现场总线与工业以太网-ProfiBus通讯技术-课件.ppt
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- 现场总线 工业 以太网 _ProfiBus 通讯 技术 课件
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1、3.1 ProfiBus通讯简介通讯简介3.2 掌握掌握S7-300PLC的的ProfiBus通讯方法通讯方法3.3 多个多个S7-300之间的之间的ProfiBUS通信实现通信实现第第3 3章章 ProfiBusProfiBus通讯技术通讯技术第第3 3章章 ProfiBusProfiBus通讯技术通讯技术 3 31 ProfiBus1 ProfiBus通讯简介通讯简介 作为众多现场总线家族的成员之一,作为众多现场总线家族的成员之一,ProfiBusProfiBus是在欧洲工是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准,也是目前国际上通业界得到最广泛应用的一个现场总线标准,也是目前国际上通
2、用的现场总线标准之一。用的现场总线标准之一。ProfiBusProfiBus是属于单元级、现场级的是属于单元级、现场级的SIMITACSIMITAC网络,适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允网络,适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的符合许众多的厂商开发各自的符合ProfiBusProfiBus协议的产品,这些产品协议的产品,这些产品可以连接在同一个可以连接在同一个ProfiBusProfiBus网络上。网络上。ProfiBusProfiBus是一种电气网络,是一种电气网络,物理传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤、无线传输物理传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤、无线传输。P
3、rofiBusProfiBus主要有三部分组成,包括:主要有三部分组成,包括:1 1由现场总线报文由现场总线报文ProfiBus-FMSProfiBus-FMS2 2分布式外围设备分布式外围设备ProfiBus-DPProfiBus-DP3 3和过程控制自动化和过程控制自动化ProfiBus-PAProfiBus-PA其它技术特点:其它技术特点:1 1信号线可用设备电源线。信号线可用设备电源线。2 2每条总线区段可连接每条总线区段可连接3232个设备,不同区段用中继器连接。个设备,不同区段用中继器连接。3 3传输速率可在传输速率可在9.6kB/S9.6kB/S12MB/S12MB/S间选择。间
4、选择。4 4传输介质可以用金属双绞线或光纤。传输介质可以用金属双绞线或光纤。5 5提供通用的功能模块管理规范。提供通用的功能模块管理规范。6 6在一定范围内可实现相互操作。在一定范围内可实现相互操作。7 7提供系统通信管理软件提供系统通信管理软件(包括波形识别、速率识别和协议包括波形识别、速率识别和协议识别等功能识别等功能)。8 8提供提供244244字节报文格式,提供通信接口的故障安全模式字节报文格式,提供通信接口的故障安全模式(当当IOIO故障时输出全为零故障时输出全为零)。3 32 2 掌握掌握S7-300PLCS7-300PLC的的ProfiBusProfiBus通讯方法通讯方法 本节
5、主要通过两个实例,简要、直观的介绍本节主要通过两个实例,简要、直观的介绍S7-300PLCS7-300PLC的的ProfiBusProfiBus通讯,使读者可以快速、准确的掌握通讯,使读者可以快速、准确的掌握ProfiBusProfiBus的使的使用方法。用方法。3 32 21 1 直接利用直接利用I/OI/O口实现小于口实现小于4 4个字节直接个字节直接ProfiBusProfiBus通信通信 直接利用直接利用I/OI/O口实现小于口实现小于4 4个字节直接个字节直接ProfiBusProfiBus的通讯方法的通讯方法包含两个方面的内容:、用装载指令访问实际包含两个方面的内容:、用装载指令访
6、问实际I/OI/O口口-比如主比如主站与站与ET200MET200M扩展扩展I/OI/O口之间的通讯;、用装载指令访问虚拟口之间的通讯;、用装载指令访问虚拟I/OI/O口口-比如主站与智能从站的比如主站与智能从站的I/OI/O口之间的通讯,下面分别予口之间的通讯,下面分别予以介绍。以介绍。3 32 21 11 CPU1 CPU集成集成DPDP口与口与ET200MET200M之间远程的通信之间远程的通信 ET200ET200系列是远程系列是远程I I0 0站,为减少信号电缆的敷设,可以站,为减少信号电缆的敷设,可以在设备附近根据不同的要求放置不同类型的在设备附近根据不同的要求放置不同类型的I I
