CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線概述

1、整理課件整理課件第4章 CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線及其應(yīng)用整理課件整理課件學(xué)習(xí)目標(biāo)：1）了解CC-Link總線的發(fā)展、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍2）學(xué)會(huì)將FX PLC作為主站的CC-Link總線系統(tǒng)的構(gòu)建方法，了解程序結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。3）學(xué)會(huì)基于Q系列PLC的CC-Link總線系統(tǒng)的構(gòu)建方法，了解網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)置方法及程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)。整理課件整理課件重點(diǎn)內(nèi)容：1）CC-Link總線系統(tǒng)中的設(shè)備的分類和所起的作用2）CC-Link總線系統(tǒng)的通信方式3）CC-Link總線系統(tǒng)的構(gòu)建與運(yùn)行整理課件整理課件4.1 概述1、三菱電機(jī)1996年推出，唯一起源于亞洲的現(xiàn)場(chǎng)總線。2、2009年成為我國國家推薦標(biāo)準(zhǔn)GB/T1976

2、0-20083、應(yīng)用領(lǐng)域：自動(dòng)化生產(chǎn)線、半導(dǎo)體生產(chǎn)線、食品加工生產(chǎn)線和汽車生產(chǎn)線等現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域。4、最高通信速率10Mbit/s。5、CC-Link網(wǎng)絡(luò)可由1個(gè)主站和64個(gè)從站組成。整理課件整理課件6、遵循RS-485通信協(xié)議，采用主從通信方式。7、主站一個(gè)CC-Link只能有一個(gè)主站，主站負(fù)責(zé)控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。為了防止故障出現(xiàn)從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，CC-Link可以設(shè)置備用主站。8、從站可以分為本地站、遠(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站和只能設(shè)備站。整理課件整理課件1）本地站：設(shè)備本身有CPU并且可以與主站和其他本地站通信，沒有控制網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的功能。2）遠(yuǎn)程I/O站：這類站只處理開關(guān)量信息，子啊一個(gè)系統(tǒng)

3、中最多可以有64個(gè)遠(yuǎn)程I/O站。3）遠(yuǎn)程設(shè)備站：可以處理位信息，也可以處理字信息，在一個(gè)系統(tǒng)中最多可以有42個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備站。整理課件整理課件4）智能設(shè)備站：既可以處理位信息，也可以處理字信息，還可以進(jìn)行不定期的數(shù)據(jù)傳送，例如智能儀表，變頻器等設(shè)備，一個(gè)系統(tǒng)中最多可以有26個(gè)智能設(shè)備。9、CC-Link采用循環(huán)傳輸和瞬時(shí)傳輸兩種通信方式。整理課件整理課件CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線特點(diǎn)：1、組態(tài)簡(jiǎn)單 CC-Link不需要另外購買組態(tài)軟件并對(duì)每個(gè)站進(jìn)行編程，只需要使用通用的PLC編程軟件在主站程序中進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置，或者在具有組態(tài)功能的編程軟件配置菜單中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，便可完成系統(tǒng)組態(tài)和數(shù)據(jù)刷新的設(shè)定工

4、作。整理課件整理課件2.接線簡(jiǎn)單系統(tǒng)接線時(shí)，僅需使用3芯雙絞線與設(shè)備的兩個(gè)通信線DA、DB和接地線DG的接線端子對(duì)應(yīng)連接，另外接好屏蔽線SLD和終端電阻即可完成一半系統(tǒng)的接線。整理課件整理課件整理課件整理課件3.設(shè)置簡(jiǎn)單系統(tǒng)需要對(duì)每一個(gè)站的站號(hào)、傳輸速度及相關(guān)信息進(jìn)行設(shè)置；CC-Llink的每種兼容設(shè)備都有一塊CC-Link接口卡，通過接口模塊上的相應(yīng)的開關(guān)就可進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的設(shè)置，操作方便直觀。整理課件整理課件4、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠由于CC-Link具有上述優(yōu)點(diǎn)和豐富的RAS,即可靠性、有效性、可維護(hù)性，使得CC-Link系統(tǒng)的維護(hù)更加方便，運(yùn)行可靠性更高，其監(jiān)視和自檢測(cè)功能使CC-Link系

5、統(tǒng)維護(hù)和故障后的恢復(fù)也變得方便和簡(jiǎn)單。整理課件整理課件3.總線存取協(xié)議1、DP、PA、FMS采用一致的總線存取協(xié)議，并且通過數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)。2、Profibus協(xié)議要滿足介質(zhì)控制的兩個(gè)基本要求：1）同一級(jí)的PLC或主站之間的通信必須使每一個(gè)主站在確定的時(shí)間范圍內(nèi)能獲得足夠的機(jī)會(huì)來處理它自己的通信任務(wù)；整理課件整理課件2）主站和從站之間應(yīng)盡可能快速而又簡(jiǎn)單地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。因此Profibus使用混合的總線存取實(shí)現(xiàn)介質(zhì)存取控制，即主站之間應(yīng)用令牌傳送方式和主站和從站之間應(yīng)用主從方式。整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件3.2 PROFIBUS的通信模型3.2.1 物理層3.2.2

6、 現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層3.2.3 應(yīng)用層整理課件整理課件3.2.1 物理層1.DP/FMS(RS-485)1.DP/FMS(RS-485)的物理層的物理層2.DP/FMS(2.DP/FMS(光纖電纜光纖電纜) )的物理層的物理層3.PA3.PA的物理層的物理層整理課件整理課件3.2.1 3.2.1 物理層物理層1.DP/FMS(RS-485)1.DP/FMS(RS-485)的物理層的物理層屏蔽雙絞電纜符合EIA RS-485標(biāo)準(zhǔn)(也稱H2)總線段的兩端各有一個(gè)終端器傳輸速率從9.6kbit/s到12Mbit/s可選整理課件整理課件RS-485總線段的結(jié)構(gòu) RS485總線段的結(jié)構(gòu).BA 最多32個(gè)

7、站 VP(6)390220390DGND(5) VP(6)390220390DGND(5)RS485段整理課件整理課件（1 1）傳輸程序）傳輸程序半雙工、異步、無間隙同步NRZ（不歸零）編碼“1”RXD/TXD-P（Receive/Transmit-Data-P）線上的正電位，而在RXD/TXD-N線上則正相反。各報(bào)文的空閑（idle）狀態(tài)對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制“1”信號(hào)A線對(duì)應(yīng)于RXD/TXD-N信號(hào)，而B線對(duì)應(yīng)于RXD/TXD-P信號(hào)。整理課件整理課件（2 2）總線連接）總線連接國際性的PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)EN50170推薦使用9針D型連接器用于總線站與總線的相互連接（9針頭）。D型連接器的插座與總

8、線站相連接，而D型連接器的插頭與總線電纜相連接。整理課件整理課件(3)(3)總線終端器總線終端器根據(jù)EIA RS-485標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)據(jù)線A和B兩端均加接總線終端器。空閑狀態(tài)：確定的空閑電位。可以由跳接器或開關(guān)來啟動(dòng)。傳輸速率大于1.5Mbit/s時(shí)，由于所連接站的電容性負(fù)載而引起導(dǎo)線反射，因此必須使用附加有軸向電感的總線連接插頭。整理課件整理課件整理課件整理課件（4 4）傳輸技術(shù)）傳輸技術(shù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線，兩端有有源的總線終端電阻；傳輸速率： 9.6kbit/s12Mbit/s；介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件（EMC）；站點(diǎn)數(shù)：每段32站（無中繼），127站（有中繼）；插頭連

