西門(mén)子S7-1200PLC模塊上海代理商

PROFIBUS通信處理器

    PROFIBUS通信處理器(CP)用于將SIMATIC PLC連接到PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，可以提供S7通信、S5兼容通信(FDL)和PG/OP（編程器/操作員面板）通信，實(shí)現(xiàn)SYNC/FREEZE（同步/凍結(jié)）和恒定總線周期功能。通信處理器可以擴(kuò)展PLC的過(guò)程I/O，還有很強(qiáng)的診斷功能。通過(guò)S7路由功能，可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的通信。不需要編程器就可以更換CP模塊。

    S7 - 200的PROFIBUS通信處理器為EM 277，在網(wǎng)絡(luò)中只能作從站。

    S7 - 300的PROFIBUS通信處理器為CP 342 -5、CP 343 -5和有光纖接口的CP 342 -5 FO。

    S7 - 400的PROFIBUS通信處理器為CP 443 -5基本型、CP 443 -5擴(kuò)展型、IM 467和IM 467 - FO。CP 443 -5支持冗余的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它們有時(shí)鐘同步功能，可以在H系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)冗余的S7通信或DP主站通信。CP 443 -5擴(kuò)展型允許在運(yùn)行過(guò)程中添加分布式I/O。

    用于計(jì)算機(jī)的通信處理器支持PROFIBUS - DP和MPI，可以作PROFIBUS - DP主站，有的可作從站，有PG/OP和S7通信功能。

    PCI總線的CP 5611和CP 5621用于臺(tái)式計(jì)算機(jī)，CP 5511和CP 5512用于帶有PCMCIA插槽的筆記本電腦。它們是不帶微處理器的通信處理器，價(jià)格較低。

    CP 5613和CP 5613 FO有一個(gè)PROFIBUS接口，CP 5614和CP 5614 FO有兩個(gè)PROFIBUS接口，它們是帶微處理器的通信處理器，可以通過(guò)雙端口RAM快速訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)，以減輕主站CPU的負(fù)載，提高工控機(jī)的計(jì)算性能。OPC作為標(biāo)準(zhǔn)接口，其服務(wù)器軟件包已包含在通信軟件的供貨范圍內(nèi)。

  PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的硬件由主站、從站、網(wǎng)絡(luò)部件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)與診斷工具組成。網(wǎng)絡(luò)部件包括通信媒體（電纜），總線連接器、中繼器、耦合器；以及用于連接串行通信、以太網(wǎng)、AS-i、EIB等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接器。PROFIBUS - DP設(shè)備可以分為3種不同類(lèi)型的站。

    (1)1類(lèi)DP主站

    1類(lèi)DP主站(DPM1)是系統(tǒng)的*控制器，DPM1在預(yù)定的周期內(nèi)與DP從站循環(huán)地交換信息，并對(duì)總線通信進(jìn)行控制和管理。DPM1可以發(fā)送參數(shù)給DP從站，讀取從站的診斷信息，用全局控制命令將它的運(yùn)行狀態(tài)告知給各從站。此外，還可以將控制命令發(fā)送給個(gè)別從站或從站組，以實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)的同步。下列設(shè)備可以作1類(lèi)DP主站：

    1)集成了DP接口的PLC，例如CPU 315 -2DP、CPU 313C -2DP等。

    2) CPU和支持DP主站功能的通信處理器(CP)。

    3)插有PROFIBUS網(wǎng)卡的PC，例如WinAC控制器?？梢杂密浖δ苓x擇PC作1類(lèi)主站或是作編程監(jiān)控的2類(lèi)主站，可以使用CP 5511、CP 5611和CP 5613等網(wǎng)卡。

    4)連接工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS - DP的IE/PB鏈接器模塊。

    5) ET 200S/ET 200X的主站模塊。

    (2)2類(lèi)DP主站

    2類(lèi)DP主站(DPM2)是DP網(wǎng)絡(luò)中的編程、診斷和管理設(shè)備。PC和操作員面板/觸摸屏( OP/TP)可以作2類(lèi)主站。DPM2除了具有1類(lèi)主站的功能外，在與1類(lèi)DP主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的同時(shí)，可以讀取DP從站的輸入/輸出數(shù)據(jù)和當(dāng)前的組態(tài)數(shù)據(jù)，可以給DP從站分配新的總線地址。

    (3) DP從站

    DP從站是采集輸入信息和發(fā)送輸出信息的外圍設(shè)備，只與它的DP主站交換用戶(hù)數(shù)據(jù)，向主站報(bào)告本地診斷中斷和過(guò)程中斷：

