S7300PLC通讯.ppt

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1、PROFIBUS概述,PROFIBUS的物理层（第一层）, PROFIBUS(RS485)使用的是屏蔽双绞电缆，PROFIBUS的第一层实现对称的数据传输，一个总线段的导线是屏蔽双绞电缆，段的两端各有一个终端电阻。 传输速率： 9.6Kbit/sec12Mbit/sec PROFIBUS RS485的传输方式以半双工、异步、无间隙同步为基础进行数据交换。数据帧11位。 PROFIBUS物理层支持光纤通信,PROFIBUS总线段,连PROFIBUS电缆,5V,0V,总线终端电阻开关,5V,0V, ,390Ohm,220Ohm,390Ohm,390Ohm,220Ohm,390Ohm,PROFIBU

2、S,B导线,二进制信号,A导线,1,0,1,1,0,1,0,通过示波器可以监控信号传输的状态,数据传输时的信号形状,PROFIBUS,如果电缆过长，则信号开始变圆滑,数据传输时的信号形状,PROFIBUS,PROFIBUS 电器接口需要注意的问题,1:PROFIBUS接头问题 大于1.5M时，避免连接站的电容性负载引起的导线反射，需要使用附加轴 向电感的总线接头。,2:PROFIBUS终端电阻问题 使用终端电阻的站点不能调电，整个网络将瘫痪。？,有源总线终端,3:PROFIBUS短截线问题 高的传输速率时短截线将使整个网络将瘫痪。？,现场总线数据链路（第二层）,第二层规定总线存取控制、数据安全

3、性及传输协议和报文处理。PROFIBUS第二层为FDL层。 数据的安全性：所有报文均具有海明距离HD=4.如果报文出错，自动被重发一遍，参数可以设置（115）。 在第二层中允许广播和群播多点传输。,PROFIBUS存取控制满足现场应用的需要 1：同一级别的控制器和PC间通信（令牌传递程序），保证在确定的时间获得足够的机会处理自己的通信任务。 2：复杂的PLC和PC与简单的分部式I/O通信，必须快速而又尽可能少的协议开销（主从程序）。,应用层（第七层）及PROFIBUS行规,ISO/OSI参考模型的应用层提供用户需要的各种通信服务。 FMS使用LLI(Lower Layer Interface)

4、实现连接的建立及监控。 S7是一种优化的协议，可以通过PROFIBUS实现编程监控等功能。,DP行规规定了相关应用的参数和行规的使用，使不同生产商的DP设备使用相同的标准。 1: NC/RC行规 2: 编码器行规 3：传动行规 4：操作员控制和过程监控行规 5：防止出错数据传输行规,PROFIBUS网络拓扑,总线拓扑1,选用西门子中继器最多可以串连9个,PROFIBUS网络拓扑,通过OLM拓展,OLM,总线拓扑2,PROFIBUS网络拓扑,树形拓扑1,电器接口需要通过中继器,RS485中继器,PROFIBUS网络拓扑,树形拓扑2,通过OLM进行拓扑,PROFIBUS网络拓扑,环形拓扑,必须通过

5、OLM进行拓扑，电器接口不支持,PROFIBUS,网络安装规则 一个网段最大有32个元件 ( 包括 Repeater, OLM, 其他元件带有 RS485 驱动）。 第一个和最后一个网段最大有31个元件 。 两个中继器间最大有30个站 每一个网段终端必须有终端电阻,PROFIBUS,PEL = potential equalisation line,Trans- mitter,Posi- tioner,分布式 电气柜,PEL,DP or PA 接口,现场,控制室,PROFIBUS,Trans- mitter,Posi- tioner,分布式 电气柜,PEL,DP or PA 接口,现场,PEL

6、 = potential equalisation line,控制室,适合使用接地故障监视和延伸很大区域的安装,PROFIBUS通信协议,1: PROFIBUS -DP 使用了第一层和第二层，这种精简的结构保证了数据的高速传送，特别适合可编程控制器与现场分散的I/O设备之间的通讯。通信方式 主从。,2: PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA使用扩展的PROFIBUS-DP协议进行数据传输，此外，它执行规定现场设备特性的PA设备行规。传输技术依据IEC115827标准，确保本质安全和通过总线对现场设备供电。使用DP/PA耦合器和DP/PA LINK 很容易将PA设备集成到PROFIBU

