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一．PROFIBUS 簡(jiǎn)介

1. PROFIBUS 基本性質(zhì)

PROFIBUS規(guī)定了串行現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)和功能特性。通過這個(gè)系統(tǒng)，從底層（傳感器、執(zhí)行器級(jí)）到中層（單元級(jí)）的分布式、數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)可編程控制器都可以連網(wǎng)。PROFIBUS區(qū)分為主站和從站。

> 主站 主站掌握總線中數(shù)據(jù)流的控制權(quán)。只要它擁有訪問總線權(quán)（令牌），主站就可在沒有外部請(qǐng)求的情況下發(fā)送信息。在PROFIBUS協(xié)議中，主站也被稱作主動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
> 從站 從站是簡(jiǎn)單的輸入、輸出設(shè)備。典型的從站為傳感器，執(zhí)行器以及變頻器。從站也可為智能從站，如S7300／400帶集成口的CPU等。從站不 會(huì)擁有總線訪問的*。從站只能確認(rèn)收到的信息或者在主站的請(qǐng)求下發(fā)送信息。從站也被稱作被動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
> 傳輸方法 符合美國標(biāo)準(zhǔn)EIA RS485的閉合電路傳輸，是制造工程、建筑服務(wù)管理 系統(tǒng)和動(dòng)力工程的基本標(biāo)準(zhǔn)。它采用銅導(dǎo)體的雙絞線，也可用光纖。
> 傳輸速度 PROFIBUS總線的傳輸速率從9.6Kbit/s—12Ｍbit/s。

網(wǎng)段總線長(zhǎng)度與傳輸速率的關(guān)系

> zui大節(jié)點(diǎn)數(shù) 127（地址0－126）

2． ROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用類型

PROFIBUS提供了三種通信協(xié)議類型：FMS，DP和PA
> PROFIBUS－FMS： 用于現(xiàn)場(chǎng)通用通信任務(wù)的FMS接口（DIN 19245 T.2）
> PROFIBUS－DP：　用于與分布式I/O進(jìn)行高速通訊
> PROFIBUS－PA： 用于執(zhí)行規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備特性的PA設(shè)備，它使用擴(kuò)展的PROFIBUS－DP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3． 利用PROFIBUS DP進(jìn)行的通信

PROFIBUS－DP是為了實(shí)現(xiàn)在傳感器－執(zhí)行器級(jí)快速數(shù)據(jù)交換而設(shè)計(jì)的。*控制裝置（例如可編程控制器）在這里通過一種快速的串行接口與分布式輸入和輸出設(shè)備通信。與這些裝置的通信一般是循環(huán)發(fā)生的。
*控制器（主站）從從站讀取輸入信息并將輸出信息寫到從站。
單主站或者多主站系統(tǒng)可以由PROFIBUS－DP來實(shí)現(xiàn)。這使得系統(tǒng)配置異常方便。一條總線zui多可以連接126個(gè)設(shè)備（主站或從站）。

> 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置的規(guī)范包含一系列的站點(diǎn)，I/O地址的分配， 輸入輸出數(shù)據(jù)的完整性，診斷信息的格式以及總線參數(shù)。

> 設(shè)備類型

二．通過PROFIBUS－DP實(shí)現(xiàn)兩CPU集成DP接口之間的主從通信

PROFIBUS－DP從站不僅僅是ET200系列的遠(yuǎn)程I/O站，當(dāng)然也可以是一些智能從站，如帶集成DP接口和PROFIBUS 通信模塊的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作為DP的從站。下面我們將以兩個(gè)CPU315-2DP CPU之間主從通信為例介紹連接智能從站的組態(tài)方法。

1． 硬件和軟件需求

硬件：
PROFIBUS-DP主站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)，SM374
PROFIBUS-DP從站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)；SM374
PROFIBUS電纜及接頭
CP5512（PCMCIA卡，用于筆記本電腦）或PC適配器，CP5611（PC機(jī)）

軟件：

STEP7 V5.3 SP2

2． 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)及參數(shù)設(shè)置

1) 新建項(xiàng)目：
在STEP7中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，然后選擇Insert ? Station ? Simatic 300 station，插入兩個(gè)S7 300站，這里命名為Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。當(dāng)然也可完成一個(gè)站的配置后，再建另一個(gè)。如圖1。

