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文档简介
自动化基础技能工业网络通讯系统行胜于言敢为人先和而不同居安思危计算机串行通讯基础西门子工业网络概述MPI通信PROFIBUS通信工业以太网WinCC与PLC通讯ProDaveAS-i通信点对点通信工业网络通讯系统计算机串行通信基础
随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及,计算机的通信功能愈来愈显得重要。计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。通信有并行通信和串行通信两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。计算机串行通信基础计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合,完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换。可以分为两大类:并行通信与串行通信。并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。并行通信控制简单、传输速度快;由于传输线较多,长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。
计算机串行通信基础串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。串行通信的特点:传输线少,长距离传送时成本低,且可以利用电话网等现成的设备,但数据的传送控制比并行通信复杂。
串行通信的基本概念异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调,要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。
一、异步通信与同步通信
1、异步通信
串行通信的基本概念异步通信是以字符(构成的帧)为单位进行传输,字符与字符之间的间隙(时间间隔)是任意的,但每个字符中的各位是以固定的时间传送的,即字符之间是异步的(字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系),但同一字符内的各位是同步的(各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍)。
串行通信的基本概念异步通信的特点:不要求收发双方时钟的严格一致,实现容易,设备开销较小,但每个字符要附加2~3位用于起止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。
异步通信的数据格式:串行通信的基本概念同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制,使双方达到完全同步。此时,传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的整数倍,同时传送的字符间不留间隙,即保持位同步关系,也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现
外同步
内同步
串行通信的基本概念
此时,传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集(如ASCII码)中的字符所组成。图中帧头为1个或2个同步字符SYN(ASCII码为16H)。SOH为序始字符(ASCII码为01H),表示标题的开始,标题中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始字符(ASCII码为02H),表示传送的数据块开始。数据块是传送的正文内容,由多个字符组成。数据块后面是组终字符ETB(ASCII码为17H)或文终字符ETX(ASCII码为03H)。然后是校验码。典型的面向字符的同步规程如IBM的二进制同步规程BSC。
串行通信的基本概念
此时,将数据块看作数据流,并用序列01111110作为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起的混乱,发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1就插入一个附加的0;接收方则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时,就删除该0。
典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。
同步通信的特点是以特定的位组合“01111110”作为帧的开始和结束标志,所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高,但实现的硬件设备比异步通信复杂。串行通信的基本概念二、串行通信的传输方向
1、单工单工是指数据传输仅能沿一个方向,不能实现反向传输。2、半双工半双工是指数据传输可以沿两个方向,但需要分时进行。3、全双工全双工是指数据可以同时进行双向传输。
串行通信的基本概念三、信号的调制与解调
利用调制器(Modulator)把数字信号转换成模拟信号,然后送到通信线路上去,再由解调器(Demodulator)把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的,调制器和解调器合并在一个装置中,这就是调制解调器MODEM。
串行通信的基本概念1、奇偶校验
在发送数据时,数据位尾随的1位为奇偶校验位(1或0)。奇校验时,数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为奇数;偶校验时,数据中“1”的个数与校验位“1”的个数之和应为偶数。接收字符时,对“1”的个数进行校验,若发现不一致,则说明传输数据过程中出现了差错。2、代码和校验
代码和校验是发送方将所发数据块求和(或各字节异或),产生一个字节的校验字符(校验和)附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块(除校验字节外)求和(或各字节异或),将所得的结果与发送方的“校验和”进行比较,相符则无差错,否则即认为传送过程中出现了差错。3、循环冗余校验这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验,常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验等。这种校验方法纠错能力强,广泛应用于同步通信中。串行通信的基本概念五、传输速率与传输距离
1、传输速率
比特率是每秒钟传输二进制代码的位数,单位是:位/秒(bps)。如每秒钟传送240个字符,而每个字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位),这时的比特率为:
10位×240个/秒=2400bps
波特率表示每秒钟调制信号变化的次数,单位是:波特(Baud)。
波特率和比特率不总是相同的,对于将数字信号1或0直接用两种不同电压表示的所谓基带传输,比特率和波特率是相同的。所以,我们也经常用波特率表示数据的传输速率。
串行通信的基本概念串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输线使用每0.3m(约1英尺)有50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时,传输距离随传输速率的增加而减小。当比特率超过1000bps时,最大传输距离迅速下降,如9600bps时最大距离下降到只有76m(约250英尺)。