9、接：9針D型插頭整理課件整理課件（5）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)整理課件整理課件2.DP/FMS(2.DP/FMS(光纖電纜光纖電纜) )的物理層的物理層PROFIBUS第1層的另一種類型是通過光纖導(dǎo)體中光的傳輸來傳送數(shù)據(jù)。站之間的距離最大到15km。用玻璃或塑料纖維制成的光纖電纜可用作傳輸介質(zhì)。玻璃光纖能處理的連接距離達(dá)到15km，而塑料光纖只能達(dá)到80m。整理課件整理課件連接技術(shù)連接技術(shù)(1)OLM技術(shù) (Optical Link Module)整理課件整理課件(2)OLP技術(shù) (Optical Link Plug)整理課件整理課件（3）集成的光纖電纜連接使用集成在設(shè)備中的光纖接口將PROFIBU

10、S節(jié)點(diǎn)與光纖電纜直接連接。（4）OBT（Optical Fiber Bus Terminal，光纖總線終端） 一個(gè)不帶集成纖維光纜接頭的PROFIBUS站或一個(gè)RS-485段可以通過OBT連接到一個(gè)光纖電路。整理課件整理課件3.PA3.PA的物理層的物理層（1）數(shù)據(jù)傳輸非直流傳輸?shù)奈煌健⒙鼜厮固鼐幋a (也稱H1編碼)。數(shù)據(jù)的發(fā)送采用對(duì)總線系統(tǒng)的基本電流IB調(diào)節(jié)9mA的方法實(shí)現(xiàn) 。整理課件整理課件PROFIBUS-PAPROFIBUS-PA的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸整理課件整理課件（2）總線連接）總線連接 （PA 總線段的結(jié)構(gòu)）總線段的結(jié)構(gòu)）整理課件整理課件（3）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)是典型的現(xiàn)

11、場(chǎng)安裝技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)分配器負(fù)責(zé)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與主干總線，所有連接在現(xiàn)場(chǎng)總線上的設(shè)備通過現(xiàn)場(chǎng)分配器進(jìn)行并行切換。PROFIBUS-PAPROFIBUS-PA圖3-11 樹型結(jié)構(gòu)PROFIBUS-DP終端電阻終端電阻DP/ PA耦合器（Exi）控制器供電設(shè)備（Exi）多路分配器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制室現(xiàn)場(chǎng)整理課件整理課件總線型結(jié)構(gòu)：提供了與供電電路安裝類似的沿現(xiàn)場(chǎng)總線電纜的連接點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線電纜可通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接成回路，其分支線也可連接一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。終端電阻圖3-12 總線型結(jié)構(gòu)終端電阻PROFIBUS-DPPROFIBUS-PADP/ PA耦合器（Exi）控制器供電設(shè)備（Exi）控制

12、室現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備整理課件整理課件樹型與線型的組合結(jié)構(gòu)：基于IEC61158-2傳輸技術(shù)總線段與基于RS485傳輸技術(shù)總線段可以通過DP/PA耦合器或鏈接器相連，耦合器使RS485信號(hào)和IEC61158-2信號(hào)相適配。供電設(shè)備（Exi）圖3-13 樹型與線型的組合結(jié)構(gòu)II PROFIBUS-PA/ IEC61158-2PROFIBUS-DP終端電阻終端電阻DP/ PA耦合器（Exi）控制器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制室現(xiàn)場(chǎng)I I I多路分配器現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備外接電源非本質(zhì)安全區(qū)本質(zhì)安全區(qū)整理課件整理課件（4 4） IECl158-2IECl158-2傳輸技術(shù)特性傳輸

13、技術(shù)特性：數(shù)據(jù)傳輸:數(shù)字式、位同步、曼徹斯特編碼;傳輸速率:31.25kbit/s，電壓式;數(shù)據(jù)可靠性:前同步信號(hào)，采用起始和終止界定符避免誤差;電纜:雙絞線，屏蔽式或非屏蔽式;整理課件整理課件遠(yuǎn)程電源供電:可選附件，通過數(shù)據(jù)線;防爆型:能進(jìn)行本征及非本征安全操作;拓?fù)?總線形或樹形，或兩者相組合;站數(shù):每段最多32個(gè)，總數(shù)最多為126個(gè);中繼器:最多可擴(kuò)展至4臺(tái)。整理課件整理課件3.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層根據(jù)OSI參考模型，數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定總線存取控制、數(shù)據(jù)安全性以及傳輸協(xié)議和報(bào)文的處理。在PROFIBUS中，數(shù)據(jù)鏈路層 (第2層)稱為FDL層 (現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層)。PROFIBUS的報(bào)

14、文格式整理課件整理課件PROFIBUS的報(bào)文格式：1.有固定信息字段長度的格式2.帶數(shù)據(jù)的有固定信息字段長度的格式3.有可變信息字段長度的格式4.短應(yīng)答5.令牌報(bào)文整理課件整理課件L:信息字段長度。SC(單字符):單字符，僅用于應(yīng)答。SD1SD4(起始界定符):起始字節(jié)，用于區(qū)別不同的報(bào)文格式。LE/LEr:長度字節(jié)，指出可變長報(bào)文中信息字段的長度。DA(目的地址):目的地址字節(jié)，指出將接收此信息的站。整理課件整理課件FC(幀控制):控制字節(jié)，包含用于此信息的服務(wù)和此信息的優(yōu)先權(quán)的詳細(xì)說明。DU:數(shù)據(jù)單元，包含報(bào)文的有用信息，必要時(shí)還包含擴(kuò)展地址的詳細(xì)說明。FCS(幀校驗(yàn)順序):校驗(yàn)字節(jié)，包含

15、報(bào)文校驗(yàn)和 (不進(jìn)位地加所有報(bào)文字節(jié)的和)。ED(終止界定符):終止字節(jié)，指出此報(bào)文終止。整理課件整理課件第2層報(bào)文格式提供高級(jí)的傳輸安全性，海明距離HD=4。檢查以下類型錯(cuò)誤： 字符格式出錯(cuò) (奇偶校驗(yàn)，溢出，幀出錯(cuò)) 協(xié)議出錯(cuò) 起始和終止界定符出錯(cuò) 幀校驗(yàn)字節(jié)出錯(cuò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸廣播和群播通信的多點(diǎn)傳輸整理課件整理課件第2層提供的數(shù)據(jù)服務(wù)如下:1)發(fā)送數(shù)據(jù)需應(yīng)答 (SDA)2)發(fā)送數(shù)據(jù)無需應(yīng)答 (SDN）3）發(fā)送和請(qǐng)求數(shù)據(jù)需回答 (SRD)4）循環(huán)地發(fā)送和請(qǐng)求數(shù)據(jù)需回答 (CSRD)。上一層通過第2層的SAP(服務(wù)存取點(diǎn))調(diào)用這些服務(wù)：SSAP(源服務(wù)存取點(diǎn))和DSAP(目的服務(wù)存取點(diǎn))。

