S7200與S7300之間的ProfibusDP通訊

1、第三章 profibus 現(xiàn)場總線,1.分析： s7-200 plc不支持dp通信協(xié)議，自身也不帶profibus dp接口，不能直接做從站，但可以通過添加em277 模塊，手動(dòng)設(shè)置dp地址，將 s7-200 作為從站連接到profibus- dp網(wǎng)絡(luò)中,3.5、s7-200與s7-300plc之間的 profibus-dp通訊,二、s7-200plc與s7-300plc之間 的profibus通訊,圖1 系統(tǒng)外部接線圖,2.硬件配置,em277 profibus-dp模塊是智能模塊，其rs-485接口是隔離型的，端口波特率為9.6kbit/s12mbit/s，能自適應(yīng)系統(tǒng)的通信速率。作為dp

2、從站，em277接受來自主站的i/o組態(tài)，向主站發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；主站也可以讀寫s7-200 plc的v存儲(chǔ)區(qū)，每次可以與em277交換1128個(gè)字節(jié),3.從站設(shè)置,關(guān)閉模塊的電源。 在 em277 上設(shè)置已經(jīng)定義的profibus-dp 地址,4.主站硬件組態(tài),1)進(jìn)入simatic manager 界面，點(diǎn)擊文件，新建菜單， 創(chuàng)建新項(xiàng)目,2)打開“hw config”編輯器，在界面右邊的硬件目錄 中，依次查找，并插入機(jī)架、cpu315-2 pn/dp plc,3)安裝gsd文件。進(jìn)入”選項(xiàng)”，安裝gsd文件,4)安裝成功gsd文件后可以在”hw gconfig”界面的 右側(cè)目錄中找到em27

3、7模塊信息,5)設(shè)置主從站接收發(fā)送地址,6)設(shè)置主從站接收發(fā)送地址,4.主站硬件組態(tài),圖3 數(shù)據(jù)的交換,5.注意事項(xiàng),1）在運(yùn)行時(shí)可以用step7的變量表和step 7-micro/win的狀態(tài)表來監(jiān)控通信中交換的數(shù)據(jù)； 2）在數(shù)據(jù)通信中，主站發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在從站的接收區(qū) (變量存儲(chǔ)區(qū)) 中。s7-200 plc的用戶程序必須將此數(shù)據(jù)“轉(zhuǎn)移”到其它數(shù)據(jù)區(qū)，否則這些數(shù)據(jù)將在下一次數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)被覆蓋。 3）在硬件組態(tài)中需要注意數(shù)據(jù)一致性問題,1.利用i/o口實(shí)現(xiàn)小于4個(gè)字節(jié)直接profibus通信 2.系統(tǒng)功能sfc14、sfc15的profibus通信應(yīng)用 3.通過cp342-5實(shí)現(xiàn)profibu

4、s通訊,三、s7-300plc的profibus通訊方法,直接利用i/o口實(shí)現(xiàn)小于4個(gè)字節(jié)直接profibus的通訊方法包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：、用裝載指令訪問實(shí)際i/o口比如主站與et200m擴(kuò)展i/o口之間的通訊；、用裝載指令訪問虛擬i/o口比如主站與智能從站的i/o口之間的通訊,1）cpu集成dp口與et200m之間遠(yuǎn)程的通信 2）通過cpu集成dp口連接智能從站,1.利用i/o口實(shí)現(xiàn)小于4個(gè)字節(jié)直接profibus通信,et200系列是遠(yuǎn)程i0站，為減少信號電纜的敷設(shè)，可以在設(shè)備附近根據(jù)不同的要求放置不同類型的i0站，如et200m、et200b、et200x、et200s等，et200m

5、適合在遠(yuǎn)程站點(diǎn)i0點(diǎn)數(shù)量較多的情況下使用，下面以et200m為例介紹遠(yuǎn)程io的配置，主站為集成dp接口的cpu,1）cpu集成dp口與et200m之間遠(yuǎn)程的通信,1）硬件連接,圖4 集成dp口cpu與et200m硬件連接,2）資源需求,帶集成dp口的s7-300的cpu315-2dp作為主站。 從站為帶i/o模塊的et200m。 mpi網(wǎng)卡cp5611。 profibus總線連接器以及電纜。 step7 v5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件,按圖4連接cpu315c-2dp集成的dp接口與et200m的profibus-dp接口。先用mpi電纜將mpi卡cp5611連接到cpu315-2dp的mpi接口，對c

