送的外围设备。,如：分布式I/O（ET200,）PLC,智能DP从站和具有PROFIBUS-,DP,接口的其它现场设备。, PROFIBUS,网络部件,包含通信介质,总线部件和网络转接器。,（4）PROFIBUS,通信处理器,CP 342-5通信处理器,CP 342-5,是将SIMATIC S7-300和S7系列PLC连接到PROFIBUS-,DP总线的低成本的DP主/从站接口模块。,通过接口模板IM360/361，,CP 342-5,可在主机架和扩展机架上。,CP 342-5,可以作为主站自动处理数据传输，也可以为从站允许,S7-300与其它,PROFIBUS,主站交换数据。,CP 342-5,的S7通信功能用在S7系列PLC之间,PLC,与,PC,机和,OP/TP,之间的通信。,CP 443-5通信处理器,CP 443-5用于PROFIBUS-DP总线的通信处理器，提供S7通信,，,S5兼容通信,，,与PC机,PG/OP,的通信和PROFIBUS-FMS。,PC 443-5分基本型和扩展型，扩展型作为DP主站运行。,2 PROFIBUS的通信协议,（1）,PROFIBUS的数据链路层,总线存取方式,PROFIBUS采用混合的总线存取控制机制。主站（MASTER）之,间采用令牌（TOKEN）传递方式，主站与从站（SLAVE）之间采用,主-从方式。,数据链路层的报文格式,（2）,分布式外围设备（,PROFIBUS-DP）,基本功能（DP-V0）,总线存取方法（主站-令牌，主与从-循传递）,循环数据交换（中央控制器与现场设备用命令和响应报文交换）,诊断（本站诊断，模块诊断，通道诊断）,保护（主站用定时器监控从站，从站警戒时钟，从站输出保护）,组态与控制（对本站配置，激活/关闭从站，检查从站状态）,参阅教材,扩展功能（DP-V1）,非循环数据交换,参阅教材,扩展功能（DP-V2）,参阅教材,（3）,过程自动化（,PROFIBUS-PA）,参阅教材,（4）,现场总线报文规范（,PROFIBUS-FMS）,参阅教材,3,基于组态的,PROFIBUS,通信,（1）PROFIBUS-DP,从站的分类,紧凑型DP从站,紧凑型DP从站具有固定的输入/输出区。如：ET200B。 ET200B,模块系列提供不同电压范围和不同数量的I/O 通道的模块,模块型DP从站,模块型DP从站具有可变的输入/输出区，可以用S7组态软件HW,CONFIG 定义它们。如：ET200M。 ET200M是典型的模块化的分布,式I/O。S7-300可以接8个模块，连接256个I/O通道。它需要一块,ER200M接口模块（IM153）与主站通信。,在组态时，STEP 7 自动分配紧凑型DP从站和模块型DP从站的输,入/输出地址，就象访问主站内部的输入/输出模块一样，DP主站的,CPU通过这些输入/输出地址直接访问它们。,智能从站（I从站）,在,PROFIBUS,网络中，某些PLC可以做DP接口的从站，称为智能,从站。,智能从站的输入/输出区域，要用S7组态软件HW CONFIG 定义。,智能从站提供给DP主站的输入/输出区域，不是实际的 I/O 模块使,用的 I/O区域，而是从站PLC专门用于通信的输入/输出映像区。,（2）PROFIBUS-DP,网络的组态,( 参阅教材 ),生成一个STEP 7 项目,打开SIMATIC MANAGER（管理器）建立一个新的项目，选择第,一个站的CPU（CPU 416-2DP）。,在管理器中选择已经生成的“SIMATIC 400 STATION”对象，双击,“HARDWARE”图标，进入“HW CONFIG”（硬件组态）窗口。在,CPU 416-2DP的机架中添加相应的模块（PS405 4A， CPU 416-,2DP ，DI16XAC和DO16XAC）。,设置PROFIBUS网络,组态网络：,用鼠标右键点击管理器左上方的“项目”对象，选择命令“INSERT,NEW OBJECT”,“,PROFIBUS,”。,在网络组态工具 NETPRO中，利,用MPI网络线,PROFIBUS网络线和CPU 416-2DP 的图标，可以对,MPI和PROFIBUS网络组态。,设置网络参数：,双击PROFIBUS网络线，打开“NETWORK SETTINGS”选项，设,定参数。如，传输速率=1,.,5 MBPS,总线行规（PRO,最,高站地址=126（单主站）,设置主站通信属性,返回“SIMATIC MANAGER” 。选择SIMATIC 400站,双击HARD,WARE（硬件）对象，打开HW CONFIG工具，生成网络组态图。