16、整理課件整理課件3.2.3 應(yīng)用層PROFIBUS的應(yīng)用層由FMS接口(現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范)和LLI接口(低層接口)組成。在不同的應(yīng)用中，具體需要的功能范圍必須與具體應(yīng)用相適應(yīng)，這些適應(yīng)性定義稱為行規(guī)。行規(guī)提供了設(shè)備的可互換性，保證不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備具有相同的通信功能。整理課件整理課件l. PROFIBUS-FMSl. PROFIBUS-FMS行規(guī)行規(guī)（1）控制器間的通信 (3.002):可編程控制器 (PLC)之間通信的FMS服務(wù)。（2）樓宇自動(dòng)化行規(guī) (3.001):對(duì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)使用FMS進(jìn)行監(jiān)視、閉環(huán)和開環(huán)控制、操作控制、報(bào)警處理及系統(tǒng)檔案管理作了描述。（3）低壓開關(guān)設(shè)備 (3.032

17、):通過FMS在通信過程中低壓開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用行為。整理課件整理課件2.PROFIBUS-DP行規(guī)行規(guī)PROFIBUS-DP只使用了第1層和第2層。而用戶接口定義了PROFIBUS-DP設(shè)備可使用的應(yīng)用功能以及各種類型的系統(tǒng)和設(shè)備的行為特性。（1）NC/RC行規(guī) (3.052):機(jī)床和裝配機(jī)器人（2）編碼器行規(guī) (3.062):回轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)角式和線性編碼器與PROFlBUS-DP的連接。（3）變速傳動(dòng)行規(guī) (3.071):傳動(dòng)技術(shù)設(shè)備生產(chǎn)廠商共同制定了PROFIDRIVE行規(guī)。（4）操作員控制和過程監(jiān)視行規(guī) (HMI):通過PROFIBUS-DP與更高一級(jí)自動(dòng)化部件的連接。整理課件整理課件3.PR

18、OFIBUS-PA3.PROFIBUS-PA行規(guī)行規(guī)PROFIBUS-PA行規(guī)保證了不同廠商所生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互換性和互操作性，PA行規(guī)的任務(wù)是選用各種類型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備真正需要的通信功能，對(duì)所有通用的測(cè)量變送器和其他被選類型的設(shè)備作了具體規(guī)定:（1）壓力、液位、溫度和流量用測(cè)量變送器（2）數(shù)字量輸人和輸出（3）模擬量輸人和輸出（4）閥門（5）定位器整理課件整理課件3.3 PROFIBUS-DP的總線設(shè)備類型和數(shù)據(jù)通信3.3.1 概述3.3.2 DP設(shè)備類型3.3.3 DP設(shè)備之間的通信3.3.4 PROFIBUS-DP循環(huán)3.3.5 采用交叉通信的數(shù)據(jù)交換3.3.6 設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件整理課件整理課件

19、3.3.1 概述PROFIBUS-DP協(xié)議是為自動(dòng)化制造工廠中分散的I/0設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所需要的高速數(shù)據(jù)通信而設(shè)計(jì)的。典型的DP配置是單主站結(jié)構(gòu)DP主站與DP從站間的通信基于主-從原理，一個(gè)報(bào)文循環(huán)由DP主站發(fā)出的請(qǐng)求幀 (輪詢報(bào)文)和由DP從站返回的有關(guān)應(yīng)答或響應(yīng)幀組成。整理課件整理課件單 主 站 結(jié) 構(gòu)整理課件整理課件在DP主站上處理輪詢表的情況整理課件整理課件多主站結(jié)構(gòu)整理課件整理課件3.3.2 DP設(shè)備類型1. DP主站（1類）循環(huán)地與DP從站交換用戶數(shù)據(jù)：PLC、PC或可以做1類主站使用的控制器。通信任務(wù)：(l)Set_Prm和Chk_Cfg在啟動(dòng)、重啟動(dòng)和數(shù)據(jù)傳輸階段，DP主站發(fā)送

20、參數(shù)集給DP從站。(2)Data一Exchange循環(huán)地與指定DP從站進(jìn)行輸人/輸出數(shù)據(jù)交換。整理課件整理課件(3)Slave_Diag在啟動(dòng)期間或循環(huán)的用戶數(shù)據(jù)交換期間，讀取DP從站的診斷信息。(4)Global_ControlDP主站將它的運(yùn)行狀態(tài)告知給各DP從站；將控制命令發(fā)送給個(gè)別從站或規(guī)定的DP從站組，以實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)和輸人數(shù)據(jù)的同步 (Sync和Freeze命令)。整理課件整理課件2.DP從站：PLC、分散式I/O、驅(qū)動(dòng)器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。DP從站只與裝載此從站的參數(shù)并組態(tài)它的DP主站交換用戶數(shù)據(jù)。DP從站可以向此主站報(bào)告本地診斷中斷和過程中斷。3.DP主站 (2類)2類

21、DP主站是操作元工作站、編程裝置，診斷和管理設(shè)備，完成各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等。整理課件整理課件特殊功能:(l)RD_Inp和RD_Outp在與l類DP主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的同時(shí)，讀取DP從站的輸人和輸出數(shù)據(jù)。(2)Get_Cfg讀取DP從站的當(dāng)前組態(tài)數(shù)據(jù)。(3)Set_Slave_AddDP主站 (2類)分配一個(gè)新的總線地址給一個(gè)DP從站。整理課件整理課件4.DP組合設(shè)備可以將l類DP主站、2類DP主站和DP從站組合在一個(gè)硬件模塊中形成一個(gè)DP組合設(shè)備。這樣的設(shè)備是很常見的，一些典型的設(shè)備組合如下:（1）l類DP主站與2類DP主站的組合（2）DP從站與l類DP主站的組合整理課件整理

22、課件3.3.3 DP設(shè)備之間的通信l.DPl.DP通信關(guān)系和通信關(guān)系和DPDP數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換通信作業(yè)的發(fā)起者：請(qǐng)求方，通信伙伴：響應(yīng)方。l類DP主站的請(qǐng)求報(bào)文以第2層中的“高優(yōu)先權(quán)”報(bào)文服務(wù)級(jí)別處理。由DP從站發(fā)出的響應(yīng)報(bào)文使用第2層中的“低優(yōu)先權(quán)”報(bào)文服務(wù)級(jí)別。DP從站可將當(dāng)前出現(xiàn)的診斷中斷或狀態(tài)事件通知給DP主站，通過將Data_Exchange的響應(yīng)報(bào)文服務(wù)級(jí)別從 低優(yōu)先權(quán)改變?yōu)楦邇?yōu)先權(quán)來實(shí)現(xiàn)。整理課件整理課件各類DP設(shè)備間的通信關(guān)系整理課件整理課件2.初始化階段，重啟動(dòng)和用戶數(shù)據(jù)通信初始化階段，重啟動(dòng)和用戶數(shù)據(jù)通信DP主站檢查DP從站是否在總線上DP主站通過請(qǐng)求從站的診斷數(shù)據(jù)來檢查D