2、传输距离与传输速率的关系
早期串行通信接口标准RS-232C是EIA(美国电子工业协会)1969年修订RS-232C标准。RS-232C定义了数据终端设备(DTE)与数据通信设备(DCE)之间的物理接口标准。
一、RS-232C接口
1、机械特性RS-232C接口规定使用25针连接器,连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。(阳头)早期串行通信接口标准2、功能特性
早期串行通信接口标准3、过程特性
过程特性规定了信号之间的时序关系,以便正确地接收和发送数据
。
远程通信连接
早期串行通信接口标准近程通信连接
早期串行通信接口标准4、RS-232C电平与TTL电平转换驱动电路
早期串行通信接口标准1、传输距离短,传输速率低RS-232C总线标准受电容允许值的约束,使用时传输距离一般不要超过15米(线路条件好时也不超过几十米)。最高传送速率为20Kbps。2、有电平偏移RS-232C总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时,收发双方的地电位差别较大,在信号地上将有比较大的地电流并产生压降。3、抗干扰能力差RS-232C在电平转换时采用单端输入输出,在传输过程中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比,RS-232C总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。5、采用RS-232C接口存在的问题
流行串行通信接口标准RS-422A输出驱动器为双端平衡驱动器。如果其中一条线为逻辑“1”状态,另一条线就为逻辑“0”,比采用单端不平衡驱动对电压的放大倍数大一倍。差分电路能从地线干扰中拾取有效信号,差分接收器可以分辨200mV以上电位差。若传输过程中混入了干扰和噪声,由于差分放大器的作用,可使干扰和噪声相互抵消。因此可以避免或大大减弱地线干扰和电磁干扰的影响。RS-422A传输速率(90Kbps)时,传输距离可达1200米。
二、RS-422A接口
流行串行通信接口标准
RS-485是RS-422A的变型:RS-422A用于全双工,而RS-485则用于半双工。RS-485是一种多发送器标准,在通信线路上最多可以使用32对差分驱动器/接收器。如果在一个网络中连接的设备超过32个,还可以使用中继器。
RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑1和逻辑0。由于发送方需要两根传输线,接收方也需要两根传输线。传输线采用差动信道,所以它的干扰抑制性极好,又因为它的阻抗低,无接地问题,所以传输距离可达1200米,传输速率可达1Mbps。三、RS-485接口
流行串行通信接口标准RS-485是一点对多点的通信接口,一般采用双绞线的结构。普通的PC机一般不带RS485接口,因此要使用RS-232C/RS-485转换器。对于单片机可以通过芯片MAX485来完成TTL/RS-485的电平转换。在计算机和单片机组成的RS-485通信系统中,下位机由单片机系统组成,上位机为普通的PC机,负责监视下位机的运行状态,并对其状态信息进行集中处理,以图文方式显示下位机的工作状态以及工业现场被控设备的工作状况。系统中各节点(包括上位机)的识别是通过设置不同的站地址来实现的。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危三级结构:企业级、车间级、现场级。金字塔结构,上层负责生产管理,底层负责现场检测和控制,中间层负责生产过程的监控和优化。
西门子工业网络执行器-传感器级机器级车间级工厂级AS-I行胜于言敢为人先和而不同居安思危
工业自动化系统体系
行胜于言敢为人先和而不同居安思危西门子PLC网络返回首页行胜于言敢为人先和而不同居安思危MPI数据通信:187.5kbit/s至12Mbit/s多达32个总线节点
以及每个CPU多达32个连接通信服务:PG/OP通信功能小数据量的全局数据通信,
不需要编程多达76个字节的小数据量S7基本通信S7通信
内置的、经济的通信MPI通信行胜于言敢为人先和而不同居安思危
MPI
S7-400
PG/PC
OP
S7-300
S7-300
S7-300
S7-300
S7-300
OP
MPI地址
2
MPI地址
1
MPI地址
3
MPI地址
4
MPI地址
5
MPI地址
6
MPI地址
7
MPI地址
8
MPI地址
0
可采用分支连接线
可采用分支连接线
MPI网络图行胜于言敢为人先和而不同居安思危为了保证网络通信质量,总线连接器或中继器上都设计了终端匹配电阻。组建通信网络时,在网络拓扑分支的末端节点需要接入浪涌匹配电阻。MPI网络连接器行胜于言敢为人先和而不同居安思危
采用中继器延长网络连接距离行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式:以MPI分支网为基础而设计的。在S7中,利用全局数据可以建立分布式PLC间的通讯联系,不需要在用户程序中编写任何语句。无组态连接通信方式:双向通讯方式和单向通讯方式。无组态通讯方式不能和全局数据通讯方式混合使用。
组态连接通信方式:调用系统功能块SFB进行PLC站之间的通讯只适合于S7-300/400,S7-400/400之间的通讯。MPI网络通信方式行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式GD通信原理
在MPI分支网上实现全局数据共享的两个或多个CPU中,至少有一个是数据的发送方,有一个或多个是数据的接收方。发送或接收的数据称为全局数据,或称为全局数。具有相同Sender/Receiver(发送者/接受者)的全局数据,可以集合成一个全局数据包(GDPacket)一起发送。每个数据包用数据包号码(GDPacketNumber)来标识,其中的变量用变量号码(VariableNumber)来标识。参与全局数据包交换的CPU构成了全局数据环(GDCircle)。每个全局数据环用数据环号码来标识(GDCircleNumber)。例如,GD2.1.3表示2号全局数据环,1号全局数据包中的3号数据。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式
在PLC操作系统的作用下,发送CPU在它的一个扫描循环结束时发送全局数据,接收CPU在它的一个扫描循环开始时接收GD。这样,发送全局数据包中的数据,对于接收方来说是“透明的”。也就是说,发送全局数据包中的信号状态会自动影响接收数据包;接收方对接收数据包的访问,相当于对发送数据包的访问。
GD通信原理行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式GD的数据结构
全局数据可以由位、字节、字、双字或相关数组组成,它们被称为全局数据的元素。一个全局数据包由一个或几个GD元素组成,最多不能超过24B。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式全局数据环