7、S-DP网络之中。与DP相比PA以电流方式传输。,3: PROFIBUS -FDL 使用了第一层、第二层，SEND/RECV 接口，数据传输快，特别适合S7-300、S7-400 和S5 PLC相互之间的通讯。通信方式 主主。,PROFIBUS通信协议,4: PROFIBUS FMS 使用了第一层、第二层和第七层。应用层（第七层）包括FMS（现场总线报文规范）和LLI（低层接口）。FMS包含应用协议和提供的通讯服务。LLI建立各种类型的通讯关系，并给FMS提供不依赖于设备的对第二层的访问。FMS处理单元级（PLC和PC）的数据通讯，功能强大和灵活可在广泛的应用领域使用，但是由于组态和编程比较繁

8、琐，现在很少使用。,5: PROFIBUS -S7 使用了第一层、第二层和第七层。特别适用于S7 PLC与HMI（PC） 和编程器之间的通讯。也可以应用于S7-300与S7-400，S7-400与S7-400之间通讯。,PROFIBUS通信网卡,PROFIBUS通信网卡,PROFIBUS通信网卡（额外）,1: TDC CP50M0(支持DP协议,编程功能，可以同时作为主/从) 2: S7-200 EM277(支持DP从，S7 OPC ) 3: S7-300/400集成的DP接口（支持DP 主/从，S7协议） 4: IM157 DP/PA 5: PC 侧PROFIBUS 网卡 注：CP5X1Y

9、X=4 ISA X=5 PCMCIA X=6 PCI,PROFIBUS 网络参数,DP行规 PROFIBUS参数组，适合单主站或多主站系统，例如PROFIBUSDP协议。 DP行规只考虑STEP7以组态网络节点的负荷。 Standard行规 PROFIBUS参数组，适合多主站系统和所有扩展的多于一个STEP7项目的配置而设计的，例如FDL，S7，FMS协议。,PROFIBUS 网络参数,如果没有激活“Include network configuration below”选项，与DP行规相同,PROFIBUS 网络参数,如果没有激活“Include network configuration

10、below”选项，会有什么问题？整个网络可能瘫痪。,PROFIBUS网络参数,通用（DP/FMS）行规 PROFIBUS参数组，适合多主站S5-S5 PLC，S5-S7PLC之间FDL，FMS协议通讯。 User-defined 用户自己修改PROFIBUS参数适合最佳的总线行规，适合和第三方设备以定义的PROFIBUS参数相匹配，通常情况下不建议修改。,PROFIBUS-DP,DP通信方式(主-从方式),主站：S7-300/400、ET200S CPU、TDC、PC、S5 等。 从站：远处I/O、仪表、变频器、S7-300/400等。 每个从站都有标准的GSD文件，文件中的通信接口由提供方解

11、释。通信数据区最大244字节。 从站初始化：Slave_diagset_prmchk_cfgSlave_diag,PROFIBUS-DP,DP 1类、2类主站,PROFIBUS-DP,PROFIBUS-DP,PROFIBUS-DP 循环结构,DP循环,DP循环,DP循环,循环部分,非循环部分,t固定,t可变,t可变,I/O数据,总线管理、从站初始化 诊断报警、数据记录 PG/OP、报文重复,PROFIBUS-DP,PROFIBUS-DP 循环结构（固定循环时间）,DP循环,DP循环,DP循环,循环部分,非循环部分,t固定,t可变,T固定,暂停,t可变,在等时通信时使用，应用在PROFIBUS上

12、驱动装置的同步，只能单主站。,PROFIBUS-DP,DX通信 CPU315-2PN/DP作为主站 CPU314C-2DP作为接收站 CPU315-2DP作为发布站,Receiver 站CPU314C-2DP,Publisher 站CPU315-2DP,PROFIBUS-DP功能划分,RS485 / RS485-IS的应用,FDL通信方式(主- 主方式),1) 适 用 S7-300/400, S5 通 信.(CP342-5,CP343-5,CP443-5),2) 在 连 接 表 中 建 立 通 信 站FDL 连 接, 并 在 每 一CPU 中调 用FC5(AG_SEND),FC6(AG_REC