23、P從站的準(zhǔn)備情況DP主站定義DP從站的參數(shù)并組態(tài)此從站DP主站循環(huán)地與DP從站交換用戶數(shù)據(jù)整理課件整理課件DP從站初始化整理課件整理課件(1)參數(shù)數(shù)據(jù) (Set_Prm):參數(shù)集包括預(yù)定給DP從站的重要的本地和全局參數(shù)、特征和功能。Station Status:與從站有關(guān)的功能和設(shè)定 Watchdog: (定時(shí)監(jiān)視器，“看門狗”)檢查DP主站的故障Ident_Number:DP從站的標(biāo)識(shí)號(hào),由PNO在認(rèn)證時(shí)規(guī)定的DP從站的標(biāo)識(shí)號(hào)放在此設(shè)備的主要文件中。Group一Ident:將DP從站分組組合，以便使用Sync和Freeze控制命令。User_Prm_Data:DP從站參數(shù)數(shù)據(jù) (User_P

24、rm_Data)為DP從站規(guī)定了有關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)。整理課件整理課件（2）組態(tài)數(shù)據(jù)(Chk_Cfg)在組態(tài)數(shù)據(jù)報(bào)文中，DP主站發(fā)送標(biāo)識(shí)符格式給DP從站，這些標(biāo)識(shí)符格式告知DP從站要被交換的輸人/輸出區(qū)域的范圍和結(jié)構(gòu)。這些區(qū)域 (也稱 模塊)是按DP主站和DP從站約定的字節(jié)或字結(jié)構(gòu) (標(biāo)識(shí)符格式)形式定義的。標(biāo)識(shí)符格式允許指定輸人或輸出區(qū)域，或各模塊的輸人和輸出區(qū)域。整理課件整理課件（3）診斷數(shù)據(jù) (Slave_Diag)在啟動(dòng)階段，DP主站使用請(qǐng)求診斷數(shù)據(jù)來檢查DP從站是否存在和是否準(zhǔn)備就緒接收參數(shù)信息。由DP從站提交的診斷數(shù)據(jù)包括符合EN50170標(biāo)準(zhǔn)的診斷部分。還包括此DP從站專用的診斷信息。D

25、P從站發(fā)送診斷信息告知DP主站它的運(yùn)行狀態(tài)以及發(fā)生出錯(cuò)事件時(shí)出錯(cuò)的原因。整理課件整理課件（4）用戶數(shù)據(jù) (Data_Exchange)DP從站檢查從DP主站接收到的參數(shù)和組態(tài)信息，如果沒有錯(cuò)誤而且允許由DP主站請(qǐng)求的設(shè)定，則DP從站發(fā)送診斷數(shù)據(jù)報(bào)告它已為循環(huán)地交換用戶數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒：DP主站與DP從站交換所組態(tài)的用戶數(shù)據(jù)。DP從站只對(duì)由定義它的參數(shù)并組態(tài)它的l類DP主站發(fā)來的Data_Exchange請(qǐng)求幀報(bào)文作出反應(yīng)。其他的用戶數(shù)據(jù)報(bào)文均被此DP從站拒絕。整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件3.3.4 PROFIBUS-DP循環(huán)l.PROFIBUS-DP循環(huán)的結(jié)構(gòu)一個(gè)DP循環(huán)包括固

26、定部分和可變部分。固定部分由循環(huán)報(bào)文構(gòu)成，它包括總線存取控制(令牌管理和站狀態(tài))和與DP從站的1/0數(shù)據(jù)通信 (Data_Exchange)。DP循環(huán)的可變部分由被控事件的非循環(huán)報(bào)文構(gòu)成。整理課件整理課件單主總線系統(tǒng)中DP循環(huán)的結(jié)構(gòu)整理課件整理課件報(bào)文的非循環(huán)部分包括下列內(nèi)容:（1）DP從站初始化階段的數(shù)據(jù)通信;（2）DP從站診斷功能;（3）2類DP主站通信;（4）DP主站和主站通信;（5）非正常情況下 (Retry)，第2層控制的報(bào)式；（6）與DPVl對(duì)應(yīng)的非循環(huán)數(shù)據(jù)通信;（7）PG在線功能;（8）HMl功能。整理課件整理課件2.2.固定的固定的PROFIBUSPROFIBUSDPDP循環(huán)的

27、結(jié)構(gòu)循環(huán)的結(jié)構(gòu)對(duì)于自動(dòng)化領(lǐng)域的某些應(yīng)用來說，固定的DP循環(huán)時(shí)間和固定的1/0數(shù)據(jù)交換是有好處的。與正常的DP循環(huán)相比較，在DP主站的一個(gè)固定的DP循環(huán)期內(nèi)，保留一定的時(shí)間用于非循環(huán)通信。允許一定數(shù)量的非循環(huán)報(bào)文事件。如果此保留的時(shí)間末用完，則通過多次給自己發(fā)報(bào)文的辦法直到達(dá)到所選定的固定總線循環(huán)時(shí)間為止，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)暫停時(shí)間。整理課件整理課件固定的PROFIBUS-DP循環(huán)的結(jié)構(gòu)整理課件整理課件3.3.5 采用交叉通信的數(shù)據(jù)交換交叉通信，也稱之為 “直接通信”，是在SIMATlCS7應(yīng)用中使用PROFIBUS-DP的另一種數(shù)據(jù)通信方法。在交叉通信期間，DP從站不用1對(duì)1的報(bào)文 (從-主)響

28、應(yīng)DP主站，而用特殊的1對(duì)多的報(bào)文 (從主)。用交叉通信，通信關(guān)系 主-從和 從-從是可能的，但它們并不被所有類型的SIMATICS7 DP主站和從站設(shè)備的模塊所支持。整理課件整理課件3.3.6 設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件PROFIBUS設(shè)備具有不同的性能特征，特性的不同在于現(xiàn)有功能 (即I/0信號(hào)的數(shù)量和診斷信息)的不同或可能的總線參數(shù)，如波特率和時(shí)間的監(jiān)控不同。為達(dá)到PROFIBUS簡(jiǎn)單的即插即用配置，這些特性均在電子數(shù)據(jù)單中具體說明，有時(shí)稱為設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件或GSD文件。(1)總體說明(2)DP主設(shè)備相關(guān)規(guī)格(3)從設(shè)備的相關(guān)規(guī)格整理課件整理課件課堂提問：課堂提問：1.數(shù)據(jù)鏈路層提供哪些數(shù)據(jù)服務(wù)？2.