全局数据环中的每个CPU可以发送数据到另一个CPU或从另一个CPU接收。全局数据环有以下2种:①环内包含2个以上的CPU,其中一个发送数据包,其它的CPU接收数据;②环内只有2个CPU,每个CPU可既发送数据又接受数据。S7-300的每个CPU可以参与最多4个不同的数据环,在一个MPI网上最多可以有15个CPU通过全局通讯来交换数据。其实,MPI网络进行GD通信的内在方式有两种:一种是一对一方式,当GD环中仅有两个CPU时,可以采用类全双工点对点方式,不能有其它CPU参与,只有两者独享;另一种为一对多(最多4个)广播方式,一个点播,其它接收。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式GD通信应用应用GD通信,就要在CPU中定义全局数据块,这一过程也称为全局数据通信组态。在对全局数据进行组态前,需要先执行下列任务:①定义项目和CPU程序名;②用PG单独配置项目中的每个CPU,确定其分支网络号、MPI地址、最大MPI地址等参数。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式GD通信应用在用STEP7开发软件包进行GD通信组态时,由系统菜单【Options】中的【DefineGlobalData】程序进行GD表组态。具体组态步骤如下:③在GD空表中输入参与GD通信的CPU代号;④为每个CPU定义并输入全局数据,指定发送GD;⑤第一次存储并编译全局数据表,检查输入信息语法是否为正确数据类型,是否一致;⑥设定扫描速率,定义GD通信状态双字;⑦第二次存储并编译全局数据表。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式实例:S7-300之间全局数据通信
要求通过MPI网络配置,实现2个CPU315-2DP之间的全局数据通信。生成MPI硬件工作站
打开STEP7,首先执行菜单命令【File】→【New...】创建一个S7项目,并命名为“全局数据”。选中“全局数据”项目名,然后执行菜单命令【Insert】→【Station】→【SIMATIC300Station】,在此项目下插入两个S7-300的PLC站,分别重命名为MPI_Station_1和MPI_Station_2。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式设置MPI网络地址行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式设置MPI地址按上图完成2个PLC站的硬件组态,配置MPI地址和通信速率,在本例中MPI地址分别设置为2号和4号,通信速率为187.5kbit/s。完成后点击按钮,保存并编译硬件组态。最后将硬件组态数据下载到CPU。连接网络用Profibus电缆连接MPI节点。接着就可以与所有CPU建立在线连接。可以用SIMATIC管理器中“AccessibleNodes”功能来测试它。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式生成全局数据表
用NetPro组态MPI网络行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式全局数据环组态行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式定义扫描速率和状态信息
行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式利用SFC60和SFC61传递全局数据利用SFC60GD_SND和SFC61GD_RCV可以以事件驱动方式来实现全局通讯。为了实现纯程序控制的数据交换,在全局数据表中必须将扫描速率定义为0。可单独使用循环驱动或程序控制方式,也可组合起来使用。SFC60用来按设定的方式采集并发送全局数据包。SFC61用来接收发送来的全局数据包并存入设定区域中。为了保证数据交换的连贯性,在调用SFC60或SFC61之前所有中断都应被禁止。可以使用SFC39禁止中断,SFC40开放中断;使用SFC41延时处理中断,SFC42开放延时。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式用SFC60发送全局数据GD2.1,用SFC61接收全局数据GD2.2。
使用系统功能(SFC)或系统功能块(SFB)时,需切换到在线视窗,查看当前CPU是否具备所需要的系统功能或系统功能块,然后将它们拷贝到项目的“Blocks”文件夹内。接下来可切换到离线视窗调用系统功能或系统功能块。使用SFC60和SFC61实现全局数据的发送与接收,必须进行全局数据包的组态,参照上例。现假设已经在全局数据表中完成了GD组态,以MPI_Station_1为例,设预发送数据包为GD2.1,预接收数据包为GD2.2。要求当M1.0为“1”时发送全局数据GD2.1;当M1.2为“1”时接收全局数据GD2.2。行胜于言敢为人先和而不同居安思危全局数据包通信方式用SFC60发送全局数据GD2.1,用SFC61接收全局数据GD2.2返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危无组态连接通信方式
用系统功能SFC65~69,可以在无组态情况下实现PLC之间的MPI的通讯,这种通讯方式适合于S7-300、S7-400和S7-200之间的通讯。无组态通讯又可分为两种方式:双向通讯方式和单向通讯方式。无组态通讯方式不能和全局数据通讯方式混合使用。行胜于言敢为人先和而不同居安思危无组态连接通信方式双向通讯方式
双向通讯方式要求通讯双方都需要调用通讯块,一方调用发送块发送数据,另一方就要调用接收块来接收数据。适用S7-300/400之间通讯,发送块是SFC65(X_SEND),接收块是SFC66(X_RCV)。下面举例说明如何实现无组态双向通讯。【例】无组态双向通讯。设2个MPI站分别为MPI_Station_1(MPI地址为设为2)和MPI_Station_2(MPI地址设为4),要求MPI_Station_1站发送一个数据包到MPI_Station_2站。无组态连接通信方式生成MPI硬件工作站
打开STEP7,创建一个S7项目,并命名为“双向通讯”。在此项目下插入两个S7-300的PLC站,分别重命名为MPI_Station_1和MPI_Station_2。MPI_Station_1包含一个CPU315-2DP;MPI_Station_2包含一个CPU313C-2DP。设置MPI地址完成2个PLC站的硬件组态,配置MPI地址和通信速率,在本例中CPU315-2DP和CPU313C-2DP的MPI地址分别设置为2号和4号,通信速率为187.5kbit/s。完成后点击按钮,保存并编译硬件组态。最后将硬件组态数据下载到CPU。行胜于言敢为人先和而不同居安思危无组态连接通信方式编写发送站的通讯程序
在MPI_Station_1站的循环中断组织块OB35中调用SFC65,将I0.0~I1.7发送到MPI_Station_2站。MPI_Station_1站OB35中的通讯程序如图所示。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危无组态连接通信方式编写接收站的通讯程序
在MPI_Station_2站的主循环组织块OB1中调用SFC66,接收MPI_Station_1站发送的数据,并保存在MB10和MB11中。MPI_Station_2站OB1中的通讯程序如图所示。行胜于言敢为人先和而不同居安思危无组态连接通信方式单向通讯
单向通讯只在一方编写通讯程序,也就是客户机与服务器的访问模式。编写程序一方的CPU作为客户机,无需编写程序一方的CPU作为服务器,客户机调用SFC通讯块对服务器进行访问。SFC67(X_GET)用来读取服务器指定数据区中的数据并存放到本地的数据区中,SFC68(X_PUT)用来将本地数据区中的数据写到服务器中指定的数据区。【例】无组态单向通讯。建立两个S7-300站:MPI_Station_1(CPU315-2DP,MPI地址设置为2)和MPI_Station_2(CPU313C-2DP,MPI地址设置为3)。CPU315-2DP作为客户机,CPU313C-2DP作为服务器。无组态连接通信方式生成MPI硬件工作站
打开STEP7编程软件,创建一个S7项目,并命名为“单向通讯”。在此项目下插入两个S7-300的PLC站,分别重命名为MPI_Station_1和MPI_Station_2。设置MPI地址
