profibus通信方式培訓(xùn)資料

ProfibusTrainingCourse

PresentedbyGESGMTeamGEFanucAutomationGEFanucAutomation第1頁(yè)課程內(nèi)容Profibus與OSI7層網(wǎng)絡(luò)模型Profibus物理層Profibus數(shù)據(jù)鏈路層Profibus高層協(xié)議有關(guān)ProfibusDP技術(shù)術(shù)語(yǔ)GEFanuc遠(yuǎn)程I/O---FieldControl建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)建立90-30PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)第2頁(yè)P(yáng)rofibus與OSI7層網(wǎng)絡(luò)模型Profibus全稱是ProcessFieldBus，可見(jiàn)Profibus是一種適用于工業(yè)過(guò)程控制局域網(wǎng)作為一種局域網(wǎng)，Profibus必須最少具有OSI參照模型中第一、二層網(wǎng)絡(luò)第一層包括了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口及其傳輸技術(shù)，這是任何一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都必須具有網(wǎng)絡(luò)第二層是數(shù)據(jù)鏈路層，它負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何共享傳輸介質(zhì)物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)輸層會(huì)話層表達(dá)層應(yīng)用層顧客主機(jī)層次7654321物理層連接(傳輸介質(zhì))第3頁(yè)P(yáng)rofibus與OSI7層網(wǎng)絡(luò)模型...Profibus三個(gè)子集：FMS,DP和PA在物理層定義有所不一樣,DP與FMS均采取RS485技術(shù)，PA采取IEC1158-2技術(shù)不過(guò)，這三個(gè)子集在數(shù)據(jù)鏈路層均采取符合IEEE802.4標(biāo)準(zhǔn)邏輯令牌環(huán)協(xié)議在第二層以上，這三個(gè)子集采取各自高層協(xié)議對(duì)應(yīng)不一樣通訊任務(wù)：FMS主要完成PLC與PLC之間通訊，DP用于PLC與分散I/O之間通訊，PA用于過(guò)程控制中主控制器向傳感器供電并讀取信息第4頁(yè)P(yáng)rofibus與OSI7層網(wǎng)絡(luò)模型...ProfibusDP、FMS和PA所完成不一樣任務(wù)如右圖所示ProfibusDP所組成分散型I/O控制方案與傳統(tǒng)集中型控制方案相比，具有節(jié)省電纜、排除故障方便等長(zhǎng)處第5頁(yè)P(yáng)rofibus與OSI7層網(wǎng)絡(luò)模型...傳統(tǒng)集中型I/O控制方案如左圖所示以ProfibusDP為代表分散型I/O控制方案如右圖所示接線端子排去現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備GBC集中I/O分散I/O第6頁(yè)P(yáng)rofibus物理層ProfibusPA在物理層采取IEC1158-2傳輸技術(shù)每段32個(gè)設(shè)備，最多126臺(tái)設(shè)備每段只有一種電源，向該段上設(shè)備供電，每站消耗常量穩(wěn)態(tài)基本電流(10mA)，信號(hào)調(diào)制電流從+/-9mA到基本電流之間PA與DP之間通過(guò)度段耦合器連接，分段耦合器還是供電裝置波特率31.25k，總線電纜兩端裝有沒(méi)有源RC終端器，電纜最大長(zhǎng)度不大于1900m第7頁(yè)P(yáng)rofibus物理層...DP與FMS均采取RS485傳輸技術(shù)每個(gè)網(wǎng)站應(yīng)提供9針D型連接器作為總線接口，實(shí)際有用只有4根針每個(gè)網(wǎng)站9針D型連接器中3號(hào)針串連在一起，8號(hào)針也串連在一起總線電纜兩端須安裝有源終端電阻來(lái)確?？偩€通訊可靠第8頁(yè)P(yáng)rofibus物理層...ProfibusDP/FMS按分段方式組成網(wǎng)絡(luò)每段可有32臺(tái)設(shè)備，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可有127臺(tái)設(shè)備每段電纜長(zhǎng)度與總線波特率有一定關(guān)系，見(jiàn)下表段與段之間可通過(guò)中繼器相連，網(wǎng)上中繼器最大個(gè)數(shù)在3和10之間第9頁(yè)P(yáng)rofibus物理層...