6、pu315-2dp進(jìn)行初始化，同時(shí)對et200m的“bus address”撥盤開關(guān)的profibus地址設(shè)定為4，如圖5所示，即把數(shù)字“4”左側(cè)對應(yīng)的開關(guān)撥向右側(cè)即可。如果設(shè)定profibus地址為6，則把“2”、“4”兩個(gè)數(shù)字左側(cè)對應(yīng)的開關(guān)撥向右側(cè)，依此類推。 在step7中新建一個(gè)“et200m作為從站的dp通信”的項(xiàng)目。先插入一個(gè)s7-300站，然后雙擊“hardware”選項(xiàng)，進(jìn)人“hw config”窗口。點(diǎn)擊“catalog”圖標(biāo)打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插人機(jī)架、電源、cpu等進(jìn)行硬件組態(tài)，如圖6所示,3）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)以及參數(shù)設(shè)置,圖5 et200m,圖6 cpu31

7、5-2dp rprofibus網(wǎng)絡(luò)配置,插入cpu同時(shí)，彈出profibus組態(tài)界面。點(diǎn)擊new按鈕，新建profibus（1），組態(tài)profibus站地址為2。點(diǎn)擊“properties”按鈕組態(tài)網(wǎng)絡(luò)屬性，選擇“network settings”，界面如圖7所示，點(diǎn)擊“ok”按鈕確認(rèn)，完成profibus網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建，同時(shí)界面出現(xiàn)profibus網(wǎng)絡(luò),圖7 profibus-dp的“network settings”的參數(shù)設(shè)置,在profibus-dp選項(xiàng)中，通過左邊的“profibus-dp”“et200m”“im153-1”路徑，選擇接口模塊im153-1，添加到profibus網(wǎng)絡(luò)上，如圖

8、8所示。添加是通過拖拽完成的，如果位置有效，則會(huì)在鼠標(biāo)的箭頭上出現(xiàn)“+”標(biāo)記，此時(shí)釋放“im 153-1”。在釋放鼠標(biāo)的同時(shí)，會(huì)彈出圖9所示對話框，進(jìn)行im153的profibus網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置。圖8加載im 153-1至profibus（1）網(wǎng)絡(luò)過程示意，定義et200m接口模塊iml53-2的profibus站地址，組態(tài)的站地址必須與iml53-2上撥碼開關(guān)設(shè)定的站地址相同，本例中站地址為4。然后組態(tài)et200m上io模塊，設(shè)定i/o點(diǎn)的地址，et200m的io地址區(qū)與中央擴(kuò)展的io地址區(qū)一致，不能沖突，本例中et200m上組態(tài)了16點(diǎn)輸入和16點(diǎn)輸出，開始地址為1，訪問這些點(diǎn)時(shí)用i區(qū)和q區(qū)

9、，例如輸入點(diǎn)為i1.0，第一個(gè)輸出點(diǎn)為q1.0，實(shí)際使用時(shí)et200m所帶的i/o模塊就好象是集成在cpu 315-2dp上的一樣，編程非常簡單。硬件組態(tài)結(jié)果見圖10,圖8 加載im 153-1至profibus（1）網(wǎng)絡(luò)過程示意,圖9 im153的profibus網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置,圖10 315-2dp/et200m的i/o模塊配置,建立一個(gè)以315-2dp為主站、313c-2dp為智能從站的通信系統(tǒng)，全面介紹智能從站的組態(tài)和使用方法,2）通過cpu集成dp口連接智能從站,1）硬件連接,圖11 profibus連接智能從站硬件,注：把cpu315-2dp集成的dp口和s7 cpu313c-2dp

10、的dp口按圖11連接，然后分別組態(tài)主站和從站，原則上先組態(tài)從站,2）資源需求,帶集成dp口的s7-300的cpu315-2dp作為主站。 從站為帶i/o模塊的et200m。 mpi網(wǎng)卡cp5611。 profibus總線連接器以及電纜。 step7 v5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件,組態(tài)“從站”硬件 在step7中新建一個(gè)“主站與智能從站的通信”的項(xiàng)目。先插入一個(gè)s7-300站，然后雙擊“hardware”選項(xiàng)，進(jìn)人“hw config”窗口。點(diǎn)擊“catalog”圖標(biāo)打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插人機(jī)架、電源、cpu等進(jìn)行硬件組態(tài)。 插入cpu時(shí)會(huì)同時(shí)彈出profibus組態(tài)界面，如圖12所