在本例中将CPU315-2DP和CPU313C-2DP的MPI地址分别设置为2号和3号,通信速率为187.5kbit/s。完成后点击按钮,保存并编译硬件组态。最后将硬件组态数据下载到CPU。行胜于言敢为人先和而不同居安思危无组态连接通信方式编写客户机的通讯程序
返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危组态连接通信方式
对于MPI网络,调用系统功能块SFB进行PLC站之间的通讯只适合于S7-300/400,S7-400/400之间的通讯,S7-300/400通讯时,由于S7-300CPU中不能调用SFB12(BSEND),SFB13(BRCV),SFB14(GET),SFB15(PUT),不能主动发送和接收数据,只能进行单向通讯,所以S7-300PLC只能作为一个数据的服务器,S7-400PLC可以作为客户机对S7-300PLC的数据进行读写操作。【例】有组态连接的MPI单向通讯。建立S7-300与S7-400之间的有组态MPI单向通讯连接,CPU416-2DP作为客户机,CPU315-2DP作为服务器。行胜于言敢为人先和而不同居安思危组态连接通信方式建立S7硬件工作站
打开STEP7,创建一个S7项目,并命名为“有组态单向通讯”。插入一个名称为MPI_STATION_1的S7-400的PLC站,CPU为CPU416-2DP,MPI地址为2;插入一个名称为MPI_STATION_2的S7-300的PLC站,CPU为CPU315-2DP,MPI地址为3。行胜于言敢为人先和而不同居安思危组态连接通信方式组态MPI通讯连接(1/3)
首先在SIMATICManager窗口内选择任一个S7工作站,并进入硬件组态窗口。然后在STEP7硬件组态窗口内执行菜单命令【Options】→【ConfigureNetwork】,进入网络组态NetPro窗口。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危组态连接通信方式组态MPI通讯连接(2/3)
用鼠标右键点击MPI_STATION_1的CPU416-2DP,从快捷菜单中选择【InsertNewConnection】命令,出现新建连接对话框,如图所示。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危组态连接通信方式组态MPI通讯连接(3/3)
在“Connection”区域,选择连接类型为“S7Connection”,在“ConnectionPartner”区域选择MPI_Station_2工作站的CPU315-2DP,最后点击按钮完成连接表的建立,弹出连接表的详细属性对话框,如图所示。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危组态连接通信方式编写客户机MPI通信程序
返回首页行胜于言敢为人先和而不同居安思危
PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一,PROFIBUS总线87年由Siemens公司等13家企业和5家研究机构联合开发,99年PROFIBUS成为国际标准IEC61158的组成部分,2001年批准成为中国的行业标准JB/T10308.3-2001。
PROFIBUS的组成
PROFIBUS协议结构
传输技术
PROFIBUS总线连接器
PROFIBUS介质存取协议PROFIBUS通信行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS协议包括3个主要部分:PROFIBUS-DP(分布式外部设备)
PROFIBUS-PA(过程自动化)
PROFIBUS-FMS(现场总线报文规范)PROFIBUS的组成PROFIBUS-DP(分布式外部设备)
PROFIBUS-DP是一种高速低成本数据传输,用于自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O(例如ET200)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轮询方式,以及这两种方式的混合。一个网络中有若干个被动节点(从站),而它的逻辑令牌只含有一个主动令牌(主站),这样的网络为纯主-从系统。PROFIBUS-PA(过程自动化)
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。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS-FMS(现场总线报文规范)
PROFIBUS-FMS可用于车间级监控网络,FMS提供大量的通信服务,用以完成中等级传输速度进行的循环和非循环的通信服务。返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS协议结构返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS总线使用两端有终端的总线拓扑结构。
PROFIBUS使用三种传输技术:PROFIBUSDP和PROFIBUSFMS采用相同的传输技术,可使用RS-485屏蔽双绞线电缆传输,或光纤传输;PROFIBUSPA采用IEC1158-2传输技术。
传输技术返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS总线连接器返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS通信规程采用了统一的介质存取协议,此协议由OSI参考模型的第2层来实现。使用上述的介质存取方式,PROFIBUS可以实现以下三种系统配置:纯主-从系统(单主站)纯主-主系统(多主站)两种配置的组合系统(多主-多从)PROFIBUS介质存取协议行胜于言敢为人先和而不同居安思危纯主-从系统(单主站)
单主系统可实现最短的总线循环时间。以PROFIBUS-DP系统为例,一个单主系统由一个DP-1类主站和1到最多125个DP-从站组成,典型系统如图所示。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危纯主-主系统(多主站)
若干个主站可以用读功能访问一个从站。以PROFIBUS-DP系统为例,多主系统由多个主设备(1类或2类)和1到最多124个DP-从设备组成。典型系统如图所示。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危两种配置的组合系统(多主-多从)
行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS-DP分类PROFIBUS-DP在整个PROFIBUS应用中,应用最多、最广泛,可以连接不同厂商符合PROFIBUS-DP协议的设备。PROFIBUS-DP定义三种设备类型:1.DP-1类主设备(DPM1)这类设备是一种在给定的信息循环中与分布式站点(DP从站)交换信息,并对总线通信进行控制和管理的中央控制器。典型的设备有:可编程控制器(PLC),微机数值控制(CNC)或计算机(PC)等。
2.DP-2类主设备(DPM2)这类设备在DP系统初始化时用来生成系统配置,是DP系统中组态或监视工程的工具。除了具有1类主站的功能外,可以读取DP从站的输入/输出数据和当前的组态数据,可以给DP从站分配新的总线地址。属于这一类的装置包括编程器,组态装置和诊断装置,上位机等。3.DP-从设备
这类设备是DP系统中直接连接I/O信号的外围设备。典型DP-从设备有分布式I/O、ET200、变频器、驱动器、阀、操作面板等。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例1.CPU31x-2DP之间的DP主从通信2.CPU31x-2DP通过DP接口连接远程I/O站3.CP342-5作主站的PROFIBUS-DP组态应用5.西门子MM440变频器通过Profibus-DP与PLC通讯的实现4.CP342-5作从站的PROFIBUS-DP组态应用行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例1.CPU31x-2DP之间的DP主从通信