中繼器(Repeator)作用是將傳輸信號(hào)放大、整形，中繼器引入不可避免會(huì)引發(fā)位傳輸延遲當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備太多、網(wǎng)絡(luò)總線太長(zhǎng)，引發(fā)傳輸信號(hào)衰減嚴(yán)重時(shí)，就應(yīng)當(dāng)考慮使用中繼器中繼器兩邊網(wǎng)段必須使用相同波特率中繼器ProfibusDP第10頁(yè)P(yáng)rofibus物理層...在電磁干擾很大環(huán)境下、或者為了增加總線傳輸距離，ProfibusDP/FMS允許使用光纖傳輸技術(shù)每臺(tái)設(shè)備有兩根光纖，一根用于發(fā)送，另一根用于接收每臺(tái)設(shè)備通過(guò)光纖連到星型耦合器，耦合器將接收到光信號(hào)分送給連到它每臺(tái)設(shè)備這種拓補(bǔ)構(gòu)造看似星型，事實(shí)上仍是總線型光纖傳輸距離一般在1km左右，已有RS485/光纖轉(zhuǎn)換器星型耦合器網(wǎng)站網(wǎng)站網(wǎng)站網(wǎng)站第11頁(yè)P(yáng)rofibus數(shù)據(jù)鏈路層ProfibusFMS/DP/PA在網(wǎng)絡(luò)第二層都運(yùn)行相同介質(zhì)存取協(xié)議：FieldbusDataLink(FDL)Profibus網(wǎng)上設(shè)備可分為主站和從站(Master-Slave)所有運(yùn)行FMS協(xié)議設(shè)備都是主站，運(yùn)行DP和PA協(xié)議設(shè)備有主站和從站之分，每個(gè)主站有權(quán)控制總線訪問(wèn)其他設(shè)備主站之間依靠令牌傳遞依次取得總線控制權(quán)第12頁(yè)P(yáng)rofibus數(shù)據(jù)鏈路層...網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)主站都設(shè)有一種定期器：實(shí)際令牌運(yùn)行時(shí)間。這個(gè)定期器計(jì)算從令牌離開本站到令牌再次達(dá)到本站時(shí)間，這個(gè)時(shí)間值與最大令牌循環(huán)時(shí)間差值即是本站能夠控制令牌時(shí)間當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上令牌環(huán)建立后，每個(gè)主站保持有三個(gè)地址：本站地址TS，前趨地址PS，后繼地址NS。TS發(fā)送完之后，就發(fā)出一數(shù)據(jù)幀將令牌轉(zhuǎn)移給NS，并監(jiān)聽(tīng)NS是否發(fā)送數(shù)據(jù)幀假如NS沒(méi)有響應(yīng)，則TS斷定NS已經(jīng)不活動(dòng)。TS會(huì)發(fā)出廣播幀，咨詢是否有其他站站地址比NS小，如有，則該站取代NS在邏輯環(huán)中地位,這就完成了一種不活動(dòng)站刪除每個(gè)站在取得令牌若干次之后，總會(huì)發(fā)出廣播幀，問(wèn)詢網(wǎng)上是否有站號(hào)在TS與NS之間站，如有一種，則該站插入邏輯環(huán)。如有多種，則TS發(fā)出分解爭(zhēng)用幀，每次允許一種站插入邏輯環(huán)邏輯環(huán)初始化操作是令牌爭(zhēng)用過(guò)程，只有一種站爭(zhēng)得令牌，其他站按站插入算法插入邏輯環(huán)第13頁(yè)P(yáng)rofibus高層協(xié)議ProfibusDP第三至第七層是由DDLM(DirectDataLinkMapper)來(lái)完成，在第七層之上，主站DP協(xié)議要完成如下任務(wù)：根據(jù)主站中有關(guān)各個(gè)從站配備信息，向各從站發(fā)出配備查詢命令，假如從站實(shí)際配備情況與主站中有關(guān)該從站配備情況相符，則主站將開始與該從站周期性數(shù)據(jù)交換，每個(gè)DP從站可有244個(gè)輸出字節(jié)和244個(gè)輸入字節(jié)ProfibusFMS第七層是現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)格(FieldbusMessageSpecification)，第七層與第二層之間是低層接口(LowerLayerInterface,LLI)。