7、0 0站,如站,如ET200MET200M、ET200BET200B、ET200XET200X、ET200SET200S等,等,ET200MET200M适合在远程站点适合在远程站点I I0 0点数点数量较多的情况下使用,我们将以量较多的情况下使用,我们将以ET200MET200M为例介绍远程为例介绍远程I IO O的配的配置。主站为集成置。主站为集成DPDP接口的接口的CPUCPU,下面进行详细介绍。,下面进行详细介绍。1 1、硬件连接、硬件连接图3-1 集成DP口CPU与ET200M硬件连接输 入输 出/模 块模 块模 块或输 出输 入 输 入输 出或P r o f i B u s 总 线
8、连 接电 源3 1 5-2 D PE T 2 0 0 MP G带 C P 5 6 1 1 卡P r o f i B u s 总 线 连 接2 2、资源需求、资源需求 、带集成、带集成DPDP口的口的S7-300S7-300的的CPU315-2DPCPU315-2DP作为主站。作为主站。、从站为带、从站为带I/OI/O模块的模块的ET200MET200M。、MPIMPI网卡网卡CP5611CP5611。、ProfiBusProfiBus总线连接器以及电缆。总线连接器以及电缆。、STEP7 V5.2STEP7 V5.2系统设计软件系统设计软件 3 3、网络组态以及参数设置、网络组态以及参数设置 1
9、 1)、按)、按图图3-13-1连接连接CPU315C-2DPCPU315C-2DP集成的集成的DPDP接口与接口与ET200MET200M的的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP接口。先用接口。先用MPIMPI电缆将电缆将MPIMPI卡卡CP5611CP5611连接到连接到CPU315-CPU315-2DP2DP的的MPIMPI接口,对接口,对CPU315-2DPCPU315-2DP进行初始化,同时对进行初始化,同时对ET200MET200M的的“BUS ADDRESS”BUS ADDRESS”拨盘开关的拨盘开关的PROFIBUSPROFIBUS地址设定为地址设定为4 4,如图如图3
10、-23-2所示,所示,即把数字即把数字“4”4”左侧对应的开关拨向右侧即可。如果设左侧对应的开关拨向右侧即可。如果设定定PROFIBUSPROFIBUS地址为地址为6 6,则把,则把“2”2”、“4”4”两个数字左侧对应的两个数字左侧对应的开关拨向右侧,依此类推。开关拨向右侧,依此类推。图图3-2 ET200M3-2 ET200M的外形图的外形图S FB FO NB U SA D D R E S SO N6 43 281 6412电 源输 入D C 2 4 V向 右 拨向右拨向右拨2)、在)、在STEP7中新建一个中新建一个“ET200M作为从站的作为从站的DP通信通信”的的项目。先插入一个项
11、目。先插入一个S7-300站,然后双击站,然后双击“Hardware”选项,进选项,进人人“Hw config”窗口。点击窗口。点击“catalog”图标打开硬件目图标打开硬件目录,按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、录,按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、CPU等进等进行硬件组态,行硬件组态,如图如图3-3所示。所示。3-3 CPU315-2DP RPROFIBUS3-3 CPU315-2DP RPROFIBUS网络配置网络配置3 3)、插入)、插入CPUCPU同时,弹出同时,弹出PROFIBUSPROFIBUS组态界面。点击组态界面。点击NewNew按按钮,新建钮,新建PROF
12、IBUSPROFIBUS(1 1),组态),组态PROFIBUSPROFIBUS站地址为站地址为2 2。点击。点击“PropertiesProperties”按钮组态网络属性,选择按钮组态网络属性,选择“Network Network SettingsSettings”,界面如图,界面如图“3-43-4”所示,点击所示,点击“OKOK”按钮确认,按钮确认,完成完成PROFIBUSPROFIBUS网络创建,同时界面出现网络创建,同时界面出现PROFIBUSPROFIBUS网络。网络。图图3-43-4 PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP的的“Network SettingsNetwor