29、一類主站包括哪些設(shè)備？3.DP從站初始化包括哪些內(nèi)容？4.二類主站包括哪些設(shè)備？整理課件整理課件3.4 PROFIBUS的總線存取控制機(jī)制3.4.1 概述3.4.2 PROFIBUS-DP技術(shù)簡(jiǎn)介3.4.3 PROFIBUS-PA技術(shù)簡(jiǎn)介3.4.4 PROFIBUS-FMS技術(shù)簡(jiǎn)介整理課件整理課件3.4.1 概述3種PROFlBUS(DP、FMS、PA)均使用一致的總線存取協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層(Fieldbus Data Link，F(xiàn)DL) ：保證數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)、傳輸協(xié)議和報(bào)文處理。介質(zhì)存取控制 (Medium access controI，MAC)具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個(gè)

30、時(shí)刻只有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。整理課件整理課件PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計(jì)滿足介質(zhì)控制的2個(gè)基本要求：1)在復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng) (主站)間的通信，必須保證在確切限定的時(shí)間間隔中，任何一個(gè)站點(diǎn)要有足夠的時(shí)間來完成通信任務(wù)。2)在復(fù)雜的程序控制器和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備 (從站)間通信，應(yīng)盡可能快速又簡(jiǎn)單地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。PROFIBUS總線存取協(xié)議，主站之間采用令牌總線機(jī)制，主站與從站之間采用主從機(jī)制。整理課件整理課件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)得到總線存取權(quán) (令牌)。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行。主站得到總線存取令牌時(shí)可與從站通信。每個(gè)主站均可向從站發(fā)送或讀取信息

31、。3種系統(tǒng)配置：純主-從系統(tǒng) 純主-主系統(tǒng) 混合系統(tǒng)整理課件整理課件 PROFIBUS總線存取控制機(jī)制總線存取控制機(jī)制 整理課件整理課件3.4.2 PROFIBUS-DP技術(shù)簡(jiǎn)介PROFIBUS-DP用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳輸。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期性地向從站發(fā)送輸出信息，總線循環(huán)時(shí)間必須要比主站 (PLC)程序循環(huán)時(shí)間短，除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFlBUS-DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。整理課件整理課件l.PROFIBUS-DPl.PROFIBUS-DP的基本功能的基本功能(1)(1)傳輸技術(shù)傳輸技術(shù)1)RS-485雙絞線或光纜2)波特率從

32、9.6kbit/s-l2Mbit/s(2)(2)總線存取總線存取1)各主站間為令牌傳輸，主站與從站間為主-從傳輸;2)支持單主或多主系統(tǒng);3)主-從設(shè)備，總線上最多站點(diǎn)數(shù)為126整理課件整理課件(3)(3)功能功能1)DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳輸;2)各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和撤消;3)DP從站組態(tài)的檢查;4)強(qiáng)大的診斷功能，三級(jí)診斷信息;5)輸人或輸出的同步;6)通過總線給DP從站賦予地址;7)通過總線對(duì)DP主站 (DPM1)進(jìn)行配置;8)每個(gè)DP從站最大為246字節(jié)的輸人和輸出數(shù)據(jù)。整理課件整理課件(4)(4)設(shè)備類型設(shè)備類型1)第二類DP主站 (DPM2):可編程、可組態(tài)、可診斷的

33、設(shè)備;2)第一類DP主站 (DPMl):中央可編程控制器，如PLC、PC等;3)DP從站:帶二進(jìn)制或模擬輸人輸出的驅(qū)動(dòng)器、閥門等。整理課件整理課件(5)診斷功能分為3類:本站診斷操作:診斷信息表示本站設(shè)備的一般操作狀態(tài)，如溫度過高，電壓過低。模塊診斷操作:診斷信息表示一個(gè)站點(diǎn)的某具體I/O模塊出現(xiàn)故障 (如8位的輸出模塊)。通道診斷操作:診斷信息表示一個(gè)單獨(dú)的輸人輸出位的故障 (如輸出通道7短路)。整理課件整理課件(6)(6)系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置PROFIBUS-DP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)，這就為系統(tǒng)配置組態(tài)提供了高度的靈活性。系統(tǒng)配置的描述包括:站點(diǎn)數(shù)目、站點(diǎn)地址和輸人輸出數(shù)據(jù)的格式，診斷信

34、息的格式以及所使用的總體參數(shù)。整理課件整理課件(7)(7)運(yùn)行模式運(yùn)行模式1)運(yùn)行:輸人和輸出數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸。DPM1由DP從站讀取輸人信息并向DP從站寫人輸出信息。2)清除:DPM1讀取DP從站的輸人信息，并使輸出信息保持為故障-安全狀態(tài)。3)停止:只能進(jìn)行主-主數(shù)據(jù)傳輸，DPM1和DP從站之間沒有數(shù)據(jù)傳輸。整理課件整理課件(8)(8)通信通信1)點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (用戶數(shù)據(jù)傳輸)或廣播 (控制指令)。2)循環(huán)主-從用戶數(shù)據(jù)傳輸和非循環(huán)主-主數(shù)據(jù)傳輸。DPM1和DP從站之間的數(shù)據(jù)傳輸分為3個(gè)階段:參數(shù)設(shè)定、組態(tài)配置、數(shù)據(jù)交換。整理課件整理課件PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP主主- -主之間

35、的數(shù)據(jù)通信主之間的數(shù)據(jù)通信整理課件整理課件(9)(9)同步同步1)控制指令允許輸人和輸出的同步。2)同步模式:輸出同步。3)鎖定模式:輸人同步。(10)(10)可靠性和保護(hù)機(jī)制可靠性和保護(hù)機(jī)制1)所有信息的傳輸在海明距離HD=4進(jìn)行。2)DP從站帶看門狗定時(shí)器。3)DP從站的輸人輸出存取保護(hù)。4)DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)視。整理課件整理課件2.PROFIBUS-DP2.PROFIBUS-DP擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能DP擴(kuò)展功能允許非循環(huán)的讀寫功能并中斷并行于循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)答。對(duì)從站參數(shù)和測(cè)量值的非循環(huán)存取可用于某些診斷或操作員控制站 (二類主機(jī)，DPM2)。DP擴(kuò)展功能可選，與DP基本

36、功能兼容。DP擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)通常采用軟件更新的辦法。 整理課件整理課件3.4.3 PROFIBUS-PA技術(shù)簡(jiǎn)介PROFIBUS-PA是PROFIBUS的過程自動(dòng)化解決方案。PA將自動(dòng)化系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，例如壓力、溫度和液位變送器的過程控制系統(tǒng)連接起來，PA可以取代4-20mA的模擬技術(shù)。PA在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的規(guī)劃、電纜敷設(shè)、調(diào)試、投人運(yùn)行和維護(hù)方面可節(jié)省成本40以上，并可提供多功能和安全性。整理課件整理課件1.1.常規(guī)的常規(guī)的4-2OmA4-2OmA系統(tǒng)與基于系統(tǒng)與基于PROFIBUS-PAPROFIBUS-PA的系的系統(tǒng)在布線方面的區(qū)別統(tǒng)在布線方面的區(qū)別整理課件整理課件2.2.過程工業(yè)一應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要

37、求過程工業(yè)一應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求:1)過程自動(dòng)化獨(dú)特的應(yīng)用行規(guī)以及來自不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互換性;2)增加和去除總線站點(diǎn)，即使在本質(zhì)安全地區(qū)也不會(huì)影響到其他站點(diǎn);3)過程自動(dòng)化中的PPOFIBUS-PA總線段和制造自動(dòng)化中的PROFIBUS-DP總線段之間通過段耦合器實(shí)現(xiàn)通信透明化;4)同樣的兩條線，基于IEC61158-2技術(shù)可進(jìn)行遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)傳輸;5)在潛在的爆炸區(qū)使用防爆型 本質(zhì)安全或 非本質(zhì)安全。整理課件整理課件3.3. PROFlBUS-PAPROFlBUS-PA總線的數(shù)據(jù)傳輸總線的數(shù)據(jù)傳輸 PROFIBUS-PA使用PROFIBUS-DP的基本功能傳輸測(cè)量值和狀態(tài)，使用PROFIB

