西門子PROFIBUS-DP通訊網(wǎng)線
產(chǎn)品規(guī)格：*
產(chǎn)品質(zhì)量：德國進口
產(chǎn)品價格：價格優(yōu)勢
產(chǎn)品貨期：現(xiàn)貨銷售
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1．PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)
PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498標(biāo)準(zhǔn)，以O(shè)SI作為參考模型的。PROFIBUS-DP定義了第1、2層和用戶接口。第3到7層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細說明了各種不同PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為。PROFIBUS-FMS定義了第1、2、7層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）和低層接口（LLI）。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務(wù)；LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第2層訪問接口。PROFIBUS-PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1157-2標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴展PA網(wǎng)絡(luò)。
2．PROFIBUS的傳輸技術(shù)
PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸型式：RS-485傳輸、IEC1157-2傳輸和光纖傳輸。
（1) RS-485傳輸技術(shù)
RS-485傳輸是PROFIBUSzui常用的一種傳輸技術(shù)，通常稱之為H2。RS-485傳輸技術(shù)用于PROFIBUS-DP與PROFIBUS-FMS。
RS-485傳輸技術(shù)基本特征是：網(wǎng)絡(luò)拓撲為線性總線，兩端有有源的總線終端電阻；傳輸速率為9.6kbps~12Mbps；介質(zhì)為屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件；不帶中繼時每分段可連接32個站，帶中繼時可多到127個站。RS-485傳輸設(shè)備安裝要點：全部設(shè)備均與總線連接；每個分段上zui多可接32個站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保操作運行不發(fā)生誤差；兩個總線終端電阻必須一直有電源；當(dāng)分段站超過32個時，必須使用中繼器用以連接各總線段，串聯(lián)的中繼器一般不超過4個；傳輸速率可選用9.6kbps~12Mbps，一旦設(shè)備投入運行，全部設(shè)備均需選用同一傳輸速率。電纜zui大長度取決于傳輸速率采用RS-485傳輸技術(shù)的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)使用9針D型插頭。當(dāng)連接各站時，應(yīng)確保數(shù)據(jù)線不要擰絞，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境下運行應(yīng)使用帶屏蔽的電纜，屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。
（2）IEC1157-2傳輸技術(shù)
IEC1l57-2的傳輸技術(shù)用于PROFIBUS-PA，能滿足化工和石油化工業(yè)的要求。它可保持其本質(zhì)安全性，并通過總線對現(xiàn)場設(shè)備供電。IEC1157-2是一種位同步協(xié)議，可進行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為H1。
（3）光纖傳輸技術(shù)
PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應(yīng)用時，可使用光纖導(dǎo)體，以增加高速傳輸?shù)木嚯x?？墒褂脙煞N光纖導(dǎo)體：一種是價格低廉的塑料纖維導(dǎo)體，供距離小于50m情況下使用；另一種是玻璃纖維導(dǎo)體，供距離小于1km情況下使用。許多廠商提供總線插頭可將RS-485信號轉(zhuǎn)換成光纖導(dǎo)體信號或?qū)⒐饫w導(dǎo)體信號轉(zhuǎn)換成RS-485信號。
3. PROFIBUS總線存取控制技術(shù)
PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一樣的總線存取控制技術(shù)，它是通過OSI參考模型第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）來實現(xiàn)的，它包括保證數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)及傳輸協(xié)議和報文處理。在PROFIBUS中，第2層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL，F(xiàn)ieldbus Data link）。介質(zhì)存取控制（M A C， Medium Access Control）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦?，MAC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計要滿足介質(zhì)存取控制的兩個基本要求：
1）在復(fù)雜的自動化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通信任務(wù)。
2）在復(fù)雜的程序控制器和簡單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)盡可能快速又簡單地完成數(shù)據(jù)的實時傳輸。
因此PROFIBUS主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規(guī)定的時間內(nèi)得到總線存取權(quán)（令牌），令牌在所有主站中循環(huán)一周的zui長時間是事先規(guī)定的。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進行。主站得到總線存取令牌時可依照主-從通信關(guān)系表與所有從站通信，向從站發(fā)送或讀取信息，也可依照主-主通信關(guān)系表與所有主站通信。所以可能有3種系統(tǒng)配置：純主-從系統(tǒng)、純主-主系統(tǒng)和混合系統(tǒng)在總線系統(tǒng)初建時，主站介質(zhì)存取控制MAC的任務(wù)是制定總線上的站點分配并建立邏輯環(huán)。在總線運行期間，斷電或損壞的主站必須從環(huán)中排除，新上電的主站必須加入邏輯環(huán)第2層的另一重要工作任務(wù)是保證數(shù)據(jù)的高度完整性。PROFIBUS在第2層按照非連接的模式操作，除提供點對點邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點通信，包括廣播和選擇廣播功能。