11、示。點(diǎn)擊“new”按鈕新建profibus（1），組態(tài)profibus站地址，本例中為4。點(diǎn)擊“properties”按鈕組態(tài)網(wǎng)絡(luò)屬性，選擇“network settings”進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，在本例中設(shè)置profibus的傳輸速率為“15mbits”，行規(guī)為“dp”。如圖13所示,3）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)以及參數(shù)設(shè)置,圖12 313c-2dp的profibus網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置,圖13 profibus-dp的“network setting”參數(shù)設(shè)置,雙擊cpu 313c-2dp項(xiàng)下的“dp”項(xiàng)，會(huì)彈出profibus-dp的屬性菜單，如圖14所示,圖14 配置313c-2dp為智能從站,在網(wǎng)絡(luò)屬性窗口選擇

12、頂部菜單“operating mode”，選擇“dp slave”操作模式，如果其下的選擇框“”被激活，則編程器可以對從站編程，換句話說，這個(gè)接口既可以作為dp從站，同時(shí)還可以通過這個(gè)接口監(jiān)控程序。診斷地址為1022，選擇默認(rèn)值。 選擇標(biāo)簽“configuration”，點(diǎn)擊“new”按鈕新建一行通信的接口區(qū)，如圖15所示。 在圖15中定義s7-300從站的通信接口區(qū),設(shè)置完成后點(diǎn)擊“apply”按鈕確認(rèn)，可再加入若干行通信數(shù)據(jù)，通信區(qū)的大小與cpu型號有關(guān)，最大為244字節(jié)。圖15中主站的接口區(qū)是虛的，不能操作，等到組態(tài)主站時(shí)，虛的選項(xiàng)框?qū)⒈患せ睿梢詫χ髡就ㄐ艆?shù)進(jìn)行設(shè)置。 在本例中分別設(shè)

13、置一個(gè)input區(qū)和一個(gè)output區(qū)，其長度均設(shè)置為2字節(jié)。設(shè)置完成后在“configuration”標(biāo)簽頁圖16中會(huì)看到這兩個(gè)通信接口區(qū),組態(tài)完從站后，以同樣的方式建立s7-300主站并組態(tài)，本例中設(shè)置站地址為2，并選擇與從站相同的prfibus網(wǎng)絡(luò)，如圖17所示。 打開硬件目錄，選擇“profibus dpconfiguration station”文件夾，選擇cpu31x，將其拖拽到dp主站系統(tǒng)的profibus總線上，從而將其連接到dp網(wǎng)絡(luò)上，如圖18所示。此時(shí)自動(dòng)彈出“dpslave properties”，在其中的“connection”標(biāo)簽中選擇已經(jīng)組態(tài)過的從站，如果有多個(gè)從站

14、時(shí)，要一個(gè)一個(gè)連接，上面已經(jīng)組態(tài)完的s7 313c-2dp從站可在列表中看到，點(diǎn)擊“connect”按鈕將其連接至網(wǎng)絡(luò)，如圖19所示。 然后點(diǎn)擊：“configuration”標(biāo)簽，設(shè)置主站的通信接口區(qū)。從站的輸出區(qū)與主站的輸入?yún)^(qū)相對應(yīng)，從站的輸入?yún)^(qū)同主站的輸出區(qū)相對應(yīng)，如圖20所示，結(jié)果見圖21。 配置完以后，用mpi接口分別下載到各自的cpu中初始化接口數(shù)據(jù)。在本例中，主站的qb50、qb51的數(shù)據(jù)將自動(dòng)對應(yīng)從站的數(shù)據(jù)區(qū)ib5o、ib51，從站的qb5o、qb51對應(yīng)主站的ib50、ib51。在多從站系統(tǒng)中，為了防止某一點(diǎn)掉電而影響其它c(diǎn)pu的運(yùn)行，可以分別調(diào)用調(diào)用ob82、ob86、ob

15、122（s7-300）和ob82、ob85、ob86、ob122（s7-400）進(jìn)行處理,4）組態(tài)“主站”硬件,圖15 313c-2dp的profibus網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置,row行編號； mode 通信模式，可選“ms”(主從)和“dx”(直接 數(shù)字 交換)兩種模式； partner dp addrdp通信伙伴的dp地址； partner addrdp通信伙伴的輸入輸出地址； local addr本站的輸入輸出的地址； length連續(xù)的輸人輸出地址區(qū)的長度； consistency數(shù)據(jù)的連續(xù)性,configuration選項(xiàng)中參數(shù)意義說明如下,圖16 313c-2dp智能從站通信接口區(qū)參數(shù)配置結(jié)