圖1 在STEP7 硬件組態(tài)中插入兩個(gè)S7 300站

2) 組態(tài)從站：在兩CPU主從通信組態(tài)配置是，原則上要先組態(tài)從站。

> 硬件組態(tài)
雙擊Simatic 300(slave)“Hardware"，進(jìn)入硬件組態(tài)窗口，在功能按鈕欄中點(diǎn)擊“Catalog"圖標(biāo)打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號(hào)依次插入機(jī)架、電源、CPU和SM374等進(jìn)行硬件組態(tài)。
插入CPU時(shí)會(huì)同時(shí)彈出PROFIBUS接口組態(tài)窗口。也可以插入CPU后，雙擊DP(X2)插槽，打開DP屬性窗口點(diǎn)擊屬性按鈕進(jìn)入PROFIBUS接口組態(tài)窗口。點(diǎn)擊“NEW"按鈕新建PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，分配 PROFIBUS站地址，本例設(shè)為3號(hào)站。點(diǎn)擊“Propertives"按鈕組態(tài)網(wǎng)絡(luò)屬性，選擇“Network Setting"進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，如波特率、行規(guī)。本例傳輸速率為1.5Mbit/s，行規(guī)為DP。如圖2。

圖2 Profibus DP 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置

確認(rèn)上述設(shè)置后，PROFIBUS接口狀態(tài)如圖3。

圖3 Profibus 接口狀態(tài)

> DP 模式選擇

同樣在DP屬性設(shè)置對(duì)話框中，選擇“Operating Mode"標(biāo)簽，激活“DP slave"操作模式。如果“Test,commissioning,routing"選項(xiàng)被激活，則意味著這個(gè)接口既可以作為DP從站，同時(shí)還可以通過這個(gè)接口監(jiān)控程序。也可以用STEP7 F1幫助功能查看詳細(xì)信息。

圖4 DP 模式選擇

> 定義從站通信接口區(qū)

選擇“Configuration"標(biāo)簽，打開I/O通信接口區(qū)屬性設(shè)置窗口，點(diǎn)擊“New"按鈕新建一行通信接口區(qū)，如圖5可以看到當(dāng)前組態(tài)模式為主從（MS，Master-slave configuration）。注意此時(shí)只能對(duì)本地（從站）進(jìn)行通信數(shù)據(jù)區(qū)的配置。

設(shè)置完成后點(diǎn)擊“Apply"按鈕確認(rèn)。同樣可根據(jù)實(shí)際通信數(shù)據(jù)建立若干行，但zui大不能超過244字節(jié)。在本例中分別創(chuàng)建一個(gè)輸入?yún)^(qū)和一個(gè)輸出區(qū)，長(zhǎng)度為4字節(jié)，設(shè)置完成后可在“Configuration"窗口中看到這兩個(gè)通信接口區(qū)。如圖6。

圖5 通信接口區(qū)設(shè)置

圖6 設(shè)置完成后的從站通信區(qū)

> 設(shè)置通信區(qū)完成后，點(diǎn)擊編譯存盤按鈕，編譯無誤后即完成從站的組態(tài)。

圖7 從站的編譯存盤

3) 組態(tài)主站

> 完成從站組態(tài)后，就可以對(duì)主站進(jìn)行組態(tài)，基本過程與從站相同。在完成基本 硬件組態(tài)后對(duì)DP接口參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如圖8。本例中地址設(shè)為2，并選擇與從站相同的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)（PROFIBUS1）。波特率以及行規(guī)與從站應(yīng)設(shè)置相同。（1.5Mbit/s；DP）。
> 然后在DP屬性設(shè)置對(duì)話框中，選擇“Operating Mode"標(biāo)簽，選擇“DP Master"操作模式。如圖9所示。

圖8 主站DP接口參數(shù)設(shè)置

圖9 DP接口為主站

> 連接從站：在硬件組態(tài)（HW Config）窗口中，打開硬件目錄，選擇“ PROFIBUS DP ? Configured Stations"文件夾，將CPU31x拖拽到主站系統(tǒng)DP接口的PROFIBUS總線上，這時(shí)會(huì)同時(shí)彈出DP從站連接屬性對(duì)話框，選擇所要連接的從站后，點(diǎn)擊“Connect"按鈕確認(rèn)。如圖10。
注：如果有多個(gè)從站存在時(shí)，要一一連接。