CPU31x-2DP是指集成有PROFIBUS-DP接口的S7-300CPU,如CPU313C-2DP、CPU315-2DP等。下面以两个CPU315-2DP之间主从通信为例介绍连接智能从站的组态方法。该方法同样适用于CPU31x-2DP与CPU41x-2DP之间的PROFIBUS-DP通信连接。
PROFIBUS-DP系统结构如图所示。系统由一个DP主站和一个智能DP从站构成。①DP主站:由CPU315-2DP(6ES7315-2AG10-0AB0)和SM374构成。②DP从站:由CPU315-2DP(6ES7315-2AG10-0AB0)和SM374构成。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态智能从站(1)新建S7项目打开SIMATICManage,创建一个新项目,并命名为“双集成DP通信”。插入2个S7-300站,分别命名为S7-300_Master和S7_300_Slave,如图所示。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态智能从站(2)硬件组态进入硬件组态窗口,按硬件安装次序依次插入机架、电源、CPU和SM374(需用其他信号模块代替,如SM323DI8/DO824VDC0.5A)等完成硬件组态。PROFIBUS的DP组态应用举例组态智能从站(3)组态从站的网络属性行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态智能从站(4)DP模式选择选中PROFIBUS网络,然后点击按钮进入DP属性对话框,选择“OperatingMode”标签,激活“DPslave”操作模式。如果“Test,commissioning,routing”选项被激活,则意味着这个接口既可以作为DP从站,同时还可以通过这个接口监控程序。PROFIBUS的DP组态应用举例组态智能从站(5)定义从站通信接口区
在DP属性对话框中,选择“Configuration”标签,打开I/O通信接口区属性设置窗口,点击按钮新建一行通信接口区,如所示,可以看到当前组态模式为Master-slaveconfiguration。注意此时只能对本地(从站)进行通信数据区的配置。编译组态
行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态主站(1)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态主站(2)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例连接从站行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例编辑通信接口区(1/3)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例编辑通信接口区(2/3)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例编辑通信接口区(3/3)完成组态行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例简单编程
返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例2.CPU31x-2DP通过DP接口连接远程I/O站ET200系列是远程I/O站,为ET200B自带I/O点,适合在远程站点I/O点数不太多的情况下使用;ET200M需要由接口模块通过机架组态标准I/O模块,适合在远程站点I/O点数较多的情况下使用。下面举例介绍如何配置远程I/O,建立远程I/O与CPU31x-2DP的连接。
PROFIBUS-DP系统由一个主站、一个远程I/O从站和一个远程现场模块从站构成。①DP主站:选择一个集成DP接口的CPU315-2DP、一个数字量输入模块DI32×DC24V/0.5A、一个数字量输出模块DO32×DC24V/0.5A、一个模拟量输入/输出模块AI4/AO4×14/12Bit。②远程现场从站:选择一个B-8DI/8DODP数字量输入/输出ET200B模块。③远程I/O从站:选择一个ET200M接口模块IM153-2、一个数字量输入/输出模块DI8/DO8×24V/0.5A、一个模拟量输入/输出模块AI2×12bit、AO2×12bit。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态DP主站(1/3)新建S7项目启动STEP7,创建S7项目,并命名为“DP_ET200”。插入S7-300工作站在项目内插入S7-300工作站,并命名为“DP_Master”。硬件组态进入硬件配置窗口,按硬件安装次序依次插入机架Rail、电源PS3075A、CPU315-2DP、DI32×DC24V/0.5A、DO32×DC24V/0.5A、AI4/AO4×14/12Bit等。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态DP主站(2/3)设置PROFIBUS
插入CPU315-2DP的同时弹出PROFIBUS组态界面,组态PROFIBUS站地址,本例设为2。然后新建PROFIBUS子网,保持默认名称PROFIBUS(1)。切换到“NetworkSettings”标签,设置波特率和行规,本例波特率设为1.5Mbps,行规选择DP。单击OK按钮,返回硬件组态窗口,并将已组态完成的DP主站显示在上面的视窗中。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态DP主站(3/3)完成组态行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态远程I/O从站ET200M(1/4)
组态ET200M的接口模块IM153-2
在硬件配置窗口内,打开硬件目录,从“PROFIBUS-DP”子目录下找到“ET200M”子目录,选择接口模块IM153-2,并将其拖放到“PROFIBUS(1):DPmastersystem”线上,鼠标变为+号后释放,自动弹出的IM153-2属性窗口。
IM153-2硬件模块上有一个拨码开关,可设定硬件站点地址,在属性窗口内所定义的站点地址必须与IM153-2模块上所设定的硬件站点地址相同,本例将站点地址设为3。其他保持默认值,即波特率为1.5Mbps,行规选择DP。PROFIBUS的DP组态应用举例组态远程I/O从站ET200M(1/4)
组态ET200M的接口模块IM153-2
在硬件配置窗口内,打开硬件目录,从“PROFIBUS-DP”子目录下找到“ET200M”子目录,选择接口模块IM153-2,并将其拖放到“PROFIBUS(1):DPmastersystem”线上,鼠标变为+号后释放,自动弹出的IM153-2属性窗口。
IM153-2硬件模块上有一个拨码开关,可设定硬件站点地址,在属性窗口内所定义的站点地址必须与IM153-2模块上所设定的硬件站点地址相同,本例将站点地址设为3。其他保持默认值,即波特率为1.5Mbps,行规选择DP。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态远程I/O从站ET200M(2/4)
行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态远程I/O从站ET200M(3/4)