16、果,圖17 315-2dp主站組態(tài),圖18 將313c-2dp從站連接到315-2dp主站,圖19 313c-2dp從站連接到315-2dp主站的過程,圖20 主、從站之間的輸入/輸出接口區(qū)設(shè)置,圖21 主、從站之間的輸入/輸出接口區(qū)配置結(jié)果,2.系統(tǒng)功能sfc14、sfc15的profibus通信應(yīng)用,在組態(tài)profibus-dp通信時(shí)常常會(huì)見到參數(shù)“consistency”(數(shù)據(jù)的一致性)，如圖20所示，如果選“unit”，數(shù)據(jù)的通信將以在參數(shù)“unit”中定義的格式字或字節(jié)來發(fā)送和接收，比如，主站以字節(jié)格式發(fā)送20字節(jié)，從站將一字節(jié)一字節(jié)地接收和處理這20字節(jié)。若數(shù)據(jù)到達(dá)從站接收區(qū)不在同

17、一時(shí)刻，從站可能不在一個(gè)循環(huán)周期處理接收區(qū)的數(shù)據(jù)，如果想要保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，在一個(gè)周期處理這些數(shù)據(jù)就要選擇參數(shù)“all”，有的版本是參數(shù)“total length”，當(dāng)通信數(shù)據(jù)大于4字節(jié)時(shí)，要調(diào)用sfcl5給數(shù)據(jù)打包，調(diào)用sfcl4給數(shù)據(jù)解包，這樣數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包的形式一次性完成發(fā)送、接收，保證了數(shù)據(jù)一致性。下面將以例子形式介紹sfcl4、sfcl5的應(yīng)用，例子中以s7-300的315-2dp作為主站，313c-2dp作為從站,1)硬件連接,圖22 profibus連接智能從站硬件,注：把cpu315-2dp集成的dp口和s7 cpu313c-2dp的dp口按圖22連接，然后分別組態(tài)主站和從站，原

18、則上先組態(tài)從站,2)資源需求,帶集成dp口的s7-300的cpu315-2dp作為主站。 從站為帶i/o模塊的et200m。 mpi網(wǎng)卡cp5611。 profibus總線連接器以及電纜。 step7 v5.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件,3)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)以及參數(shù)設(shè)置,在step7中新建一個(gè)“系統(tǒng)功能sfc14、sfc15應(yīng)用”的項(xiàng)目。先插入一個(gè)s7-300站，然后雙擊“hardware”選項(xiàng)，進(jìn)人“hw config”窗口。點(diǎn)擊“catalog”圖標(biāo)打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插人機(jī)架、電源、cpu等進(jìn)行硬件組態(tài)，不再多說。 插入cpu時(shí)會(huì)同時(shí)彈出profibus組態(tài)界面，如圖23所示。點(diǎn)擊“new

19、”按鈕新建profibus（1），組態(tài)profibus站地址，本例中為4。點(diǎn)擊“properties”按鈕組態(tài)網(wǎng)絡(luò)屬性，選擇“network settings”進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，在本例中設(shè)置profibus的傳輸速率為“15mbits”，行規(guī)為“dp”,如圖24所示,組態(tài)“從站”硬件,圖23 profibus組態(tài)界面,圖24 配置313c-2dp智能從站網(wǎng)絡(luò)參數(shù),雙擊cpu 313c-2dp項(xiàng)下的“dp”項(xiàng)，會(huì)彈出profibus-dp的屬性菜單，如圖25所示。在網(wǎng)絡(luò)屬性窗口選擇“operating mode”菜單，激活“dp slave”操作模式，如果其下的選擇框“”被激活。則編程器可以對從