    支持DPV1的非智能DP從站稱(chēng)為“標(biāo)準(zhǔn)”從站，它沒(méi)有CPU模塊，通過(guò)接口模塊(IM)與DP主站通信。ET 200是用得多的標(biāo)準(zhǔn)DP從站，它們按主站的指令驅(qū)動(dòng)I/O，并將I/O輸入及故障診斷等信息返回給主站。個(gè)別型號(hào)的ET 200可以配的CPU模塊。某些PROFIBUS通信處理器(CP)也可以作DP從站。PLC可以作PROFIBUS的智能從站。

    (4)具有PROFIBUS - DP接口的其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

    西門(mén)子的SINUMERIK數(shù)控系統(tǒng)、SITRANS現(xiàn)場(chǎng)儀表、變頻器、SIMOREG DC - MAS-TER直流傳動(dòng)裝置都有PROFIBUS - DP接口或可選的DP接口卡，可以作DP從站。其他公司帶DP接口的輸入/輸出、傳感器、執(zhí)行器或其他智能設(shè)備，也可以接入PROFIBUS - DP網(wǎng)絡(luò)。

    可以將1類(lèi)、2類(lèi)DP主站或DP從站組合在一個(gè)設(shè)備中，形成一個(gè)DP組合設(shè)備。

  在PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線中，PROFIBUS - DP的應(yīng)用廣。DP協(xié)議主要用于PLC與分布式I/O和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的高速數(shù)據(jù)通信。DP的功能經(jīng)過(guò)擴(kuò)展，一共有3個(gè)版本：DP - V0、DP -V1和DP - V2。DPV1是DP - V1的簡(jiǎn)寫(xiě)。

    1．基本功能( DP -V0)

    DP - V0支持單主站或多主站系統(tǒng)，總線上多126個(gè)站?？梢圆捎命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)用戶(hù)數(shù)據(jù)通信、廣播方式和循環(huán)主一從用戶(hù)數(shù)據(jù)通信。

    DP - V0可以實(shí)現(xiàn)*控制器（PLC、PC等）與分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（從站，例如I/O、閥門(mén)、變送器和分析儀等）之間的快速循環(huán)數(shù)據(jù)交換，主站發(fā)出請(qǐng)求報(bào)文，從站收到后返回響應(yīng)報(bào)文。每個(gè)從站多可以傳送224B的輸入或輸出。

    經(jīng)過(guò)擴(kuò)展的PROFIBUS - DP診斷，能對(duì)站級(jí)、模塊級(jí)、通道級(jí)這3級(jí)故障進(jìn)行診斷和快速定位，診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。

    DP主站用監(jiān)控定時(shí)器監(jiān)視與從站的通信，對(duì)每個(gè)從站都設(shè)置有獨(dú)立的監(jiān)控定時(shí)器。在規(guī)定的監(jiān)視時(shí)間間隔內(nèi)，如果沒(méi)有執(zhí)行用戶(hù)數(shù)據(jù)傳送，監(jiān)控定時(shí)器將會(huì)超時(shí)，通知用戶(hù)程序進(jìn)行處理。DP從站用監(jiān)控定時(shí)器檢測(cè)與主站的數(shù)據(jù)傳輸，如果在設(shè)置的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有完成數(shù)據(jù)通信，從站自動(dòng)地將輸出切換到故障安全狀態(tài)。

    通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以動(dòng)態(tài)激活或關(guān)閉DP從站，對(duì)DP主站(DPM1)進(jìn)行配置。

    2．同步與凍結(jié)功能

    一組從站接收到主站的同步命令后，從站進(jìn)入同步模式，這些從站的輸出被保持在當(dāng)前狀態(tài)。同步模式用“UNSYNC”命令來(lái)解除：

    凍結(jié)( FREEZE)命令使的從站組進(jìn)入凍結(jié)模式，將各從站的輸入數(shù)據(jù)凍結(jié)在當(dāng)前狀態(tài)，直到主站發(fā)送下一個(gè)凍結(jié)命令時(shí)才被刷新。凍結(jié)模式用“UNFREEZE”命令解除。

    3．DP-V1的擴(kuò)展功能

    除了DP - VO的功能外，DP - V1具有主站與從站之間的非循環(huán)數(shù)據(jù)交換功能，可以用它來(lái)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、診斷和確認(rèn)的報(bào)警報(bào)文的傳輸。DP - V1增強(qiáng)了DP - V0的設(shè)備診斷。