圖10 連接從站

> 通信接口區(qū)：連接完成后，點(diǎn)擊“Configuration"標(biāo)簽，設(shè)置主站的通信接口區(qū)從站的輸出區(qū)與主站的輸入?yún)^(qū)相對(duì)應(yīng)，從站的輸入?yún)^(qū)同主站的輸出區(qū)相對(duì)應(yīng)，如圖11所示。圖12為設(shè)置完成I/O通信區(qū)。

圖11 通信數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)置

圖12 通信數(shù)據(jù)區(qū)

確認(rèn)上述設(shè)置后，在硬件組態(tài)（HW Config）中，選擇編譯存盤按鈕，編譯無誤后即完成主從通信組態(tài)配置。

圖 13 組態(tài)的編譯存盤

簡(jiǎn)單編程：在程序調(diào)試階段，建議將OB82，OB86，OB122下載到CPU中，這樣可使在CPU有上述中斷觸發(fā)時(shí)， CPU仍可運(yùn)行。相關(guān)OB的解釋可以參照STEP7幫助。

Design

屏蔽的雙絞電纜，圓形截面

所有 PROFIBUS 總線電纜的特點(diǎn)：

• 因?yàn)殡p屏蔽作用，這些電纜特別適合用于易受電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中。
• 通過總線電纜外皮和總線端子上的接地端子，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的接地方案。
• 印有以米表示的標(biāo)記

電纜類型

全新的快速連接（FC）總線電纜為徑向?qū)ΨQ設(shè)計(jì)，可使用剝線工具。以此，可以快速、簡(jiǎn)便地安裝總線接頭。

• PROFIBUS FC 標(biāo)準(zhǔn)電纜GP:
  標(biāo)準(zhǔn)總線電纜專門為快速安裝而設(shè)計(jì)的
• PROFIBUS FC 標(biāo)準(zhǔn)電纜 IS GP：
  具有特殊設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)總線電纜，用于快速安裝本質(zhì)安全分布式 I/O 系統(tǒng)
• PROFIBUS FC 快速連接高強(qiáng)度電纜：
  專門設(shè)計(jì)用于腐蝕環(huán)境和苛刻機(jī)械負(fù)荷條件
• PROFIBUS FC 食用電纜：
  該種電纜使用 PE 外套材料，因此適用于食品和煙草行業(yè)。
• PROFIBUS FC 接地電纜：
  于地下敷設(shè)。它不同于裝備有附加外套的 PROFIBUS 總線電纜
• PROFIBUS FC軟電纜
  柔性（絞合導(dǎo)線）、無鹵素總線電纜，帶聚氨酯護(hù)套，可偶然移動(dòng)
• PROFIBUS FC 拖纜:
  于在拖纜中強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)控制的總線電纜，例如在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器部件中（絞合導(dǎo)線）
• PROFIBUS FC FRNC 電纜：
  雙芯屏蔽，阻燃設(shè)計(jì)，無鹵總線電纜，有一個(gè)共聚物外殼 FRNC（阻燃無腐蝕）

不采用快速連接技術(shù)的總線電纜（取決于結(jié)構(gòu)類型）

• PROFIBUS 彩色電纜:
  軟總線電纜（成束線），用于花彩線。
  用于圓電纜，*用于電纜運(yùn)輸車模式
• PROFIBUS 扭轉(zhuǎn)電纜
  高度靈活用總線電纜：
  用于移動(dòng)機(jī)器部件的拖纜（絞線）
  （在長(zhǎng) 1 m電纜上能至少扭轉(zhuǎn) 500 萬次，± 180o)
• PROFIBUS 混合電纜 GP:
  適合拖曳的堅(jiān)固混合電纜，帶有兩條用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)你~導(dǎo)線和兩條用于 ET 200pro 的電源的銅導(dǎo)線
• SIENOPYR FR 船用電纜
  無鹵素、抗踩壓、阻燃、經(jīng)過船級(jí)社認(rèn)證的光纖電纜，可安裝在船甲板及船艙內(nèi)。按米銷售