38、US-DP擴(kuò)展功能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)置參數(shù)及操作。 傳輸采用基于IEC6l158-2的兩線技術(shù)。PROFIBUS總線存取協(xié)議 (第2層)和IEC6l158-9技術(shù) (第1層)之間的接口在DIN19245系列標(biāo)準(zhǔn)的第4部分中作了規(guī)定。 在IEC6l158-2段傳輸時(shí)，報(bào)文被加上起始和結(jié)束界定符。整理課件整理課件PROFlBUS-PAPROFlBUS-PA總線的數(shù)據(jù)傳輸總線的數(shù)據(jù)傳輸整理課件整理課件3.4.4 PROFIBUS-FMS技術(shù)簡(jiǎn)介PROFIBUS-FMS：解決車間一級(jí)的通信，在這一級(jí)可編程控制器 (PLC和PC)主要是互相通信，高級(jí)功能比快速系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間更重要。l.PROFIBUS-FMSl

39、.PROFIBUS-FMS的應(yīng)用層的應(yīng)用層現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范(FMS)描述通信對(duì)象和服務(wù)低層接口(LLI)用于將FMS適配到第2層整理課件整理課件2.2.通信對(duì)象和對(duì)象字典通信對(duì)象和對(duì)象字典 (OD)(OD)對(duì)象字典包括描述、結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型以及通信對(duì)象的內(nèi)部設(shè)備地址和它們?cè)诳偩€上的標(biāo)志 (索引或名稱)之間的關(guān)系。1)頭:包含對(duì)象字典結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息;2)靜態(tài)數(shù)據(jù)類型表:所支持的靜態(tài)數(shù)據(jù)類型列表;3)變量列表的動(dòng)態(tài)列表:所有已知變量表列表;4)動(dòng)態(tài)程序列表:所有已知程序列表。整理課件整理課件FMS能識(shí)別5種通信對(duì)象:1)簡(jiǎn)單變量;2)數(shù)組 (一系列相同類型的簡(jiǎn)單變量);3)記錄 (一系列不同類型的簡(jiǎn)

40、單變量);4)域;5)事件。FMS可識(shí)別2種類型的動(dòng)態(tài)通信對(duì)象:1)程序調(diào)用;2)變量列表 (一系列簡(jiǎn)單變量，數(shù)組或記錄)。整理課件整理課件3.PROFIBUS-FMS3.PROFIBUS-FMS服務(wù)服務(wù) FMS服務(wù)是ISO9506制造信息規(guī)范 (Manufacturing Message Specification, MMS)服務(wù)的子集，已在現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用中被優(yōu)化，而且增加了通信對(duì)象管理和網(wǎng)絡(luò)管理功能。通過總線的FMS服務(wù)的執(zhí)行用服務(wù)序列描述，包括被稱作服務(wù)原語的幾個(gè)互操作。服務(wù)原語描述請(qǐng)求者和應(yīng)答者之間的互操作。整理課件整理課件5.PROFIBUS-FMS5.PROFIBUS-FMS和和PR

41、OFIBUS-DPPROFIBUS-DP的混合操作的混合操作 FMS和DP設(shè)備可以在同一條總線上的混合操作是PROFlBUS的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。兩種協(xié)議可以同時(shí)在一個(gè)設(shè)備上執(zhí)行，這些設(shè)備稱作混合設(shè)備。能夠進(jìn)行混合操作是因?yàn)閮煞N協(xié)議均使用統(tǒng)一的傳輸技術(shù)和總線存取協(xié)議，不同的應(yīng)用功能由第2層的不同的服務(wù)存取點(diǎn)區(qū)分。整理課件整理課件3.5 PROFIBUS的應(yīng)用(系統(tǒng)集成) 3.5.1 PROFIBUS在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的位置3.5.2 PROFIBUS控制系統(tǒng)的組成整理課件整理課件3.5.1 PROFIBUS在工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的位置整理課件整理課件3.5.2 PROFIBUS控制系統(tǒng)的組成1一類主站一

42、類主站指PLC、PC或可做一類主站的控制器。一類主站完成總線通信與管理。2二類主站二類主站指操作員工作站（如PC機(jī)加圖形監(jiān)控軟件）、編程器、操作員接口等。完成各站點(diǎn)的數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等。整理課件整理課件3從站（1）分散式I/O分散式I/O通常由電源、通信適配器及接線端子組成。分散式I/O不具有程序存儲(chǔ)和程序執(zhí)行的功能。通信適配器用于接收主站指令，按照主站指令驅(qū)動(dòng)I/O，并將I/O及故障診斷信息返回給主站。整理課件整理課件（2）PLCPLC 可做PROFIBUS上的一個(gè)從站，主站可通過通信間接控制從站PLC的I/O。（3）驅(qū)動(dòng)器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備帶有PROFIBUS接口的現(xiàn)

43、場(chǎng)設(shè)備可作為PROFIBUS從站，可由主站在線完成系統(tǒng)配置、參數(shù)修改、數(shù)據(jù)交換等功能。可進(jìn)行通信的參數(shù)及參數(shù)格式由PROFIBUS決定。整理課件整理課件3.6 PROFIBUS-DP系統(tǒng)開發(fā)3.6.1 ASICs介紹3.6.2 PROFIBUS-DP開發(fā)包4(kit4)3.6.3 PROFIBUS-DP智能從站節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)整理課件整理課件3.6.1 ASICs介紹西門子為PLC之間簡(jiǎn)單高速的數(shù)字通信提供用戶ASICs。ASICAutomation Special Integrated Circuit參照PROFIBUS DlN19245第1部分和第3部分設(shè)計(jì)的這些ASICs，支持并可以完全處理PL

44、C站之間的數(shù)據(jù)通信。整理課件整理課件ASICs與微處理器結(jié)合提供智能從站的解決方案：SPC(Siemens PROFIBUS controller)：基于OSI參考模型的第1層，需要附加一個(gè)微處理器用于實(shí)現(xiàn)第2層和第7層的功能。 SPC2：集成了第2層的執(zhí)行總線協(xié)議的部分，附加微處理器執(zhí)行第2層的其余功能 (即接口服務(wù)和管理)。 ASPC2：集成了第2層的大部分功能，但仍需要微處理器?？梢灾С?2Mbaud總線。主要用于復(fù)雜的主站設(shè)計(jì)。整理課件整理課件SPC3：集成了全部PROFTBTTS一DP協(xié)議，有效地減輕了處理器的壓力，因此可用于12Mbaud總線。SPC4創(chuàng)支持DP，F(xiàn)MS和PA協(xié)議類

45、型，且可以工作于12Mbaud總線。LSPM2(Lean Siemens PROFIBUS Multiplexer)：在自動(dòng)化工程領(lǐng)域也有一些簡(jiǎn)單的設(shè)備，如:開關(guān)、熱元件，不需要微處理器記錄它們的狀態(tài)。整理課件整理課件整理課件整理課件主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容1.從站通信控制器SPC3 2.相關(guān)接口3.主站通信控制芯片ASPC24.網(wǎng)絡(luò)接口卡整理課件整理課件1.1.從站通信控制器從站通信控制器SPC3SPC3SPC3只集成了傳輸技術(shù)的部分功能，而沒有集成模擬功能 (RS-485驅(qū)動(dòng)器)、FDL(現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路Fieldbus Data Link)傳輸協(xié)議。它支持接口功能、FMA功能和整個(gè)DP從站