13、V) 建 立 通 信 接 口 区最 大240 字 节. 并 可 以 利 用CP 诊 断 功 能 监 控 数 据 传 输,3) 如 果 不 在 一 个 项 目 中( 两 个 单 位 做 同 一 项 目), 可 以 灵 活利 用 映 射 的 方 式 通 信, 以 保 证 程 序 的 安 全 性,FDL通信方式,PROFIBUS,STATION 2,STATION 4,PROFIBUS ADDRESS LSAP NO.,映 射 区,映 射 区 空 间,OTHER STATION,FDL多点/广播通 信,多点通信： 通信站建立多点连接，连接对象PROFIBUS ADDRESS 为127，通信各站的LS

14、AP 相同 （为一个组）,广播通信：各通信站建立广播连接，连接对PROFIBUS ADDRESS为127，LSAP为63。,FMS通信方式(服务器-客户机方式),1) 适 用 S7-300/400, S5 通 信.(CP343-5,CP443-5 basic),2) 在 连 接 表 中 建 立 通 信 站FMS 连 接, 并 在 每 一CPU 中 调 用FB3(READ),FB6(WRITE) 建 立 通 信 接 口 区, 所 通 信 变 量 需 在SYMBOL 属 性 中 定 义.,3) 可 以 和 第 三 方 符 合FMS 协 议 的 产 品 通 信, 而 不 考 虑 数 据 区 M,DB

15、,Q,I.,FMS 通信方式(服务器-客户机方式),PROFIBUS,Server client,Server client,读 操 作 写 操 作,符 号 名/ 索 引,name/ ,S7通信方式 (服务器-客户机/主-主方式),1) 适 用 S7-300/400, PC 通 信.(CP342-5,CP343-5,CP443-5 ),2) S7 通 信 是 一 优 化 协 议,MPI, PROFIBUS,ETHERNET 都 可 应 用S7 协 议, 如 S7-300/PC,S7-400/400/PC,S7-300/400 (服 务 器- 客 户 机),3) 在 连 接 表 中 建 立S7

16、CONNECTION, 并 在CPU 中 调 用 SFB 建 立 通 信 区.,S7通信方式 (服务器-客户机/主-主方式),S7-300 CPU 和新版CP V5.0(CP342-5,CP343-1 ) 支持 S7-CONNECTION 连接，一个S7连接可以 扩展到16个连接。,S7通信方式系统功能块,SFB8 /FB8 USEND/SFB9 /FB9 URECV(440字节),SFB12/FB12 BSEND/SFB13/FB13 BRECV(64K字节),SFB14 /FB14 GET/SFB15FB15 PUT(400字节),发送:不需要对方确认. 接收:异步的从接收信箱接收数据 并

17、传送到制定的地址区.,发送:需要对方确认. 大数据通信,发送:需要对方确认. 单方编程,通信区透明,注：SFBs for S7-400, FBs for S7-300,PROFIBUS PA,PROFIUS DP,S7 400 Controller,System bus,Industrial Ethernet / Fast Ethernet,DP/PA-Link,Gas Analyser,Flow,Pressure,Temperature,pH,C,O2,Valve Positioner,Level,PROFIBUS PA,PROFIBUS PA,耦合器coupler的主要作用： 1.实现物理

18、层的转换 2.通过总线向现场仪表供电 3.安全栅功能：实现危险区与安全 区的电气隔离 链接器Link的主要作用： 1.控制着过程仪表与主控制器之间的数据通讯工作，它肩负着主设备和从设备的双重任务。 2.作为主设备,它控制着内部总线的正常工作;作为从设备,它又担负着与上一层总线的通讯任务。,PROFIBUS PA,PROFIBUS PA 网络拓扑结构,PROFIBUS PA,PROFIBUS PA 网络拓扑结构,PROFIBUS PA,PROFIBUS PA 网络拓扑结构,PROFIBUS PA,推荐使用专业化的安装设备, i.e. from - WEIDMLLER, or - HIRSCHMANN, or - TURCK, or - SIEMENS, etc. 90的问题出在连接和安装上 需要一个公共的等电位地并对此地进行 多点连接 分支的最大长度是120 m PROFIBUS PA需要终端电阻,PROFIBUS PA,DP/PA-Couplers 类型的选择 不同的电流和电压 数据量的大小 网络地址 每个元件电流的消耗 典型传感器 11 15 mA 典型执行器 12 23 mA 最后一个元件最小电压为9伏,实际应用的问题 PROFIBUS PA可以连接多少台仪表?,