設(shè)備FMS上層協(xié)議提供以對(duì)象為主客戶機(jī)-服務(wù)器通訊ProfibusPA高層協(xié)議與DP類似，它采取了擴(kuò)展DP協(xié)議第14頁(yè)有關(guān)ProfibusDP術(shù)語(yǔ)GSD文獻(xiàn)：每個(gè)Profibus設(shè)備技術(shù)性能(如：I/O數(shù)量)、總線參數(shù)(如：所支持波特率)均在GSD文獻(xiàn)中說(shuō)明，GSD也稱為電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文獻(xiàn)顧客在利用網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件配備主站時(shí)，需要提供每個(gè)從站GSD文獻(xiàn)以告訴主站每個(gè)從站參數(shù)GapFactor：Profibus主站取得多少次令牌后，應(yīng)允許有新站插入，次數(shù)即是GapFactorTargetRotationTime(最大令牌循環(huán)時(shí)間)：網(wǎng)絡(luò)中令牌循環(huán)一周也許最長(zhǎng)時(shí)間，該參數(shù)往往由網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件自動(dòng)計(jì)算出ActualTokenRuntime(實(shí)際令牌運(yùn)行時(shí)間)：從令牌離開本站開始計(jì)時(shí)時(shí)間值，令牌再次達(dá)到本站時(shí)，該計(jì)時(shí)值清零。該值與最大令牌循環(huán)時(shí)間差值即是本站能夠控制令牌時(shí)間SlotTime：主站發(fā)出數(shù)據(jù)幀之后，等候響應(yīng)時(shí)間值第15頁(yè)遠(yuǎn)程I/O---FieldControlFieldControl是GEFanucProfibusDP從站一種FieldControl遠(yuǎn)程I/O站由總線接口單元(BIU)和I/O模塊組成總線接口單元負(fù)責(zé)接收總線數(shù)據(jù)和向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)，BIU還負(fù)責(zé)與I/O模塊交換數(shù)據(jù)BIU提供標(biāo)準(zhǔn)9針D型網(wǎng)絡(luò)接口BIU上8位DIP開關(guān)用于設(shè)定FieldControl站號(hào)，SW8設(shè)置從站站號(hào)是硬件設(shè)定還是軟件設(shè)定，SW1-7設(shè)定硬件從站站號(hào)第16頁(yè)假如BIU上SW8設(shè)成ON，則FieldControl從站站號(hào)由SW1-7決定。假如SW=OFF,則從站站號(hào)由手持式編程器設(shè)定BIU上15針D型接口用于連接手持式編程器在手持式編程器上，可設(shè)置某些參數(shù)一般，AutoConfig應(yīng)設(shè)成Enable，這使得BIU能自動(dòng)掃描檢測(cè)I/O模塊在手持式編程器上還能夠監(jiān)視、強(qiáng)制本站I/O狀態(tài)BIU能夠自動(dòng)檢測(cè)總線波特率遠(yuǎn)程I/O---FieldControl第17頁(yè)遠(yuǎn)程I/O---FieldControlBIU上有三個(gè)LED批示燈,分別為：PWR、OK和RunPWR燈代表BIU24V供電正常OK燈代表BIU自檢通過(guò),假如BIU下面I/O模塊發(fā)生故障或者增加、減少了I/O模塊，OK燈會(huì)閃爍排除故障后再重新上電，OK燈恢復(fù)正常Run燈代表BIU與主站正常通訊，假如Run閃爍，則表白BIU下面I/O被HHP強(qiáng)制著第18頁(yè)遠(yuǎn)程I/O---FieldControlFieldControl單元與主站交換數(shù)據(jù)準(zhǔn)則如下：每次BIU向主站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，BIU除了報(bào)告本站所有輸入模塊信息，還匯報(bào)兩個(gè)字節(jié)故障診斷信息；每次主站向BIU發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，除了送出所有輸出模塊信號(hào)外，還向BIU送出兩個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度清除錯(cuò)誤命令故障診斷和清除錯(cuò)誤命令數(shù)據(jù)格式如右故障診斷清除錯(cuò)誤第19頁(yè)遠(yuǎn)程I/O---FieldControl通過(guò)HHP(手持式編程器)對(duì)FieldControl進(jìn)行I/O強(qiáng)制操作步驟如右將HHP連在BIU上，HHP初始菜單如右圖第一級(jí)所示，按1進(jìn)入I/O監(jiān)控，按2進(jìn)入組態(tài)將一種變量設(shè)置成強(qiáng)制狀態(tài)后，該變量狀態(tài)值左側(cè)會(huì)顯示*表明該變量目前處于強(qiáng)制狀態(tài)用光標(biāo)移動(dòng)鍵找尋I/O地址按1按1按ENT按1第20頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)基本步驟如下：1.設(shè)置5136-PFBDIP開關(guān)和跳線，設(shè)置FieldControlDIP開關(guān)2.