20、站編程，即這個(gè)接口既可以作為dp從站，同時(shí)還可以通過這個(gè)接口監(jiān)控程序。診斷地址為1022，為profibus診斷時(shí)，選擇默認(rèn)值即可。選擇“configuration”標(biāo)簽，點(diǎn)擊“new”按鈕組態(tài)通信的接口區(qū)，例如輸入?yún)^(qū)ib50ib69共20字節(jié)，“consistency”屬性選擇“all”，如圖26所示。 在本例中組態(tài)從站通信接口區(qū)為輸入ib50ib69，輸出qb5oqb69。點(diǎn)擊“apply”按鈕確認(rèn)后，可再加入若干行通信數(shù)據(jù)。全部通信區(qū)的大小與cpu型號有關(guān)。組態(tài)完成后下載到cpu中,圖25 配置313c-2dp為智能從站,圖26 配置313c-2dp為智能從站,以同樣的方式組態(tài)s7-30

21、0主站，配置profibus-dp的站地址為2，與從站選擇同一條profibus網(wǎng)絡(luò)，見圖27。然后打開硬件目錄，選擇“profibus-dp”“configuration station”文件夾，選擇cpu31x，將其連接到dp主站系統(tǒng)的profibus總線上。此時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出“dp-slave properties”，在其中的“connection”標(biāo)簽中選擇已經(jīng)組態(tài)過的從站，見圖28。 然后點(diǎn)擊“configuration”標(biāo)簽，出現(xiàn)圖29，點(diǎn)擊“edit”，設(shè)置主站的通信接口區(qū)，如圖30所示。從站的輸出區(qū)與主站的輸入?yún)^(qū)相對應(yīng)，從站的輸入?yún)^(qū)同主站的輸出區(qū)相對應(yīng)，本例中主站qb50qb69對

22、應(yīng)從站ib50。ib69，從站ib5oib69對應(yīng)主站qb5oqb69。 組態(tài)通信接口區(qū)后，下載到cpu315-2dp中，為避免網(wǎng)絡(luò)上因某個(gè)站點(diǎn)掉電使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能正常工作的故障，要在s7-300中編寫ob82、ob86、obl22組織塊,2)組態(tài)“主站”硬件,圖27 組態(tài)315c-2dp主站,圖28 連接313c-2dp智能從站,圖29 設(shè)置主站通訊接口,圖30 配置輸入/輸出接口區(qū),圖31 調(diào)用系統(tǒng)功能塊,4）通信編程,在系統(tǒng)塊中找到sfcl4、sfcl5如圖9-28所示，并在obl中調(diào)用。 call“dprd_dat” sfcl4 laddr ：=w#16#32 record：=p#dbl

23、dbx00 byte 20 ret_val：=mw2 sfcl4解開主站存放在ib50ib69的數(shù)據(jù)包并放在dbldbbodbldbb19中。 call“dpwr_dat” sfcl5 laddr ：=w#16#32 record：=p#db2dbx00 byte 20 ret_val：=mw4 sfcl5給存放在db2dbbodbldbb19中的數(shù)據(jù)打包，通過qb50qb69發(fā)送出去,編寫主站程序,說明：laddr的值是w#16#32，表示十進(jìn)制“50”，和硬件組態(tài)虛擬地址一致,在從站的obl中調(diào)用系統(tǒng)功能scf14、scf15。 call“dprd_dat” sfcl4 laddr ：=w

24、#16#32 record：=p#dbldbx00 byte 20 ret_val：=mw2 sfcl4解開主站存放在ib50ib69的數(shù)據(jù)包并放在dbldbbodbldbb19中。 call“dpwr_dat” sfcl5 laddr ：=w#16#32 record：=p#db2dbx00 byte 20 ret_val：=mw4 sfcl5給存放在db2dbbodbldbb19中的數(shù)據(jù)打包，通過qb50qb69發(fā)送出去,編寫從站程序,程序“參數(shù)”說明以及主從站的數(shù)據(jù)區(qū)對應(yīng)關(guān)系見表2、表3,3.s7 300plc之間的profibus通訊,1控制要求 采用profibus-dp通信方式，完成s7-300 plc之間的信息交換和控制功能。要求如下： 1) 主站控制從站電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和停止； 2) 從站控制主站電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和停止； 3)按下啟動(dòng)按鈕3s后電機(jī)運(yùn)行，同時(shí)電機(jī)運(yùn)行5s后停止，3s后繼續(xù)運(yùn)行，如此循環(huán),3.s7 300plc之間的profibus通訊,2控制系統(tǒng)硬件配置及結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，系統(tǒng)配置如下：cpu313c-2dp plc 2臺；pc機(jī) 1臺；pc/adapter編程電纜1根；profibus-dp通信電纜1根,3.s7 300plc之間的pro