13、k Settings”的参数设置。的参数设置。4 4)、在)、在PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP选项中,通过左边的选项中,通过左边的“PROFIBUS-PROFIBUS-DPDP”“ET200MET200M”“IM153-1IM153-1”路径,选择接口模块路径,选择接口模块IM153-1IM153-1,添加到添加到PROFIBUSPROFIBUS网络上,网络上,如图如图“3-53-5所示所示”。添加是通过添加是通过拖拽完成的,如果位置有效,则会在鼠标的箭头上出现拖拽完成的,如果位置有效,则会在鼠标的箭头上出现“+”标记,此时释放标记,此时释放“IM 153-1IM 153-1”。
14、在释放鼠标的同时,。在释放鼠标的同时,会弹出会弹出图图3-63-6所示对话框所示对话框,进行,进行IM153IM153的的PROFIBUSPROFIBUS网络参数网络参数配置。配置。图图3-4 PROFIBUS-DP3-4 PROFIBUS-DP的的“Network Network SettingsSettings”的参数设置的参数设置 图图3-53-5加载加载IM 153-1IM 153-1至至PROFIBUSPROFIBUS(1 1)网络过程示意)网络过程示意定义定义ET200MET200M接口模块接口模块IMl53-2IMl53-2的的PROFIBUSPROFIBUS站地址,组态的站地址
15、,组态的站地址必须与站地址必须与IMl53-2IMl53-2上拨码开关设定的站地址相同,本上拨码开关设定的站地址相同,本例中站地址为例中站地址为4 4。然后组态然后组态ET200MET200M上上I IO O模块,设定模块,设定I/OI/O点的地址,点的地址,ET200MET200M的的I IO O地址区与中央扩展的地址区与中央扩展的I IO O地址区一致,不能地址区一致,不能冲突,本例中冲突,本例中ET200MET200M上组态了上组态了1616点输入和点输入和1616点输出,开始点输出,开始地址为地址为1 1,访问这些点时用,访问这些点时用I I区和区和Q Q区,例如输入点为区,例如输入点
16、为I1.0I1.0,第一个输出点为第一个输出点为Q1.0Q1.0,实际使用时,实际使用时ET200MET200M所带的所带的I/OI/O模块就模块就好象是集成在好象是集成在CPU 315-2DPCPU 315-2DP上的一样,编程非常简单。硬件上的一样,编程非常简单。硬件组态结果组态结果见图见图3-73-7。图3-5加载IM 153-1至PROFIBUS(1)网络过程示意 硬件组态完成后就可下载到硬件组态完成后就可下载到CPUCPU中。如用中。如用CP5611CP5611通信卡对通信卡对整个整个PROFIBUSPROFIBUS网络进行编程和诊断,要先在网络进行编程和诊断,要先在“Set PGS
17、et PGPC PC InterfaceInterface”中将中将CP5611CP5611的的MPIMPI改为改为PROFIBUSPROFIBUS接口,并设置接口,并设置CP5611CP5611的传输速率与已组态的的传输速率与已组态的PROFIBUSPROFIBUS网络的传输速率相一网络的传输速率相一致,这样就可以连接致,这样就可以连接CP5611CP5611到到PROFIBUSPROFIBUS网络上,并用软件对网络上,并用软件对整个整个PROFIBUSPROFIBUS网络进行编程和诊断,网络进行编程和诊断,PC-AdapterPC-Adapter没有这样的没有这样的功能。功能。若有更多的从
18、站,可以在若有更多的从站,可以在PROFIBUSPROFIBUS网络上继续添加,所网络上继续添加,所能带从站个数与能带从站个数与CPUCPU类型有关。类型有关。S7-300S7-300、S7-400 CPUS7-400 CPU集成的集成的DPDP接口最多可带接口最多可带125125个从站。如果某一个从站掉电或损坏,将产个从站。如果某一个从站掉电或损坏,将产生不同的中断,需要调用不同组织块生不同的中断,需要调用不同组织块(OB)(OB),如果在程序中没,如果在程序中没有建立这些组织块,出于对设备和人身安全的保护,有建立这些组织块,出于对设备和人身安全的保护,CPUCPU会停会停止运行。止运行。图
19、图3-6 IM153的的PROFIBUS网网络参数配置络参数配置图图3-7 315-2DP3-7 315-2DP、ET200MET200M的的I/OI/O模模块配置块配置 若要忽略这些故障让若要忽略这些故障让CPUCPU继续运行,可以在继续运行,可以在S7-300S7-300的的CPUCPU程序中调用程序中调用OB82OB82、OB86OB86和和OBl22OBl22,在,在S7-400 CPUS7-400 CPU程序中调用程序中调用OB82OB82、OB85OB85、OB86OB86和和0812208122,并进行编程,从中可读出故障从,并进行编程,从中可读出故障从站地址,并进一步分析错误原