46、協(xié)議,用戶接口讓用戶很容易訪問第2層。第2層的其余功能 (軟件功能和管理)需要通過軟件來實(shí)現(xiàn)。整理課件整理課件整理課件整理課件2.相關(guān)接口（1）ASIC接口方式寄存器、狀態(tài)寄存器、中斷寄存器看門狗定時(shí)器等寄存器規(guī)定了ASIC硬件的功能和保溫處理過程。（2）PROFIBUS-DP接口（3）通信處理器總線接口（4）UART(通用異步接收器發(fā)送器)（5）PROFIBUS接口整理課件整理課件3.主站通信控制芯片ASPC2Siemens公司生產(chǎn)的主站通信控制器，該通信控制器可以完全處理PROFIBUS EN50170的第一層和第二層，同時(shí)ASPC2還為PROFIBUS-DP和使用段藕合器的PROFIBU

47、S-PA提供一個(gè)主站。ASPC2通信控制器用作一個(gè)DP主站時(shí)需要龐大的軟件(約64KB)，PROFIBUSASIC可用于從站應(yīng)用，鏈接低級(jí)設(shè)備 (如:控制器、執(zhí)行器、測(cè)量變送器和分散1/0設(shè)備)。整理課件整理課件4.4.網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡（1）CP5611 網(wǎng)絡(luò)接卡用于工控機(jī)連接到PROFIBUS和SlMATIC S7的MPI。支持PROFIBUS的主站和從站、PG/OP、S7通信。OPC Server軟件包已包含在通信軟件供貨，但是需要SOFrNET支持。整理課件整理課件（2）CP5611與從站通信的過程 當(dāng)CP5611作為網(wǎng)絡(luò)上的主站時(shí)，CP5611通過輪詢方式與從站進(jìn)行通信。通常按地址

48、增序輪詢所有的從站，當(dāng)與最后一個(gè)從站通信完以后，接著再進(jìn)行下一個(gè)周期的通信。這樣就保證所有的數(shù)據(jù) (包括輸出數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù))都是最新的。主要報(bào)文有:令牌報(bào)文，固定長度沒有數(shù)據(jù)單元的報(bào)文，固定長度帶數(shù)據(jù)單元的報(bào)文，變數(shù)據(jù)長度的報(bào)文。 整理課件整理課件（3）CP5613網(wǎng)絡(luò)接卡CP5613是Siemens公司推出的基于PCI總線的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)接口卡，其報(bào)價(jià)已包括軟件使用費(fèi)，目前，一般使用該網(wǎng)絡(luò)接口卡。用于工控機(jī)連接到PROFIBUS，一個(gè)PROFlBUS接口，僅支持DP主站、PG/OP、S7通信。OPCSerVer軟件包已包含在通信軟件供貨。整理課件整理課件3.6.2 PROFIBU

49、S-DP開發(fā)包4(kit4)開發(fā)包4(PACKAGE4)是專門對(duì)Siemem的從站ASIC芯片SPC3開發(fā)而提供的，它包括SPC3與單片微控制器的接口電路圖以及主站和從站的所有源代碼，有了開發(fā)包4將會(huì)加快用戶PROFIBUS-DP產(chǎn)品的開發(fā)，Siemens公司所提供的接口模塊的優(yōu)點(diǎn)在于開發(fā)人員不需要再開發(fā)附加的外圍電路，不同的接口模塊可用于各種需求及應(yīng)用場(chǎng)合。整理課件整理課件開發(fā)包4(PACKAGE4)的組成開發(fā)包4 很容易將一個(gè)產(chǎn)品快速連接到PROFIBUS-DP上。 1.硬件 2.軟件 3.文檔主站和從站都可以便用PACKAGE4并行開發(fā)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12Mbit。整理課件整理課件1

50、.1.硬件硬件(1)(1)IM180IM180主站接口模塊主站接口模塊IMl80可將第三方設(shè)備作為主站連接到PROFIBUS-DP上。該模塊可完全獨(dú)立完成總線控制。IMl80可將接替PLC、PC、驅(qū)動(dòng)器、人機(jī)接口的通信處理任務(wù)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率l2Mbit/s。專用集成電路ASPC2芯片可獨(dú)立處理總線協(xié)議，與主系統(tǒng)的通信通過雙口RAM完成。數(shù)據(jù)交換由應(yīng)用程序完成。整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件(2)1(2)1M183-1M183-1從站接口模塊從站接口模塊lM183-1可將第三方設(shè)備作為從站簡(jiǎn)便的連接到PROFIBUS-DP上。最大數(shù)據(jù)傳輸速率l2Mbit/s。IM183-1

51、用于智能從站。專用集成電路SPC3芯片可獨(dú)立處理總線協(xié)議，與主系統(tǒng)的通信通過數(shù)據(jù)和地址總線，由連接器連接。數(shù)據(jù)交換操作由應(yīng)用程序完成。整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件(3)1(3)1M184M184從站接口模塊從站接口模塊lM184可將第三方設(shè)備作為從站簡(jiǎn)便的連接到PROFlBUS-DP上。最大數(shù)據(jù)傳輸速率l2Mbit/s。IM184用于簡(jiǎn)單從站，如傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。專用集成電路LSPM2芯片可獨(dú)立處理總線協(xié)議，與主系統(tǒng)的通信通過連接器連接，因此，輸人輸出信號(hào)也必須由連接器的端子提供。整理課件整理課件整理課件整理課件2.2.軟件部件軟件部件用于組態(tài)總線系統(tǒng)和IM180接口模板的

52、COMPROFIBUS。用于IM183-1和IM180接口模板的固件，它包括主站與從站的源代碼。演示軟件，它特別適宜于開發(fā)包的配置。3 3. .文檔文檔Siemens提供相當(dāng)詳細(xì)的資料。Spc3.pdf:從站芯片SPC3的器件手冊(cè);IM180_e.pdf:主站接口板IM180的用戶手冊(cè)。整理課件整理課件整理課件整理課件3.6.3 PROFIBUS-DP智能從站節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)從站的設(shè)計(jì)分兩種：利用現(xiàn)成的從站接口模塊如lM183、1M184開發(fā)，這時(shí)只要通過1M183/184上的接口開發(fā)。利用芯片進(jìn)行深層次的開發(fā)。對(duì)于簡(jiǎn)單的開發(fā)如遠(yuǎn)程I/O測(cè)控，用LSPM系列就能滿足要求；開發(fā)一個(gè)比較復(fù)雜的智能系統(tǒng)選擇

53、SPC3。整理課件整理課件1.1.PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP從站智能控制節(jié)點(diǎn)從站智能控制節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖整理課件整理課件2.2.簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP從站結(jié)構(gòu)圖從站結(jié)構(gòu)圖整理課件整理課件3.3.智能智能PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP從站結(jié)構(gòu)圖從站結(jié)構(gòu)圖整理課件整理課件4.FBPRO-8DOA4.FBPRO-8DOA路數(shù)字量輸出智能節(jié)點(diǎn)的硬件框圖路數(shù)字量輸出智能節(jié)點(diǎn)的硬件框圖 整理課件整理課件3.7 PROFIBUS協(xié)議的發(fā)展3.7.1 PROFIBUS-DPV13.7.2 PROFIBUS-DPV23.7.3 PROFInet整

