基于Profibus-DP的控制系统通信互连
日期：2006-4-30 10:18:25 来源：本文摘自《PLC&FA》
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当前在国际上有影响的现场总线标准很多，单是2000年IEC组织制定的国际现场总线标准就八、九种之多。众多的现场总线标准，给控制系统的集成带来不便，使得各厂商生产的现场总线产品难以集成在一起，实现互可操作。
Profibus-DP主要用于中央处理器与分散外围设备之间的高速数据通信，解决自动控制系统(如PLC，PC等)通过高速串行总线与分散的现场设备(I/O、驱动器、阀门等)之间的通信任务。使用Profibus-DP可取代现场的24V或4～20mA的并行信号传输技术。本文采用Profibus-DP实现了西门子公司S7系列的PLC系统和施耐德公司的Premium 系列PLC的通讯互连。
从站设备有简单从站和功能较强大的智能从站，如变频器、触摸屏、CP342-5、S7-200 PLC等，施耐德的Premium PLC为主站设备。而西门子S7-300 PLC的CPU 315-2DP、CP342-5等既可做主站也可做从站，当它们做从站时，可设计为被动从站或主动从站。被动从站执行简单的DP协议功能，相当于简单从站。主动从站在总线中可以取得令牌，然后在确定的时间窗口中可以与从站通信，它除了支持简单的DP协议功能外，还支持一些其它的服务，如西门子公司的CPU315-2DP、CP342-5等，支持FDL服务、S7、PG等功能。另外，CP342-5、带CP5611卡的PC站还可做二类DP主站、用于编程、诊断等功能。
因施耐德公司的Premium PLC为主站设备，在系统中只能做主站，因此在此把西门子的设备作为从站，利用Profibus-DP的主-从通信原理实现他们的通信。在这里拿施耐德的Premium PLC、西门子的S7-300和S7-200 PLC为例，介绍它们通信的实现。系统配置如图1所示。
图1 主-从通信实例
Premium PLC使用Profibus-DP通信模块PBY100连接到Profibus-DP网络，PBY100通信模块为DP主站模块，在DP网络中只能做DP主站。所有的西门子DP从站设备都可以作为Premium PLC的从站连接到DP网络中，使用DP通信协议实现相互间的直接数据通信。在此，西门子的S7-300、S7-200 PLC分别通过Profibus-DP通信模块CP 342-5、EM 277和CBP2作为Premium PLC的从站实现相互通信。
3.1 用于DP主站Premium的用户程序
用于DP主站Premium的用户程序都已集成在Profibus-DP通信模块PBY100中，用户只需完成以下几个方面的组态及设置即可完成主站的用户编程。
(1) DP网络组态，导出组态文件.*CNF:利用SyCon PB软件完成。
·启动SyCon PB软件，插入PBY100主站，指定它的DP主站地址为2，总线网络的传输速率为1.5Mbps;
·选择主站PBY100，为其插入DP从站CP342-5、EM277和CBP2，对应的DP网络地址为3、4、5,CP342-5的输入/输出数据选择16个字进16个字出，EM277的输入/输出数据模块选择8个字进8个字出，CBP2的数据类型选PPO3,各从站的I/O数据在主站PBY100中按顺序自动指定相应的地址;
·编译并保存文件;
·导出*.CNF文件:用菜单的Export选项生成。
(2) PBY100模块的组态，包括:
·系统任务类型的定义:DP通信的任务类型可以定义为主任务(Master)或快速任务(Fast);
·与从站通信的输入/输出数据大小的定义:32、64、128、242个字，系统默认为128个字, 可以根据需要指定;
·当通信任务故障或停止时输出数据的行为:可以定义为保持(Maintain)或复位(Reset);
·诊断字段的大小:6～244字节，系统默认为32字节，可以根据需要指定;
·*.CNF文件的导入:把刚才利用SyCon PB组态软件生成的*.CNF文件导入;
·主、从站组态检查等:用SyCon PB组态软件生成的*.CNF文件导入后，可以在从站的下拉列表中点击相应的从站，在I/O地址列表中可以观察到该从站在主站的输入/输出数据及其在PBY100模块的相应地址。在控制编程时，可以直接引用该地址寻址从站的数据。在系统运行时，也在那里可以观察到动态的数据。
1 引言
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当前在国际上有影响的现场总线标准很多，单是2000年IEC组织制定的国际现场总线标准就八、九种之多。众多的现场总线标准，给控制系统的集成带来不便，使得各厂商生产的现场总线产品难以集成在一起，实现互可操作。
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——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
Profibus-DP主要用于中央处理器与分散外围设备之间的高速数据通信，解决自动控制系统(如PLC，PC等)通过高速串行总线与分散的现场设备(I/O、驱动器、阀门等)之间的通信任务。使用Profibus-DP可取代现场的24V或4～20mA的并行信号传输技术。本文采用Profibus-DP实现了西门子公司S7系列的PLC系统和施耐德公司的Premium 系列PLC的通讯互连。
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2 系统设计