在COMPROFIBUS軟件中，組態(tài)網(wǎng)上所有主站與從站，并將組態(tài)文獻(xiàn)輸出成二進(jìn)制文獻(xiàn)3.在CPU中裝入5136-PFB初始化程序4.運(yùn)行CPU，并在PC機(jī)上運(yùn)行HyperTerminal軟件，將二進(jìn)制文獻(xiàn)下載給5136-PFB模塊第21頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)90-70PLCProfibus接口模塊是SS-Tech公司生產(chǎn)5136-PFB-VME模塊，該模塊可提供DP、FMS功能5136-PFB提供標(biāo)準(zhǔn)9針D型網(wǎng)絡(luò)接口5136-PFB提供五個(gè)LED批示燈，從上至下分別為：PASS：該燈由VME總線主站(PLCCPU)向5136-PFB內(nèi)部寄存器寫入代碼后點(diǎn)亮。一般CPU對(duì)5136-PFB初始化后，該燈亮FAIL：該燈與Pass燈相反OK：當(dāng)5136-PFB模塊看門狗正常工作時(shí)，該燈點(diǎn)亮SYS：網(wǎng)絡(luò)上所有從站均正常通訊，該燈點(diǎn)亮COMM：5136-PFB模塊取得令牌時(shí)點(diǎn)亮5136-PFB模塊上有一組DIP開關(guān)用來(lái)設(shè)置該模塊在VME總線上地址第22頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...設(shè)置FieldControlDIP開關(guān)為：SW8=ON，SW1=1,Sw2=1SW3-SW7=0，這使得FieldControl站號(hào)被設(shè)為3用HHP設(shè)置BIUAutoConfig=Enable，并查看ProfibusID設(shè)置5136-PFBDIP開關(guān)為：SW1=OFF，SW2-SW10=ON，這使得5136-PFBVME總線地址被設(shè)為8000H第23頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...COMPROFIBUS軟件包是Profibus模塊常用組態(tài)工具，5136-PFB也需要用該軟件包來(lái)生成組態(tài)文獻(xiàn)該軟件能夠在Win3.1和Win95下運(yùn)行因該軟件被設(shè)計(jì)成能夠在SiemensPG710/750/770等專用編程器上運(yùn)行，因此在一般PC機(jī)上安裝時(shí)，不要選擇Online功能和MemoryDriver安裝完軟件之后，應(yīng)將所有GSD文獻(xiàn)拷貝到COMPROFIBUSGSD子目錄下，將5136-PFB2mh文獻(xiàn)拷貝到Masters子目錄下第24頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...進(jìn)入COMPROFIBUS軟件包，能夠在File菜單下選擇建立新文件(New)或打開已有文獻(xiàn)(Open)在COMPROFIBUS軟件包中，一種主站組態(tài)文獻(xiàn)擴(kuò)展名為et2每次增加一種從站設(shè)備GSD文獻(xiàn)到COMPROFIBUS中，用戶應(yīng)當(dāng)執(zhí)行ScanGSDFiles操作顧客也可選擇OpenGSDFiles操作來(lái)閱讀GSD文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)信息第25頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...選擇New(建立新文獻(xiàn))，窗口彈出如下顧客必須選擇主站類型：5136-PFB顧客還須為主站選定站號(hào)(Address)第26頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...選好主站類型及站號(hào)之后，主站顯示在窗口中，如左圖所示此時(shí)，能夠開始配備從站用鼠標(biāo)選中others將鼠標(biāo)移至主站下方點(diǎn)擊，如下窗口彈出，要求顧客選定從站站號(hào)第27頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...選定從站類型(如:FieldControl)從站顯示在主站下方，雙擊從站圖標(biāo)，從站組態(tài)窗口顯示如下:第28頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...在從站組態(tài)窗口中，每一行對(duì)應(yīng)從站BIU或I/O模塊假如FieldControl帶有一種BIU和一種16點(diǎn)輸入模塊、一種8點(diǎn)輸出模塊，則第一行對(duì)應(yīng)BIU，第二行對(duì)應(yīng)16點(diǎn)DI，第三行對(duì)應(yīng)8點(diǎn)DO顧客可選中OrderNo.