54、理課件整理課件3.7.1 PROFIBUS-DPV1PROFIBUS-DPV1主要是增加了非循環(huán)服務(wù),并擴(kuò)大了與2類主站的通信。1.DPM11.DPM1與與DPDP從站之間的擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳輸從站之間的擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳輸1類DP主站（DPM1）與DP從站間的非循環(huán)數(shù)據(jù)通信功能是通過附加的服務(wù)存取點(diǎn)SAP51來執(zhí)行的。當(dāng)連接點(diǎn)成功地建立后，DPM1可通過MSCY-C1（循環(huán)連接）來執(zhí)行循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸，并通過MSAC-C1連接進(jìn)行非循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸。整理課件整理課件(2)DPM2(2)DPM2與從站之間的擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳輸與從站之間的擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳輸DP擴(kuò)展允許一個(gè)或多個(gè)診斷設(shè)備或操作控制設(shè)備(DPM2)對(duì)DP從站的任何數(shù)據(jù)

55、塊進(jìn)行非循環(huán)讀寫服務(wù)。這種通信是以連接為主進(jìn)行的，該連接稱之為MSAC-C2。主站在間隔中可以自動(dòng)插入監(jiān)視報(bào)文（Idle-PDUs），MSAC-C2的連接就提供了由時(shí)間控制的自動(dòng)監(jiān)視。整理課件整理課件3.7.2 PROFIBUS-DPV2DPV2解決了從站之間的通信與時(shí)間同步等重大問題。PROFIBUS-DPV2可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)通信、非循環(huán)通信以及從站之間的通信。DPV2可以根據(jù)不同的應(yīng)用需要開發(fā)出專用的行規(guī)（Profile），如用于運(yùn)動(dòng)控制的PROFIDrive和用于連鎖保護(hù)的PROFISafe。整理課件整理課件3.7.3 PROFInetPROFInet技術(shù)是PROFIBUS國際組織在1999

56、年開始發(fā)展的新一代通信系統(tǒng)，是分布式自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代概念。以互聯(lián)網(wǎng)和以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單且無需作任何改變地將PROFIBUS系統(tǒng)與現(xiàn)有的其它現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成，對(duì)于滿足從公司管理層到現(xiàn)場(chǎng)層的一致性要求是一個(gè)非常重要的方面。它的重大貢獻(xiàn)在于保護(hù)了用戶的投資，因?yàn)楝F(xiàn)有系統(tǒng)的部件仍然可應(yīng)用到PROFInet系統(tǒng)中并不作任何改變。整理課件整理課件主要內(nèi)容1.PROFInet部件模型 2.PROFInet運(yùn)行期 3.PROFInet的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 4.PROFInet與OPC的數(shù)據(jù)交換整理課件整理課件1.PROFInet1.PROFInet部件模型部件模型（1 1）工藝模塊）工藝模塊一個(gè)自動(dòng)化成套裝置或機(jī)器

57、的功能是通過對(duì)機(jī)械、電子/電氣和控制邏輯/軟件規(guī)定的交互作用來體現(xiàn)的。根據(jù)這個(gè)基本原則，PROFInet定義了功能術(shù)語，如:機(jī)械、電氣/電子和控制邏輯/軟件，從而形成一種工藝模塊，通過軟件部件對(duì)這種工藝模塊即PROFInet部件進(jìn)行建模。整理課件整理課件（ 2 2 ）PROFInetPROFInet部件部件PROFInet部件代表系統(tǒng)范圍工程設(shè)計(jì)中的一種工藝模塊。它將其自動(dòng)化功能封裝在一個(gè)軟件部件內(nèi)，而且從工藝的角度看，它包含一個(gè)與其它部件交互作用所需要的變量。這些接口在PROFInet的連接編輯器中可以進(jìn)行圖形化互連。整理課件整理課件（3 3）使用）使用XMLXML的部件描述的部件描述PRO

58、FInet部件是用XML語言描述的。由此創(chuàng)建的XML文件包含關(guān)于PROFInet部件的功能和對(duì)象方面的信息。作為一個(gè)庫元素的部件描述硬件描述軟件功能描述部件項(xiàng)目的存儲(chǔ)地點(diǎn)整理課件整理課件在PROFInet中確定DCOM(分布式的COM)作為PROFInel設(shè)備之間的公共應(yīng)用協(xié)議。存取工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)，例如:連接的裝載，診斷數(shù)據(jù)的讀取，設(shè)備參數(shù)化和組態(tài)，以及連接的建立和部分用戶數(shù)據(jù)的交換等，PROFInet都是通過DCOM完成的。TCP/IP和DCOM形成了公共的語言，這種語言是所有這些設(shè)備所使用的，并能在任何情況下都可用于啟動(dòng)設(shè)備之間的通信。優(yōu)化的通信通道用于運(yùn)行階段各種參與設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信。整

59、理課件整理課件（4 4）實(shí)時(shí)通信）實(shí)時(shí)通信為了能滿足自動(dòng)化中的實(shí)時(shí)要求，在PROFInel中規(guī)定了優(yōu)化的實(shí)時(shí)通信通道軟件實(shí)時(shí)通道 (SRT通道)，它基于以太網(wǎng)的第2層。這種解決方案極大地減少了通信棧上占用的時(shí)間，從而提高了自動(dòng)化數(shù)據(jù)的刷新率方面的性能。幾個(gè)協(xié)議層的去除減少了報(bào)文長度；在需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒發(fā)送以及應(yīng)用準(zhǔn)備就緒處理之前，只需要較少的時(shí)間。整理課件整理課件PROFInet不僅最小化了可編程控制器中的通信棧，而且也對(duì)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行了優(yōu)化。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)部件，例如同時(shí)從若干設(shè)備上裝載數(shù)據(jù)期間，不可能排除相當(dāng)大的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，為了能在這些情況下達(dá)到一種最佳的結(jié)果，在PROFlnet中

60、按照IEEE802.1q將這些信息包區(qū)分為優(yōu)先級(jí)。設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流由網(wǎng)絡(luò)部件根據(jù)此優(yōu)先級(jí)進(jìn)行控制。整理課件整理課件PROFInet規(guī)范以開放性和一致性為主導(dǎo)，以微軟OLE/COM/DCOM為技術(shù)核心，最大限度地實(shí)現(xiàn)開放性和可擴(kuò)展性，并向下兼容傳統(tǒng)工控系統(tǒng)，使分散的智能設(shè)備組成的自動(dòng)化向著模塊化的方向跨進(jìn)了一大步。整理課件整理課件（5 5）部件對(duì)象模型）部件對(duì)象模型 ( (COM)COM) PROFInet使用微軟的COM是面向?qū)ο蠓矫娴倪M(jìn)一步開發(fā)，它允許基于預(yù)制部件的應(yīng)用的開發(fā)。COM對(duì)象基本上由以下部分組成: 接口:帶有方法的完好定義的接口 實(shí)現(xiàn):定義的接口及其語義的實(shí)現(xiàn)在COM中，定義單個(gè)