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从站设备有简单从站和功能较强大的智能从站，如变频器、触摸屏、CP342-5、S7-200 PLC等，施耐德的Premium PLC为主站设备。而西门子S7-300 PLC的CPU 315-2DP、CP342-5等既可做主站也可做从站，当它们做从站时，可设计为被动从站或主动从站。被动从站执行简单的DP协议功能，相当于简单从站。主动从站在总线中可以取得令牌，然后在确定的时间窗口中可以与从站通信，它除了支持简单的DP协议功能外，还支持一些其它的服务，如西门子公司的CPU315-2DP、CP342-5等，支持FDL服务、S7、PG等功能。另外，CP342-5、带CP5611卡的PC站还可做二类DP主站、用于编程、诊断等功能。
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因施耐德公司的Premium PLC为主站设备，在系统中只能做主站，因此在此把西门子的设备作为从站，利用Profibus-DP的主-从通信原理实现他们的通信。在这里拿施耐德的Premium PLC、西门子的S7-300和S7-200 PLC为例，介绍它们通信的实现。系统配置如图1所示。
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图1 主-从通信实例
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Premium PLC使用Profibus-DP通信模块PBY100连接到Profibus-DP网络，PBY100通信模块为DP主站模块，在DP网络中只能做DP主站。所有的西门子DP从站设备都可以作为Premium PLC的从站连接到DP网络中，使用DP通信协议实现相互间的直接数据通信。在此，西门子的S7-300、S7-200 PLC分别通过Profibus-DP通信模块CP 342-5、EM 277和CBP2作为Premium PLC的从站实现相互通信。
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3 通信编程
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3.1 用于DP主站Premium的用户程序
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用于DP主站Premium的用户程序都已集成在Profibus-DP通信模块PBY100中，用户只需完成以下几个方面的组态及设置即可完成主站的用户编程。
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(1) DP网络组态，导出组态文件.*CNF:利用SyCon PB软件完成。
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·启动SyCon PB软件，插入PBY100主站，指定它的DP主站地址为2，总线网络的传输速率为1.5Mbps;
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·选择主站PBY100，为其插入DP从站CP342-5、EM277和CBP2，对应的DP网络地址为3、4、5,CP342-5的输入/输出数据选择16个字进16个字出，EM277的输入/输出数据模块选择8个字进8个字出，CBP2的数据类型选PPO3,各从站的I/O数据在主站PBY100中按顺序自动指定相应的地址;
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·编译并保存文件;
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·导出*.CNF文件:用菜单的Export选项生成。
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(2) PBY100模块的组态，包括:
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·系统任务类型的定义:DP通信的任务类型可以定义为主任务(Master)或快速任务(Fast);
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·与从站通信的输入/输出数据大小的定义:32、64、128、242个字，系统默认为128个字, 可以根据需要指定;
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·当通信任务故障或停止时输出数据的行为:可以定义为保持(Maintain)或复位(Reset);
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·诊断字段的大小:6～244字节，系统默认为32字节，可以根据需要指定;
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·*.CNF文件的导入:把刚才利用SyCon PB组态软件生成的*.CNF文件导入;
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·主、从站组态检查等:用SyCon PB组态软件生成的*.CNF文件导入后，可以在从站的下拉列表中点击相应的从站，在I/O地址列表中可以观察到该从站在主站的输入/输出数据及其在PBY100模块的相应地址。在控制编程时，可以直接引用该地址寻址从站的数据。在系统运行时，也在那里可以观察到动态的数据。
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