西門子6xv1830以太網(wǎng)電纜

1．PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)介紹
現(xiàn)場總線PROFIBUS可以連接遠(yuǎn)程I/O站、儀表、主站（PLC站）等設(shè)備，通信服務(wù)分為DP、FDL、S7、FMS、PA（將服務(wù)類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換），通信方式分為主－主、主－從通信。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)分層參考表1：

表1 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)層

PROFIBUS總線符合EIA RS485[8]標(biāo)準(zhǔn)，PROFIBUS RS485 的傳輸程序是以半雙工、異步、無間隙同步為基礎(chǔ)的。傳輸介質(zhì)可以是光纜或屏蔽雙絞線，電氣傳輸每一個(gè)RS485傳輸段為32個(gè)站點(diǎn)和有源網(wǎng)絡(luò)元件(RS485中間器，OLM等)，在總線的兩端為終端電阻，結(jié)構(gòu)如圖1：

圖1：PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

西門子總線終端一般都配有終端電阻，PROFIBUS使用9針D型連接器，D型連接器插座連接總線站，D型連接器插頭與總線電纜相連?？偩€終端和針腳定義如表2：

表2 總線終端管腳定義
 

PROFIBUS總線的傳輸輸率從9.6Kbit/s ～12Mbit/s，總線長度與傳輸輸率相關(guān)，總的規(guī)律是傳輸輸率越高總線長度越短，越容易受到電磁干擾，基于傳輸輸率的大段長度參考表3：

表3 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與距離的關(guān)系

總線終端的電阻與PROFIBUS總線相匹配，并配有軸向電感以消除電容性負(fù)載而引起的導(dǎo)線反射，選擇普通的屏蔽雙絞線不能保證總線的段長度。
如果需要擴(kuò)展總線的長度或者PROFIBUS從站個(gè)數(shù)超過32個(gè)時(shí)，就要加入RS485中繼器，例如擴(kuò)展PROFIBUS長度的應(yīng)用，實(shí)際PROFIBUS的長度為500米，而波特率要求達(dá)到1.5 MBIT/S，對照上表波特率為1.5MBIT/S使大的長度為200米，要擴(kuò)展到500米，就需要加入兩個(gè)RS485中繼器，拓?fù)鋱D如圖2所示：

圖2：PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展

西門子RS485中繼器具有信號放大和再生功能，在一條PROFIBUS總線上多可以安裝9個(gè)RS485中繼器，其他廠商的產(chǎn)品要查看其產(chǎn)品規(guī)范以確定安裝個(gè)數(shù)。
一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)段多可有32個(gè)站點(diǎn)，如果一條PROFIBUS網(wǎng)上超過32個(gè)站點(diǎn)，也需要用RS485中繼器隔開，例如一條PROFIBUS總線上有80個(gè)站點(diǎn)，那么就需要兩個(gè)RS485中繼器分成3個(gè)網(wǎng)段。RS485中繼器是一個(gè)有源的網(wǎng)絡(luò)元件 ，本身也要算一個(gè)站點(diǎn)。除了以上兩個(gè)功能，RS485中繼器的還可以使網(wǎng)段之間相互電氣隔離。

2．SIMOTION使用PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)的通信功能
SIMOTION系統(tǒng)只能使用PROFIBUS-DP通信服務(wù)進(jìn)行通信，PROFIBUS-DP采用主－從的通信方式，使用DP通信方式，一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上只允許有一個(gè)1類主站，其它站點(diǎn)可以是2類主站（HMI或只接收從站信息的主站）或從站，只有1類主站可以對從站發(fā)送命令，主站以輪詢的方式訪問各個(gè)從站，所以PROFIBUS-DP具有很好的實(shí)時(shí)性。按照PROFIBUS-DP的規(guī)約，主從間大的通信量為244個(gè)字節(jié)輸入和244個(gè)字節(jié)輸出。SIMOTION 可以作為主站也可以作為從站。下面以SIMOTION 435為例，通信區(qū)為16個(gè)字節(jié)輸入和16個(gè)字節(jié)輸出，分別介紹作為主站、從站的配置。

3．D435作為從站
設(shè)置從站
打開SCOUT軟件插入D435，點(diǎn)擊D435使用右鍵進(jìn)入硬件配置界面，點(diǎn)擊X126接口新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，然后設(shè)置站號、通信速率、PROFIBUS參數(shù)組（選擇PROFIBUS-DP）等參數(shù)。本例中作為從站的SIMOTION站地址為2，通信速率為1.5M。在“Operating Mode”界面中選擇“DP SLAVE”，其它參數(shù)保持缺省設(shè)置。在“Configuration”界面中設(shè)置通信接口區(qū)及開始地址，如圖3所示：