或雙擊ID下空白欄來(lái)組態(tài)每個(gè)I/O模塊第29頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...選擇OrderNo.組態(tài)I/O模塊窗口如上所示雙擊ID下空白欄組態(tài)I/O模塊窗口如下所示，在此窗口中，須選擇每個(gè)I/O模塊類型(I、O、I/O)和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，之后自動(dòng)產(chǎn)生ID代碼第30頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...對(duì)于一種FieldControl單元包括一種BIU，一種16點(diǎn)輸入模塊和一種8點(diǎn)輸出模塊，其在COMPROFIBUS中組態(tài)如下：第31頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...生成了一種主站組態(tài)文件之后，應(yīng)當(dāng)將該文獻(xiàn)輸出轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制文獻(xiàn)，以便下載給5136-PFB模塊在File下選Export---BinaryFile，即可完成二進(jìn)制文獻(xiàn)轉(zhuǎn)換二進(jìn)制文獻(xiàn)擴(kuò)展名是2bf此時(shí)，COMPROFIBUS操作所有完成第32頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...目前，應(yīng)利用HyperTerminal將二進(jìn)制文獻(xiàn)下載到5136-PFB中在Win95Accessories中選HyperTerminal,窗口如右雙擊Hypertrm,窗口如下，選DirecttoCOM1第33頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...建立好這個(gè)連接后就能夠運(yùn)行這個(gè)連接讓CPU運(yùn)行5136-PFB模塊初始化程序，5136-PFB上SYS燈會(huì)開始閃爍當(dāng)SYS停頓閃爍時(shí)，在HyperTerminal中按住“*”直到與5136-PFB建立通訊,此時(shí)，SYS與COMM交替閃爍(橙色)鍵入rec2bfXmodem命令在Transfer菜單下選SendFile操作，再選中二進(jìn)制文獻(xiàn)，利用Xmodem協(xié)議下載二進(jìn)制文獻(xiàn)鍵入exit，并選擇將二進(jìn)制文獻(xiàn)載入5138-PFBFlashMemory第34頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...假如主站組態(tài)文獻(xiàn)與實(shí)際從站情況相符，且網(wǎng)絡(luò)電纜連接正常，則5138-PFB上LED除FAIL外所有點(diǎn)亮這表白你已成功建立了90-70ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)第35頁(yè)建立90-70PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...在90-70CPU中，GEFanuc提供標(biāo)準(zhǔn)子程序塊來(lái)初始化5136-PFB模塊，并讀取5136-PFB模塊中數(shù)據(jù)程序如右圖所示，INIT子程序用于初始化5136-PFB，Get和Put用于讀寫5136-PFB數(shù)據(jù)第36頁(yè)建立90-30PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)90-30PLCProfibusDP主站模塊如右圖標(biāo)準(zhǔn)9針Profibus連接器9針RS232連接器用于下載Firmware，更新模塊版本該模塊只須用CimplicityControl對(duì)它組態(tài)，不需要額外組態(tài)軟件三個(gè)LED批示燈：OK、RUN、PWRPWR燈：綠色--正常，黃色--模塊故障OK燈：綠色--模塊從CPU接收到正確組態(tài)內(nèi)容黃色--模塊沒(méi)有從CPU接收到正確組態(tài)內(nèi)容RUN燈：綠色--模塊在進(jìn)行總線通訊，所有從站通訊正常且無(wú)端障紅色--模塊不進(jìn)行總線通訊黃色--模塊在進(jìn)行總線通訊，但總線有故障或總線上從站有故障第37頁(yè)建立90-30PLCProfibusDP網(wǎng)絡(luò)...進(jìn)入CimplicityControl，在機(jī)架上配備ProfibusDP主模塊。注意，該模塊在BusController菜單中90-30ProfibusDP