20、因。站地址,并进一步分析错误原因。如不需要读出从站错误原因信息,可以直接下载空的如不需要读出从站错误原因信息,可以直接下载空的OBOB到到CPUCPU。例子程序参见光盘,项目名为例子程序参见光盘,项目名为“ET200MET200M作为从站的作为从站的DPDP通通信信”。PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP从站不仅可以是从站不仅可以是ET200ET200系列的远程系列的远程I IO O站,站,还可以是一些智能从站,例如:带有还可以是一些智能从站,例如:带有CPUCPU接口的接口的ET200SET200S、带集、带集成成DPDP接口和接口和PROFIBUS CPPROFIBUS CP模块的
21、模块的S7-300S7-300站、站、S7-400S7-400站站(CPU(CPU V3.0V3.0以上以上)都可以作为都可以作为DPDP的从站,下面将举例介绍连接智能从的从站,下面将举例介绍连接智能从站的应用。站的应用。3 32 21 12 2 通过通过CPUCPU集成集成DPDP口连接智能从站口连接智能从站 下面将建立一个以下面将建立一个以315-2DP315-2DP为主站、为主站、313C-2DP313C-2DP为智能从站的为智能从站的通信系统,全面介绍智能从站的组态和使用方法。通信系统,全面介绍智能从站的组态和使用方法。1 1、硬件连接、硬件连接图图3-8 PROFIBUS3-8 PR
22、OFIBUS连接智能从站连接智能从站硬件硬件ProfiBus总 线 连 接带 CP5611卡PG313C-2DP315-2DP电 源ProfiBus总 线 连 接输 入输 出模 块模 块/输 出输 入电 源自 带 2 2、把、把CPU315-2DPCPU315-2DP集成的集成的DPDP口和口和S7 CPU313C-2DPS7 CPU313C-2DP的的DPDP口按口按图图3-83-8连接,连接,然后分别组态主站和从站,原则上先组态从站。然后分别组态主站和从站,原则上先组态从站。资源需求:资源需求:、带集成、带集成DPDP口的口的S7-300S7-300的的CPU315-2DPCPU315-2
23、DP作为主站。作为主站。、带集成、带集成DPDP口的口的S7-300S7-300的的CPU313C-2DPCPU313C-2DP作为从站。作为从站。、MPIMPI网卡网卡CP5611CP5611。、ProfiBusProfiBus总线连接器以及电缆。总线连接器以及电缆。、STEP7 V5.2STEP7 V5.2系统设计软件系统设计软件3 3、网络组态以及参数设置、网络组态以及参数设置1 1)、组态)、组态“从站从站”硬件硬件 在在STEP7STEP7中新建一个中新建一个“主站与智能从站的通信主站与智能从站的通信”的项目。的项目。先插入一个先插入一个S7-300S7-300站,然后双击站,然后双
24、击“HardwareHardware”选项,进人选项,进人“Hw Hw configconfig”窗口。点击窗口。点击“CatalogCatalog”图标打开硬件目录,按硬件安图标打开硬件目录,按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、装次序和订货号依次插人机架、电源、CPUCPU等进行硬件组态。等进行硬件组态。图图3-9 313C-2DP3-9 313C-2DP的的PROFIBUSPROFIBUS网络参数配置网络参数配置图图3-10 PROFIBUS-DP3-10 PROFIBUS-DP的的“Network SettingNetwork Setting”参数设置设置参数设置设置 插入插入CP
25、UCPU时会同时弹出时会同时弹出PROFIBUSPROFIBUS组态界面,组态界面,如图如图3-93-9所示。所示。点击点击“NewNew”按钮新建按钮新建PROFIBUSPROFIBUS(1 1),组态),组态PROFIBUSPROFIBUS站地址,站地址,本例中为本例中为4 4。点击。点击“PropertiesProperties”按钮组态网络属性,选择按钮组态网络属性,选择“NeNetwork Settingstwork Settings”进行网络参数设置,在本例中设置进行网络参数设置,在本例中设置PROFIBUSPROFIBUS的传输速率为的传输速率为“1 15Mbit5Mbits s
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