,双击DP所在的行，打开DP接口对话框。,利用GENERAL设置NAME。,利用GENERAL,PROPERTIES,打开参数设置,，,用NEW建立新,子网络，用DELETE删除子网络，按“确定”返回网络组态图。,组态DP从站ET200B,回到网络组态（NETPRO）窗口，激活主站CPU 416-2DP图标。打开PROFIBUS-DP文件夹，双击ET200B中的“B-16DI/16DO”。,选择完参数，按确定。则ET200B从站被接入网络。,右击B-16DI/DO图标，选择属性项，打开B-16DI/DO属性页。可,以查阅或修改参数。,其中“SYNC/FREEZE CAPABILITIES”指出DP从站能否执行由,DP主站发出的SYNC（同步）和FREEZE（锁定）控制命令。,诊断地址“DIAGNOSTIC ADDRESS”用于,OB 86,，通过它读出,诊断信息。,监控定时器（）功能，可以在预定时间内没有数据通信，DP从站,将切换到安全状态，所有输出被置为 0 状态。,在PROFIBUS网络系统中，,各站的输入/输出自动统一编,址。例如在本例中，CPU,416-2DP的16点DI模块的输,入地址为IB0和IB1，16点,DO模块的输出地址为QB0,和QB1。而ET200B,16DI/16DO模块的输入地址,为IB4和IB5，16点DO模块,的输出地址为QB4和QB5。,组态DP从站ET200M,( 参阅教材 ),组态ET200M与ET200B的方法基本相同。在NETPRO中，打开,ET200M文件夹，选择接口模块“IM 153-2”，生成ET 200M从站。,在CPU 416-2DP的硬件组态中，激活IM 153-2的机架结构，在,411行插入S7-300系列模块，,如，SM 334 AI4,/AO2插入槽4，SM,323DI16/DO16插,入槽5。,则SM 334 AI4/AO2,的地址为512519,和512515。,SM 323的地址为,B8B9。,组态一个带DP 接口的智能DP从站,( 参阅教材 ),下面将建立一个以CPU 315-2DP为核心的智能从站。,建立一个S7-300站对象：进入SIMATIC管理器，用鼠标右键点击,项目对象，在打开的菜单中选择“INSERT NEW OBJECT”,“SLMATIC 300 STATION”，,插入新的站。,对站的硬件组态：双击新站的“HW CONFIG”图标，对站进行硬,件组态。生成机架,插入,CPU 315-2DP（V0V2）,PS 307 5A ,SM 334 AI 4/AO 2,（第4槽），,SM323 DI 16/DO 16,（第5槽）。,修改站的属性：双击 DP 所在的行，在打开的“Operating Mode”,中将该站设为从站（DP Slave）。,组建PROFIBUS子网络：,( 参阅教材 ),进入子网络组态（NetPro），激活主站CPU 416-2DP，将从站,CPU 315-2DP接入PROFIBUS子网络。,（3）主站与智能从站主从通信方式的组态,DP主站与“标准”的DP从站的通信,DP主站可以直接访问“标准”的DP从站（如，紧凑型DP从站ET,200B和模块式DP从站ET 200M,）,的分布式输入/输出地址区。,DP主站与智能DP从站的通信,DP主站不能直接访问智能DP从站的输入/输出，而是访问CPU,的输入/输出地址空间。由智能从站处理该地址与实际的输入/输出,之间的数据交换。组态时指定的用于主站和从站之间交换数据的输,入/输出区不能占据I/O模块的物理地址区。,主站与从站之间的数据交换是由PLC操作系统周期性自动完成的,，不需要用户编程。但是，用户必须对主站和智能从站之间的通信,连接和数据交换区组态。,这种通信方式叫主从（Marster/Slave）方式，简称MS方式。,DP主站与智能DP从站的通信的组态,打开网络组态（NETPRO）并激活主站，打开配置站文件夹,（Configured Stations），点击“CPU 31X-2 DP”图标，弹出从站,属性对话框。,主从通信的连接：,选择CONNECTION对话框，点击CONNECT按钮，实现从站与主,站的通信连接。,主从通信的组态：,( 参阅教材 ),选择CONFIGURATION对话框，进行主从通信的组态。,DP网络主站和从站I/O地址,注意：各个过程的保存。,（4）直接数据交换通信方式的组态,( 参阅教材 ),直接数据交换,直接数据交换简称DX，又称交叉通信。