组态ET200M上的I/O模块在PROFIBUS系统图上点击IM153-2图标,在下面的视窗中显示IM153-2机架。然后按照与中央机架完全相同的组态方法,从第4个插槽开始,依次将接口模块IM153-2目录下的DI8/DO8×24V/0.5A、AI2×12Bit和AO2×12Bit插入IM153-2的机架。如图7-47所示。远程I/O站点的I/O地址区不能与主站及其他远程I/O站的地址重叠,组态时系统会自动分配I/O地址。如果需要,在IM153-2机架插槽内,双击I/O模块可以更改模块地址,本例保持默认值。点击“保存”按钮,编译并保存组态数据。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态远程I/O从站ET200M(4/4)
完成组态行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态远程现场模块ET200B(1/2)
ET200B为远程现场模块,有多种标准型号。本例预组态一个B-8DI/8DODP数字量输入/输出ET200B模块。在硬件组态窗口内,打开硬件目录,从“PROFIBUS-DP”子目录下找到“ET200B”子目录,选择B-8DI/8DODP,并将其拖放到“PROFIBUS(1):DPmastersystem”线上,鼠标变为+号后释放,自动弹出的B-8DI/8DODP属性窗口。设置PROFIBUS站点地址为4,波特率为1.5Mbps,行规选择DP。若有更多的从站(包括智能从站),可以在PROFIBUS系统上继续添加,所能支持的从站个数与CPU类型有关。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态远程现场模块ET200B(2/2)
完成组态返回PROFIBUS的DP组态应用举例3.CP342-5作主站的PROFIBUS-DP组态应用CP342-5是S7-300系列的PROFIBUS通讯模块,带有PROFIBUS接口,可以作为PROFIBUS-DP的主站也可以作为从站,但不能同时作主站和从站,而且只能在S7-300的中央机架上使用,不能放在分布式从站上使用。PROFIBUS-DP系统结构图如图所示。系统由一个主站和一个从站构成。①DP主站:CP342-5和CPU315-2DP。②DP从站:选用ET200M。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态DP主站新建S7项目:启动STEP7,创建S7项目,并命名为“CP342-5主站”。插入S7-300工作站:插入S7-300工作站,并命名为“CP345_Master”。硬件组态:进入硬件配置窗口。按硬件安装次序依次插入机架Rail、电源PS3075A、CPU315-2DP、CP342-5等。插入CPU315-2DP的同时弹出PROFIBUS组态界面,可组态PROFIBUS站地址。由于本例将CP342-5作为DP主站,所以对CPU315-2DP不需做任何修改,直接单击OK按钮。设置PROFIBUS属性:
插入CP342-5的同时也会弹出PROFIBUS组态界面,本例将CP342-5作为主站,可将DP站点地址设为2(默认值),然后新建PROFIBUS子网,保持默认名称PROFIBUS(1)。切换到“NetworkSettings”标签,设置波特率和行规,本例波特率设为1.5Mbps,行规选择DP。在机架上双击CP342-5,弹出CP342-5属性对话框中,切换到“OperatingMode”标签,选择“DPmaster”模式,其他保持默认值。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例完成组态行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态DP从站(1)在硬件配置窗口内,打开硬件目录,打开“PROFIBUS-DP”→“DPV0Slaves”→“ET200M”子目录,选择接口模块ET200M(IM153-2),并将其拖放到“PROFIBUS(1):DPmastersystem”线上,鼠标变为+号后释放,自动弹出的IM153-2属性窗口。选择DP站点地址为4,其他保持默认值。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态DP从站(2)
在PROFIBUS系统图上点击ET200M(IM153-2)图标,在下面的视窗中显示ET200M(IM153-2)机架。然后按照与中央机架完全相同的组态方法,从第4个插槽开始,依次将ET200M(IM153-2)目录下的16DI虚拟模块6ES7321-1BH01-0AA0和16DO虚拟模块6ES7322-1BH01-0AA0插入ET200M(IM153-2)的机架。ET200M(IM153-2)输入及输出点的地址从0开始,是虚拟地址映射区,而不占用I区和Q区,虚拟地址的输入区在主站上与要调用FC1(DP_SEND)一一对应,虚拟地址的输出区在主站上与要调用FC2(DP_RECV)一一对应。PROFIBUS的DP组态应用举例组态DP从站(3)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例编程返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例4.CP342-5作从站的PROFIBUS-DP组态应用CP342-5作为主站需要调用FC1、FC2建立通讯接口区,作为从站同样需要调用FC1、FC2建立通讯接口区,下面以CPU315-2DP作为主站,CP342-5作为从站举例说明CP342-5作为从站的应用。主站发送32个字节给从站,同样从站发送32个字节给主站。PROFIBUS-DP系统由一个DP主站和一个DP从站构成:①DP主站:CPU315-2DP;②DP从站:选用S7-300,CP342-5。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态从站新建S7项目:启动STEP7,创建S7项目,并命名为“CP342-5从站”。插入S7-300工作站:插入S7-300工作站,并命名为“CPU315-2DP_Slave”。硬件组态:进入硬件配置窗口,次序依次插入机架Rail、电源PS3075A、CPU315-2DP、CP342-5等。插入CPU315-2DP的同时弹出PROFIBUS组态界面,可组态PROFIBUS站地址。由于本例使用CP342-5作为DP从站,所以对CPU315-2DP不需做任何修改,直接单击保存按钮。设置PROFIBUS属性插入CP342-5的同时也会弹出PROFIBUS组态界面,本例将CP342-5作为从站,可将DP站点地址设为3,然后新建PROFIBUS子网,保持默认名称PROFIBUS(1)。切换到“NetworkSettings”标签,设置波特率设为1.5Mbps,行规选择DP。在机架上双击CP342-5,弹出CP342-5属性对话框中,切换到“OperatingMode”标签,选择“DPSlave”模式。PROFIBUS的DP组态应用举例组态主站插入S7-300工作站:插入S7-300工作站,并命名为“CPU315-2DP_Master”。硬件组态:进入硬件配置窗口。点击图标打开硬件目录,按硬件安装次序依次插入机架Rail、电源PS3075A、CPU315-2DP等。设置PROFIBUS属性:插入CPU315-2DP的同时弹出PROFIBUS组态界面,组态PROFIBUS站地址,本例设为2。新建PROFIBUS子网,保持默认名称PROFIBUS(1)。切换到“NetworkSettings”标签,设置波特率设为1.5Mbps,行规选择DP。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例建立通讯接口区(1)在硬件目录中的“PROFIBUSDP”→“ConfiguredStations”→“S7-300CP342-5”子目录内选择与从站内CP342-5订货号及版本号相同的CP342-5(本例选择“6GK7342-5DA02-0XE0”→“V5.0”),然后拖到“PROFIBUS(1):DPmastersystem”线上,鼠标变为+号后释放,刚才已经组态完的从站出现在弹出的列表中。点击“连接”按钮,将从站连接到主站的PROFIBUS系统上。DP从站属性窗口行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例建立通讯接口区(2)