圖3：SIMOTION作為從站的通信接口設(shè)置界面

設(shè)置通信接口分別為16個(gè)字節(jié)輸入和16個(gè)字節(jié)輸出。

設(shè)置主站
在STEP7中打開與SIMOTION D435相同的項(xiàng)目，插入S7-300站，打開硬件配置，插入CPU例如CPU315-DP/PN，設(shè)置與SIMOTION 435使用相同的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置主站地址為4。在硬件選擇窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中選擇SIMOTION 從站并拖曳到主站網(wǎng)絡(luò)上如圖4所示：

圖4：將SIMOTION從站拖曳到網(wǎng)絡(luò)中

彈出的窗口中將顯示所有已經(jīng)配置的從站，選擇與主站進(jìn)行通信的從站進(jìn)行連接，如圖5所示，點(diǎn)擊“Connect”鍵連接從站。

圖5：連接SIMOTION從站

點(diǎn)擊“configuration”按鈕出現(xiàn)從站已經(jīng)配置的通信接口區(qū)，點(diǎn)擊“Edit”鍵為每一條從站通信數(shù)據(jù)區(qū)配置相應(yīng)主站的通信數(shù)據(jù)區(qū)，配置規(guī)則，從站輸入地址區(qū)對應(yīng)主站輸出地址區(qū)，從站輸出地址區(qū)對應(yīng)主站輸人地址區(qū)，配置通信接口區(qū)如圖6所示：

圖6：配置通信接口區(qū)

點(diǎn)擊確認(rèn)鍵后，配置完成。通過PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序，雙方數(shù)據(jù)通過輸入、輸出地址區(qū)直接對應(yīng)，例如圖6配置的主站、從站通信關(guān)系如下：
S7-300主站 QB0～QB15 ――――――SIMOTION從站 IB0～I(xiàn)B15。
S7-300主站 IB0～I(xiàn)B15 ――――――SIMOTION從站 QB0～QB15。
SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS-DP_SLAVE”.ZIP

4．D435作為主站
設(shè)置從站
打開STEP7軟件插入一個(gè)站點(diǎn)例如S7-300站，點(diǎn)擊“Hardware”進(jìn)入硬件配置界面，插入CPU，例如CPU315-2 DP/PN，點(diǎn)擊X1接口新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，然后設(shè)置站號、通信速率、PROFIBUS參數(shù)組（選擇PROFIBUS-DP）等參數(shù)。本例中作為從站的S7-300站地址為2，通信速率為1.5M。在“Operating Mode”界面中選擇“DP SLAVE”，其它參數(shù)保持缺省設(shè)置。在“Configuration”界面中設(shè)置通信接口區(qū)及開始地址，如圖7所示：

西門子以太網(wǎng)電纜
圖7：S7-300作為從站的通信接口設(shè)置界面

設(shè)置通信接口分別為16個(gè)字節(jié)輸入和16個(gè)字節(jié)輸出。

設(shè)置主站
打開SCOUT軟件插入D435，點(diǎn)擊D435使用右鍵進(jìn)入硬件配置界面，點(diǎn)擊X126選擇與從站相同的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置SIMOTION的站地址，本例中作為主站的SIMOTION站地址為4。在硬件選擇窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中選擇S7-300從站并拖曳到主站網(wǎng)絡(luò)上如圖8所示：

圖8：將S7-300從站拖曳到網(wǎng)絡(luò)中

彈出的窗口中將顯示所有已經(jīng)配置的從站，選擇與主站進(jìn)行通信的從站進(jìn)行連接，如圖9所示，點(diǎn)擊“Connect”鍵連接從站。

圖9：連接S7-300從站

點(diǎn)擊“configuration”按鈕出現(xiàn)從站已經(jīng)配置的通信接口區(qū)，點(diǎn)擊“Edit”鍵為每一條從站通信數(shù)據(jù)區(qū)配置相應(yīng)主站的通信數(shù)據(jù)區(qū)，配置規(guī)則，從站輸入地址區(qū)對應(yīng)主站輸出地址區(qū)，從站輸出地址區(qū)對應(yīng)主站輸人地址區(qū)，配置通信接口區(qū)如圖10所示：

圖10：配置通信接口區(qū)

點(diǎn)擊確認(rèn)鍵后，配置完成。通過PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序，雙方數(shù)據(jù)通過輸入、輸出地址區(qū)直接對應(yīng)，例如圖10配置的主站、從站通信關(guān)系如下：
SIMOTION主站 QB0～QB15 ――――――S7-300從站 IB0～I(xiàn)B15。
SIMOTION主站 IB0～I(xiàn)B15 ――――――S7-300從站 QB0～QB15。
SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP

5．PROFIBUS站點(diǎn)診斷
主站通過PROFIBUS-DP輪詢從站，如果主站故障，與所有從站的通信將終止，從站通信數(shù)據(jù)不更新；如果一個(gè)從站故障，主站還可以與其它從站進(jìn)行通信。在PLC側(cè)可以通過OB86、FC125/FB125(可以從西門子上下載)、SFC13等組織塊、程序塊對主站或從站進(jìn)行診斷，可以查看PLC相關(guān)文檔，在這里不作相信介紹。SIMOTION使用函數(shù)“_getStateOfSingleDpSlave”或“_getStateOfAllDpSlaves”對一個(gè)站點(diǎn)或多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行診斷。以調(diào)用函數(shù)“_getStateOfSingleDpSlave”為例介紹PROFIBUS-DP站點(diǎn)的診斷功能。函數(shù)調(diào)用如圖11所示，函數(shù)參數(shù)如下：

圖11 PROFIBUS-DP診斷函數(shù)

logicalDiagnosticAddress：
輸入?yún)?shù)，數(shù)據(jù)類型 DINT，PROFIBUS-DP站點(diǎn)診斷地址，本例中S7-300PLC作為從站，診斷地址為16378。

ReqGetStateOfSingleDPSlaveStateMode:
輸入?yún)?shù)，枚舉數(shù)據(jù)類型，函數(shù)調(diào)用請求格式，枚舉元素如表4所示：

表4：函數(shù)請求

NextCommand:
輸入?yún)?shù)，枚舉數(shù)據(jù)類型，下一個(gè)命令執(zhí)行的時(shí)機(jī)，枚舉元素如表5所示：

表5：NEXTCOMMAND元素

本例中選擇：“WHEN_COMMAND_DONE”。

commandid:
輸入?yún)?shù)，“CommandIdType”數(shù)據(jù)類型，用戶定義，可以跟蹤命令執(zhí)行的狀態(tài)。本例中選擇一個(gè)臨時(shí)變量，沒有賦值。

StructRetGetStateOfSingleDpSlave:
輸出參數(shù)，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型，結(jié)構(gòu)元素如表6所示：

表6：輸出結(jié)構(gòu)體
 

“ActualStateOfSingleDpSlave”單站狀態(tài)為枚舉數(shù)據(jù)類型，枚舉元素如表7所示：

表7：輸出站點(diǎn)狀態(tài)
 

本例中將從站輸出狀態(tài)存儲于全局變量RET1中，通過編程可以判斷從站的狀態(tài)，調(diào)試狀態(tài)下可以通過“SYMBOL BROWSER”監(jiān)控從站狀態(tài)，如圖12所示：

圖12 在SYMBOL BROWSER監(jiān)控從站狀態(tài)。

從站診斷的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP

問題：  
對于由一個(gè)不同的DP主站組態(tài)的一個(gè)DP從站，DP主站還可以讀取這個(gè)DP從站的輸入數(shù)據(jù)嗎？

解答：  
可以。通過組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換，DP主站可以讀取不是由其操縱的DP從站的輸入數(shù)據(jù)。這種情況下，在PROFIBUS DP子網(wǎng)的物理層中，作 為多主站系統(tǒng)，兩個(gè)DP主站必須都可用。

必要條件：
對直接數(shù)據(jù)交換，兩個(gè)DP主站必須支持“send and receive capability for direct data exchange”，且DP從站必須支持“send capability for direct data exchange”。

從STEP 7 硬件配置中的(HW Config)硬件目錄窗口中顯示的模塊數(shù)據(jù)，可以決定DP主站和DP從站的這些屬性。

圖 1：DP主站中直接數(shù)據(jù)交換的發(fā)送和接收能力

圖 2：在DP從站中直接數(shù)據(jù)交換的發(fā)送和接收能力

支持直接數(shù)據(jù)交換的示例產(chǎn)品：

DP從站

• ET200 L
  6ES7 131－1EH00－0XB0－電子模塊DI 16 x AC 120V
  6ES7 133－1EH00－0XB0－電子模塊DI8/DO8 x AC120V
  6ES7 133－1JH00－0XB0－電子模塊DI8/RO8 x AC120V
  6ES7 133－1BL01－0XB0－ET 200L 16DI/16DO DC 24V/0.5A
   