在DX的组态中，智能DP,从站或DP主站的本地输入地址区被指定为DP通信伙伴的输入地址,区。智能DP从站或DP主站利用它们接收PROFIBUS-DP通信伙伴,发送给它的DP主站的输入数据。,单主站系统中DP从站发送数据到智能从站：,从DP从站来的,数据可以迅速地,传送到智能从站,（I从站）。,多主站系统中从站发送数据到其它主站：,一个PROFIBUS-DP子网络中，有几个DP主站的系统称为多主站,系统。智能DP从站或简单的DP从站来的输入数据，可以被同一个,PROFIBUS-DP子网络中不同的DP主站系统的主站直接读取。这种,通信方式也叫“共享输入”，因为数据可以跨越DP主站系统使用。,直接数据交换举例,( 参阅教材 ),DP主站系统由CPU 416-,2DP,（主站地址为2）,CPU 315-2DP,（从站地址为3）和,CPU 316-2DP,（从站地址为4）,构成。,通信要求是，4号站发送连续的4个字到DP主站， 3号站发送连续,的8个字到DP主站， 4号站用直接数据交换功能收到这些数据中的第,36个字。,建立系统：,CPU 416-2DP,(地址为2）,CPU 315-2DP,（地址为3）,CPU 316-2DP,（地址为4）,ET200B,（地址为1）,建立PROFIBUS-DP子网络：,子网通信组态：,从站3主从组态,从站4主从组态,和DX组态,6.6 PROFIBUS通信的应用,( 参阅教材 ),1,系统功能在PROFIBUS通信的应用,（1）用SFC 14 “DPRD-DAT”读取标准从站的连续数据,CALL SFC 14 / “DPRD-DAT”,LADDR :=/ IN WORD 被读模块的输入映像区的,起始地址（对方），用十六进制格式。,RET_VAL:=/ OUT INT SFC的返回值。,RECORD :=/ OUT ANY 存放读取数据的目的数据,区（本方），使用BYTE数据类型。,（2）用SFC 15 “DPRW-DAT”写标准从站的连续数据,CALL SFC 15 / “DPRW-DAT”,LADDR :=/ IN WORD 被写模块的输出映像区的,起始地址（对方） ，用十六进制格式。,RECORD :=/ OUT INT SFC的返回值。,RET_VAL:=/ OUT ANY 存放要写出数据的源数据,区（本方） ，使用BYTE数据类型。,（3） 编程举例,说明：DP主站（CPU416-2DP）用SFC15发送数据，被智能从站,（CPU315-2DP）用SFC14读出保存。反之，智能从站用SFC14发,送数据，被DP主站读出保存。,主站存放输入/输出数据于DB10/DB20，从站存放输入/输出数据,于IB100109/QB100109中。,主从站输入/输出映像区均为IB10001009/QB10001009。,主站通信程序,( 参阅教材 ),主站：,将从站IB1000IB10009数据，送到主站DB10。,主站：,将主站DB20数据，写到从站QB1000QB1009。,从站通信程序,( 参阅教材 ),从站：,读主站IB10001009数据，到从站输入映像区IB100,109,。,从站：,写主站QB10001009数据，到从站输出映像区QB100109,2,MPI和PROFIBUS-DP在分布式I/O系统在的应用,（1）总线结构, CPU416,为总控主站，MPI 地址为2。, CPU315（1）,为分控1站，MPI 地址为4，PROFIBUS地址为2 。, CPU315（2）,为分控1站，MPI 地址为3，PROFIBUS地址为3 。,（2）通信组态, CPU416,为总控主站，MPI 地址为2，IB0IB7，QB0QB7。,与CPU315（1）全局通信数据区：MW1000 MW1500,与CPU315（2）全局通信数据区：MW2000 MW2500, CPU315（1）,为DP主站，MPI 地址为4，PROFIBUS地址为2 。,IB0IB1，QB0QB1。其DP从站ET200B（4）， ET200B（5）。,与CPU416全局通信数据区：MW1000，MW1500。, CPU315（2）,为DP主站，MPI 地址为3，PROFIBUS地址为3 。,IB0IB1，QB0QB1。其DP从站ET200B（4）， ET200B（5）。,与CPU416全局通信数据区：MW2000，MW2500。,全局数据表：,（3）程序设计1,监控主站,CPU416,（4）程序设计2,DP主站1,CPU315,（5）程序设计3,DP主站2,CPU315,