连接完成后,点击DP从站,组态通讯接口区,在硬件目录中的“PROFIBUSDP”→“ConfiguredStations”→“S7-300CP342-5”→“6GK7342-5DA02-0XE0”→“V5.0”子目录内选择插入32个字节的输入和32个字节的输出,如果选择“Total”,主站CPU要调用SFC14,SFC15对数据包进行处理,本例中选择按字节通讯,在主站中不需要对通讯进行编程。组态完成后编译存盘下载到CPU中,可以修改CP5611参数,使之可以连接到PROFIBUS网络上同时对主站和从站编程。主站发送到从站的数据区为QB0~QB31,主站接收从站的数据区为IB0~IB31,从站需要调用FC1、FC2建立通讯区。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例建立通讯接口区(3)完成通讯接口区的建立行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例从站编程(1)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例从站编程(2)
编译存盘并下载到CPU中,这样通讯接口区就建立起来了,通讯接口区对应关系如下:
返回行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例5.西门子MM440变频器通过Profibus-DP与PLC通讯的实现
必备条件软件Step7V5.2SP1PLC中具有Profibus-DP通讯口:S7-3152DPProfibus
通讯电缆(6XV1830-0AH10)Profibus
总线联结器(6ES7972-0BB10-0XA0,带PG接口;6ES7972-0BA10-0XA0不带PG接口)MM440变频器1台Drive中有Profibus通讯模板(6SE6400-1PB00-0AA0)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例组态主站系统打开SIMATICMANAGER,通过FILE菜单选择NEW新建一个项目,在NAME栏中输入项目名称,将其命名为DP_MM440,在下方的StorageLocation中设置其存储位置。
项目屏幕的左侧选中该项目,在右键弹出的快捷菜单中选择InsertNewObject插入SIMATIC300Station;可以看到选择的对象出现在右侧的屏幕上。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例打开SIMATIC300Station,然后双击右侧生成的hardware图标,在弹出的HWconfig中进行组态,在菜单栏中选择“View”选择“Catalog”打开硬件目录,按订货号和硬件安装次序依次插入机架、电源、CPU。插入CPU时会同时弹出组态PROFIBUS画面,如下图所示:
PROFIBUS的DP组态应用举例
选择“New”新建一条PROFIBUS(1),组态PROFIBUS站地址,点击“Properties”键组态网络属性如下图:
行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例
在本例中主站的传输速率为“1.5Mbps”,“DP”行规,无中继器、OBT等网络元件,点击“OK”键确认并存盘;然后组态S7-3152DP本地模块,结果如下图:行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例
组态从站:在DP网上挂上MM440,并组态MM440的通讯区,通讯区与应用有关,在组态之前应确认通信的PPO类型,本例选择PPO1,由4PKW/2PZD组成;MM440仅支持PPO1和PPO3
组态步骤如下:①、打开硬件组态,在右侧”Profi(standard)”Profibus-DPSIMOVERT双击MICROMASTER440;②、弹出profibusinterfaceProperties输入从站地址:4
行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例③选择PPO类型1,双击4PKW/2PZD(PPO1);④从站组态完成,地址分配从4PKW/2PZD(256–267)。
PROFIBUS的DP组态应用举例MM440硬件及参数设置PROFIBUS地址下面介绍两种PROFIBUS总线地址的方法:借助通讯模块的七个DIP开关(如下图所示)或借助P0918;
①PROFIBUS地址开关(DIP开关)②(仅西门子内部使用)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例通讯板参数为了让总线板运行,下面的参数必须设置:行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例程序的编写对PZD(过程数据)的读写:a.在Step7中对PZD(过程数据)读写参数时调用SFC14和SFC15;b.SFC14(“DPRD_DAT”)用于读Profibus从站(MM440)的数据;c.SFC15(“DPWR_DAT”)用于将数据写入Profibus从站(MM440);d.硬件组态时PZD的起始地址:W#16#108(即264);
行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例建立数据块DB1将数据块中的数据地址与从站(MM440)中的PZD、PKW数据区相对应行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例数据分配在OB1中调用特殊功能块SFC14和SFC15,完成从站(MM440)数据的读和写:
①W#16#108(即263)是硬件组态时PZD的起始地址②将从站数据读入DB1.DBX8.0开始的4个字节(P#DB1.DBX8.0BYTE4)PZD1->DB1.DBW8(状态字)PZD2->DB1.DBW10(实际速度)③将DB1.DBX20.0开始的4个字节写入从站(P#DB1.DBX20.0BYTE4)DB1.DBW20->PZD1(控制字)DB1.DBW22->PZD2(给定速度)行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例控制实现①控制命令W#16#47F,启动变频器运行;②给定速度5000含义是500.0rpm。行胜于言敢为人先和而不同居安思危PROFIBUS的DP组态应用举例对PKW(参数区)读写对PKW区数据的访问是同步通讯,即发一条信息,得到返回值后才能发第二条信息。工业以太网IndustrialEthernet是为工业应用专门设计的,遵循国际IEEE802.3标准的开放式、多供应商的高性能的区域和单元网络。企业内部互联网(Intranet)、外部互联网(Extranet)、国际互联网。特点:传输速率为10Mbit/s或100Mbit/s,最多为1024个网络节点,网络的最大范围为150km(电气网络)、450km(光纤网络)。