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實驗環(huán)境，見表1。
序號 | 名稱 | 訂貨號 |
1 | CR3導(dǎo)軌 | 6ES7 401-1DA01-0AA0 |
2 | PS407 | 6ES7 407-0KA02-0AA0 |
3 | CPU414-3 | 6ES7 414-3XM05-0AB0 |
4 | CPU315-2 DP | 6ES7 315-2AH14-0AB0 |
5 | PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)電纜 | 6XV1 830-0EH10 |
6 | RS485總線連接器 | 6ES7972-0BB42-0XA0 |
7 | STEP7 V5.5 SP2 |
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8 | Windows XP SP3 |
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表1
2. 組態(tài)
2.1配置S7-400站點
S7-400站點配置參見表2。
序號 | 說明 | 圖示 |
|---|---|---|
1. | 創(chuàng)建新項目并在項目中插入S7-400站點 |
|
2. | 打開硬件組態(tài)，組態(tài)S7-400站點 |
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3. | 在硬件目錄中查找使用的導(dǎo)軌型號，并雙擊找到的導(dǎo)軌型號 |
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4. | 在硬件目錄選擇使用的電源，并拖拽到導(dǎo)軌的1號槽 | |
5. | 在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的3號槽，系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框 | |
6. | 在對話框Address下拉框中設(shè)置DP站地址為2，單擊NEW按鈕添加新子網(wǎng) | |
7. | 添加子網(wǎng)PROFBUS(1)，單擊選項頁“Network Setting” |
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8. | 選擇PRFIBUS總線傳輸速率為1.5Mbps， Profile中選擇Standard，單擊所有屬性對話框OK按鈕 | |
9. | 編譯保存S7-400站點硬件組態(tài)，下載到S7-400 CPU中 |
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10. | 從菜單欄Option下Configure Network命令進入網(wǎng)絡(luò)組態(tài)界面 |
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11. | 如右圖所示，右鍵單擊CPU414-3DP，在彈出對話框中選擇Insert New Connection命令，插入一個新連接 |
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12. | a) 選擇Unspecified連接伙伴， b) 連接類型菜單中選擇S7 connection，單擊OK按鈕，彈出 S7 connection 屬性對話框 | |
13. | S7 connection屬性對話框設(shè)置： a) 選中Established an active connection b) Interface選擇CPU414-3 DP，DP(R0/S3) c) 設(shè)置伙伴PROFIBUS地址3 d) 設(shè)置本地ID為1 e) 點擊Address Details按鈕 | |
14. | Address Detail對話框設(shè)置 a) 設(shè)置安裝CPU的機架號0 b) 設(shè)置安裝CPU的插槽號，對于S7-300，CPU只能安裝在2號槽 c) 設(shè)置連接資源號，對于S7單邊連接，連接資源號總是3 設(shè)置完成后可看到伙伴TSAP為03.02，點擊OK按鈕關(guān)閉屬性對話框 | |
15. | 點擊編譯保存圖標(biāo)，完成S7單邊連接組態(tài)，并下載至S7-400 CPU中
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表 2
2.2配置S7-300站點
S7-300站點配置參見表3。
序號 | 說明 | 圖示 |
|---|---|---|
1. | 創(chuàng)建新項目并在項目中插入S7-300站點 |
|
2. | 打開硬件組態(tài)，組態(tài)S7-300站點 |
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3. | 在硬件目錄SIMATIC-300，RACK-300下雙擊Rail，插入S7-300導(dǎo)軌 |
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4. | 在硬件目錄選擇使用的CPU，并拖拽到導(dǎo)軌的2號槽，系統(tǒng)將自動彈出DP接口屬性對話框 |
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5. | 參考表2序號6~8步驟，將CPU的 PROFIBUS DP地址設(shè)置為3，傳輸速率設(shè)置為1.5Mbps，Profile中選為Standard。編譯保存完成S7-300站點組態(tài)，并下載到S7-300 CPU中 |
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表 3
3 通信連接
如圖3-1示意圖，使用RS485總線連接器通過PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)電纜分別連接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2 接口。
圖3-1 CPU之間DP通信連接示意圖
4 通信編程
由于配置的是S7單邊通信，只需在配置S7網(wǎng)絡(luò)連接的一方進行編程，所以本例中只在CPU414-3中編程調(diào)用系統(tǒng)功能塊SFB14/SFB15，如圖4-1和圖4-2。
圖4-1 調(diào)用功能塊SFB14
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