    4．DP -V2的擴(kuò)展功能

    1)從站之間的直接數(shù)據(jù)交換( DX)通信使智能從站或其他主站可以讀取別的從站發(fā)送給主站的數(shù)據(jù)。

    2)同步功能可以實(shí)現(xiàn)主站與從站中的時(shí)鐘同步。此功能可以實(shí)現(xiàn)高精度定位處理，其時(shí)鐘誤差小于1μs。通過(guò)“全局控制”廣播報(bào)文，使所有有關(guān)的設(shè)備循環(huán)與總線主循環(huán)同步。

    3)實(shí)時(shí)時(shí)間( Real Time)主站將時(shí)間標(biāo)記(Time stamp)發(fā)送給所有的從站，將從站的時(shí)鐘同步到系統(tǒng)時(shí)間，誤差小于1ms?？梢詫?shí)現(xiàn)高精度的事件跟蹤和事件順序記錄。

    4) HART規(guī)范將現(xiàn)場(chǎng)總線HART的客戶(hù)一主機(jī)一服務(wù)器模型映射到PROFIBUS。

    5)上載與下載功能用少量的命令裝載任意現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中任意大小的數(shù)據(jù)區(qū)。不需要人工裝載就可以更新程序或更換設(shè)備。

    6)功能請(qǐng)求服務(wù)用于對(duì)DP從站的控制（啟動(dòng)、停止、重新啟動(dòng)）和功能調(diào)用。

    7)冗余的從站有兩個(gè)PROFIBUS接口，一個(gè)是主接口，一個(gè)是備用接口。在正常情況下，通信發(fā)送給被組態(tài)的主要從站和后備從站。在主要從站出現(xiàn)故障時(shí)，后備從站接管它的功能。冗余從站設(shè)備可以在一條PROFIBUS總線或兩條冗余的PROFIBUS總線上運(yùn)行。

    PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6-16，第2層稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層(FDL)，規(guī)定了總線訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)安全性，以及傳輸協(xié)議和報(bào)文的處理。

    PROFIBUS采用混合的總線訪問(wèn)控制機(jī)制（見(jiàn)圖6-17）。它包括主站之間的令牌(Token)傳遞方式和主站與從站之間的主-從方式。令牌實(shí)際上是一條特殊的報(bào)文，它在所有的主站上循環(huán)一周的時(shí)間是事先規(guī)定的。主站之間構(gòu)成令牌邏輯環(huán)，令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行。令牌按令牌環(huán)中各主站地址的升序在各主站之間依次傳遞。

    當(dāng)某個(gè)主站得到令牌報(bào)文后，該主站可以在一定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行主站工作。在這段時(shí)間內(nèi)，它可以依照主-從通信關(guān)系表與所有的從站通信，也可以依照主-主通信關(guān)系表與所有的主站通信。令牌傳遞程序保證每個(gè)主站在一個(gè)確切規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到總線訪問(wèn)權(quán)（即令牌）。

    DP的用戶(hù)接口層規(guī)定了設(shè)備的應(yīng)用功能、DP系統(tǒng)和設(shè)備的行為特性。直接數(shù)據(jù)鏈路映像程序DDLM提供對(duì)第2層的訪問(wèn)。

    在總線初始化和起動(dòng)階段，主站媒體訪問(wèn)控制( MAC)通過(guò)辨認(rèn)主站來(lái)建立令牌環(huán)，首先自動(dòng)地判定總線上所有主站的地址，并將它們的節(jié)點(diǎn)地址記錄在主站表中。在總線運(yùn)行期間，從令牌環(huán)中去掉有故障的主站，將新上電的主站加入到令牌環(huán)中。

    PROFIBUS媒體訪問(wèn)控制還要監(jiān)視傳輸媒體和收發(fā)器是否有故障，檢查站點(diǎn)地址是否出錯(cuò)（例如地址重復(fù)），以及令牌是否丟失或有多個(gè)令牌。

    DP主站與DP從站之間的通信基于主-從原理，DP主站按輪詢(xún)表依次訪問(wèn)DP從站，主站與從站間周期性地交換用戶(hù)數(shù)據(jù)。DP主站與DP從站之間的一個(gè)報(bào)文循環(huán)，由DP主站發(fā)出的請(qǐng)求幀（輪詢(xún)報(bào)文）和由DP從站返回的應(yīng)答幀（或稱(chēng)響應(yīng)幀）組成。

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