优势:应用广泛、成本低廉、通信速率高、软硬件资源丰富、可持续发展潜力大。发展趋势与前景:工业以太网与现场总线相结合、工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网工业网络与传统办公室网络相比,有一些不同之处,如表。办公室网络工业网络应用场合普通办公场合工业场合、工况恶劣,抗干扰性要求较高拓扑结构支持线形、环形、星形等结构支持线形、环形、星形等结构,并便于各种结构的组合和转换,简单的安装,最大的灵活性和模块性,高扩展能力可用性一般的实用性需求,允许网络故障时间以秒或分钟计极高的实用性需求,允许网络故障时间<300ms以避免生产停顿网络监控和维护网络监控必须有专人员使用专用工具完成网络监控成为工厂监控的一部分,网络模块可以被HMI软件如WinCC监控,故障模块容易更换行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网接口扩接器光纤
星型耦合器KYDE同轴电缆行胜于言敢为人先和而不同居安思危特性:1.与IEEE802.3/802.3u兼容,使用ISO和TCP/IP通信协议;2.10Mbit/s或100Mbit/s自适应传输速率;3.DC24v冗余供电;4.简单的机柜导轨安装;5.能方便地组成星型、总线型和环形拓扑结构;6.高速冗余的安全网络,最大网络重构时间为0.3s;7.用于严酷环境的网络元件,通过EMC(电磁兼容性)测试;8.通过RJ-45接口、工业级的Sub-D连接技术和安装专用屏蔽电缆的FastConnect技术,确保现场电缆安装工作快速进行;9.简单高效的信号装置不断地监视网络元件;10.符合SNMP网络管理协议;11.可以使用基于WWW的网络管理器;12.使用VB/VC或组态软件即可监控管理网络。
西门子支持的网络协议和服务子网(Subnets)IndustrialEthernetPROFIBUSMPI服务(Services)PG/OP通信S7通信S5兼容通信S7基本(S7Basic)通信标准通信DPGD行胜于言敢为人先和而不同居安思危S7通信(S7Communication)S7通信集成在每一个SIMATICS7/M7和C7的系统中,属于OSI参考模型第7层应用层的协议,它独立于各个网络,可以应用于多种网络(MPI、PROFIBUS、工业以太网)。S7通信通过不断地重复接收数据来保证网络报文的正确。在SIMATICS7中,通过组态建立S7连接来实现S7通信,在PC上,S7通信需要通过SAPI-S7借口函数或OPC(过程控制用对象链接与嵌入)来实现。
行胜于言敢为人先和而不同居安思危S7通信(S7Communication)S7基本通讯为所有S7-300CPU都提供了简单的功能,用来通过MPI或在S7终端内传送小量的数据不需要组态连接系统中可传送的数据量最大为76字节调用SFC实现数据传送通过MPI网通讯SFC65X_SEND 传送数据到通讯对象SFC66X_RCV 从通讯对象接收数据SFC67X_GET 从通讯对象读取数据SFC68X_PUT 向通讯对象写数据SFC69X_ABORT 取消连接S7终端内的通讯SFC72I_GET 从通讯对象读取数据SFC73I_PUT 向通讯对象写数据SFC74I_ABORT 取消连接在调用SFC时,到通讯对象的连接是动态地建立的行胜于言敢为人先和而不同居安思危S7通信(S7Communication)通讯对象之间安全的数据传送(BSEND/BRCV)快速的,无确认数据传送(USEND/URCV)程序控制地读/写通讯对象的变量,而无需在通讯对象中编程(PUT/GET)控制功能监控功能需要组态连接数据大小在76到460字节之间
(BSEND/BRCV中达到64k字节)连接在终端重起时建立,并保持连续,即使终端进入停止的工作状态行胜于言敢为人先和而不同居安思危通过SFB实现数据传输传送和接收功能SFB8USEND 向通讯对象发送数据(unack.)SFB9URCV 从通讯对象接收数据(unack.)SFB12BSEND 向通讯对象发送数据(safe)SFB13BRCV 从通讯对象接收数据(safe)SFB14GET 从通讯对象读取数据SFB15PUT 向通讯对象写数据控制功能SFB19START 使通讯对象重起SFB20STOP 使通讯对象停止SFB21RESUME 使通讯对象继续工作监控功能SFB22STATUS 提供通讯对象的工作状态SFB23USTATUS 接收通讯对象的工作状态查询功能SFC62CONTROL 查询连接的状态行胜于言敢为人先和而不同居安思危S7-300PLC利用S7通信协议进行工业以太网通信1、新建项目在STEP7中创建一个项目,取名为“IE_S7”,点击右键,再弹出的菜单中选择“InsertNewObject”→“SIMATIC300Station”,插入一个300站。用同样的方法在项目“IE_S7”下插另一个300站,如图所示。建立项目行胜于言敢为人先和而不同居安思危2、硬件组态单击“SIMATIC300(1)”,双击“Hardware”进入“HWConfig”界面。在机架中插入所需的CPU和CP模块,见图。
“SIMATIC300(1)”的硬件组态行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网
与ISO传输协议一样,当插入CP模块后,会自动弹出一个“CP343-1IT的属性对话框”。新建以太网“Ethernet(1)”,因为要使用ISO传输协议,故选择“SetMACaddress/useISOprotocol”,本例中设置该CP模块的MAC地址为08.00.06.71.6D.D0,IP地址为:0,子网掩码:。用同样的方法,建立另一个S7-300站,CP模块为CP343-1,设置CP模块的MAC地址,连接到同一个网络“Ethernet(1)”上。行胜于言敢为人先和而不同居安思危3、网络参数设置打开“NetPro”设置网络参数,选中一CPU,点击鼠标右键,选择“InsertNewConnection”建立新的连接,在连接类型中,选择“S7connection”连接,如图所示。行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网点击“OK”,设置连接属性,见图。“General”属性中块参数ID=1,这个参数在后面编程时会用到。通信双方的其中一个站(本例中为CPU314C-2DP)为Client端,激活“Establishanactiveconnection”选项;另一个站(本例中为CPU314C-2PtP)为Server端,在相应属性中不激活。S7连接属性行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网
如果选择了“TCP/IP”,站与站之间的连接将使用IP地址进行访问,否则将使用MAC地址进行访问。“One-way”表示单边通信,如果选择该项,则双边通信的功能块FB12“BSEND”和FB13“BRCV”将不再使用,需要调用FB14“PUT”和FB15“GET”。设置好后保存编译并下载到各PLC中。行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网4、编写程序(1)双边通信由于事先选择了双边通信的方式,故在编程时需要调用FB12“BSEND”和FB13“BRCV”,即通讯双方均需要编程,一端发送,则另外一端必须接受才能完成通信。FB12“BSEND”和FB13“BRCV”可以在指令库“Libraries”→“SIMATIC_NET_CP”→“CP300”中可以找到,如图所示。指令库行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网
首先发送方(本例中为CPU314C-2DP)调用FB12“BSEND”,如图所示。发送方程序行胜于言敢为人先和而不同居安思危工业以太网“ID”为网络参数设置时确定,
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