• ET200 M
  6ES7 153－1AA03－0XB0－IM 153－1，分布式，PROFIBUS-DP
  6ES7 153－1AA83－0XB0－IM 153－1，分布式，PROFIBUS-DP
   
• ET200 S
  6ES7 151-1CA00-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 基本型
  6ES7 151-1AB02-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 FO STANDARD
  6ES7 151-1BA00-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 High Feature
  6ES7 151-1AA03-0AB0 - ET 200S接口模塊IM151-1 標(biāo)準(zhǔn)型
   
• ET200 X
  6ES7 147-1AA01-0XB0 - ET200X：基礎(chǔ)模塊BM147/CPU
  6ES7 147-1AA10-0XB0 - ET 200X：基礎(chǔ)模塊BM147-1 CPU
  6ES7 141-1BF01-0XB0 - ET200X：基礎(chǔ)模塊BM141，8DI
  6ES7 141-1BF01-0AB0 - ET 200X：BM141 - ECOFAST RS485 8DI

DP主站

• C7
  6ES7 626-2DG04-0AE3 - SIMATIC C7-626/P DP，成套設(shè)備
  6ES7 633-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-633 DP，成套設(shè)備
  6ES7 634-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-634 DP，成套設(shè)備e
  6ES7 635-2EC01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Keys，成套設(shè)備
  6ES7 635-2EB01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Touch
  6ES7 636-2EC00-0AE3 - SIMATIC C7-636 Keys，成套設(shè)備
   
• S7-300
  6ES7 313-6CE01-0AB0 - CPU313C-2 DP，32KB，16DI/16DO；DP-SS M/S
  6ES7 314-6CF01-0AB0 - CPU314C-2 DP，48KB，24DI/16DO/4AI/2AO，DP-SS M/S
  6ES7 315-2AF03-0AB0 - CPU 315-2 DP, 64 kB，0.3 ms/kAW
  6ES7 315-2AG10-0AB0 - CPU 315-2DP, 128 kB，0.1 ms/kAW
  6ES7 315-6FF01-0AB0 - CPU 315F
  6ES7 316-2AG00-0AB0 - CPU 316-2DP，128kB, 0.3 ms/kAW
  6ES7 317-2EJ10-0AB0 - CPU 317-2 PN/DP，512 kB，0.05 ms/kAW
  6ES7 317-6FF00-0AB0 - CPU 317F-2DP，512 kB，0.1 ms/kAW
  6ES7 318-2AJ00-0AB0 - CPU 318-2，512 kB，0.1ms/kAW
   
• S7-400
  6ES7 412-1XF03-0AB0 - CPU 412-1，96 kB，0.2ms/kAW
  6ES7 412-2XG00-0AB0 - CPU 412-2，144 kB，0.2ms/kAW
  6ES7 414-2XG03-0AB0 - CPU 414-2，256 kB，0.1ms/kAW
  6ES7 414-3XJ00-0AB0 - CPU 414-3，768 kB，0.1ms/kAW
  6ES7 416-2XK02-0AB0 - CPU 416-2，1.6 MB，0.08ms/kAW
  6ES7 416-3XL00-0AB0 - CPU 416-3，3.2 MB，0.08ms/kAW
  6ES7 416-2FK02-0AB0 - CPU 416F-2，1.6 MB，0.08ms/kAW
  6ES7 417-4XL00-0AB0 - CPU 417-4，4 MB
   
• ET200 S-CPU
  6ES7 151-7AA10-0AB0 - ET 200S IM 151 CPU，48kByte

組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換
直接數(shù)據(jù)交換功能在“listening in”DP主站的配置中組態(tài)。在運(yùn)行DP從站的DP主站的組態(tài)中，只需簡單地建立標(biāo)準(zhǔn)主站－從 站通訊。

在附上的示例項(xiàng)目中，ET 200S工作站(DP從站)由CPU 318-2 (DP主站)運(yùn)行。 位于同一PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)的CPU 416-2 DP通過直接數(shù)據(jù)交換讀取ET 200S輸入模塊的數(shù)據(jù)。

當(dāng)組態(tài)CPU 416-2DP為處于監(jiān)聽狀態(tài)的DP主站時(shí)，必須進(jìn)行如下設(shè)置：

• 打開DP接口的屬性，選擇Configuration標(biāo)簽頁。在此插入一個(gè)新行，其 為DX模塊進(jìn)行參數(shù)化(用于直接數(shù)據(jù)交換)。

圖 3：CPU 416-2 DP的組態(tài)

• 通過輸入DP從站的DP地址編輯DX的配置，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)的地址

圖 4：組態(tài)－直接數(shù)據(jù)交換  西門子6xv1830以太網(wǎng)電纜