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1、高 校 教 材 网,http:/,第4章 现场总线及其应用,41 现场总线概述,现场总线（Fieldbus）是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、全开放、全双工、多节点的串行通信工业控制网络。,4.1.1 现场总线的发展历程,4.1.2 现场总线的特点,1开放性。,2交互性。,3自治性。,4适应性。,（一）现场总线的技术特点,http:/,第4章 现场总线及其应用,（二）现场总线的体系结构特点,1基础性。,2灵活性。,3分散性。,4、经济性。,http:/,第4章 现场总线及其应用,42 PROFIBUS介绍,表 4-1 PROFIBUS性能对比,http:/,第4章 现场总线及其应用,4.
2、2.1 PROFIBUS在工厂自动化系统中的位置,图4-2 PORFIBUS是面向现场级与车间级的数字化通信网络,http:/,第4章 现场总线及其应用,基于现场总线PROFIBUSDP/PA控制系统位于工厂自动化系统中的底层，即现场级与车间级。现场总线PROFIBUS是面向现场级与车间级的数字化通信网络。,http:/,第4章 现场总线及其应用,4.2.2 PROFIBUS控制系统组成,PROFIBUS控制系统组成包括以下几个部分：,1、一类主站 一类主站指PLC、PC或可做1类主站的控制器。1类主站完成总线通信控制与管理。 2、二类主站 PLC(智能型I/O) PLC可做PROFIBUS上
3、的一个从站。PLC自身有程序存储，PLC的CPU部分执行程序并按程序驱动I/O。作为PROFIBUS主站的一个从站。 分散式I/O(非智能型I/O) 通常由电源部分、通信适配器部分及接线端子部分组成。分散式I/O不具有程序存储和程序执行。 驱动器、传感器、执行机构等现场设备,http:/,第4章 现场总线及其应用,4.3 S7系列PLC的PROFIBUS-DP应用,4.3.1 PROFIBUS基础,1、PROFIBUS 基本性质,主站：主站掌握总线中数据流的控制权。只要它拥有访问总线权（令牌），主站就可以在没有外部请求的情况下发送信息。在PROFIBUS协议中，主站也被称作主动节点。 从站：从
4、站是简单的输入、输出设备。典型的从站为传感器，执行器以及变频 器。从站也可为智能从站，如S7300400带集成口的CPU等。从站不会拥有总线访问的授权。从站只能确认收到的信息或者在主站的请求下发送信息。从站也被称作被动节点。,http:/,第4章 现场总线及其应用,传输方法：符合美国标准EIA RS485的闭合电路传输，是制造工程、建筑服务管理系统和动力工程的基本标准。它采用铜导体的双绞线，也可用光纤。 传输速度：PROFIBUS总线的传输速率从9.6Kbit/s12bit/s。,http:/,第4章 现场总线及其应用,设 备 类 型 1）DP1类主站：这是一种在给定的信息循环中与分布式站点（
5、DP从站）交换信息的中央控制器。 典型的设备有：可编程控制器（PLC），微机数值控制（CNC）或计算机（PC）等。 2）DP2类主站：属于这一类的装置包括编程器，组态装置和诊断装置，例如上位机。这些设备在DP系统初始化时用来生成系统配置。 3）DP从站：一台DP从站是一种对过程读和写信息的输入输出装置（传感器/执行器），例如分布式I/O、ET200、变频器等。,http:/,第4章 现场总线及其应用,4.3.2 通过PROFIBUSDP实现两CPU集成DP接口之间的主从通信,PROFIBUSDP从站不仅仅是ET200系列的远程I/O站，当然也可以是一些智能从站，如带集成DP接口和PROFIBU
6、S 通信模块的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作为DP的从站。,下面我们将以两个CPU315-2DP CPU之间主从通信为例介绍连接智能从站的组态方法。,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-3 在STEP7 硬件组态中插入两个S7 300站,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-4 Profibus DP 网络参数设置,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-5 Profibus 接口状态,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-6 DP 模式选择,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-7 通信接口区设置,http:/,第4章 现场总线及
7、其应用,图4-8 设置完成后的从站通信区,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-9 从站的编译存盘,http:/,第4章 现场总线及其应用,图6-10 主站DP接口参数设置,http:/,第4章 现场总线及其应用,图6-11 DP接口为主站,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-12 连接从站,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-13 通信数据区设置,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-14 通信数据区,http:/,第4章 现场总线及其应用,图 4-15 组态的编译存盘,http:/,第4章 现场总线及其应用,4.3.3 PLCPLC之间的ProfiBus
8、通讯,1. CP342-5 作主站与FC1(DP_SEND), FC2(DP_RECV)的应用,2. CP342-5 作从站与FC1(DP_SEND),FC2(DP_RECV)的应用,http:/,第4章 现场总线及其应用,44 通过PROFIBUS与第三方设备通信,支持PROFIBUS协议的第三方设备将设备相关的特性及PROFIBUS接口的参数打包在一个GSD文件（*.gsd）中，PROFIBUS中第三方设备的加入通过导入该设备的相关GSD文件来实现，在本例中，通过S7-300与S7-200的通信来进行说明。,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-32 在项目中插入S7-300站,h
9、ttp:/,第4章 现场总线及其应用,图4-33 导入新的GSD文件,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-34 选择EM277的GSD文件,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-35 选择通信数据区,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-36 设置EM277的从站地址,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-37 EM277上的拨动开关,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-38 STEP7中的数据交换,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-39 S7-200中的变量,http:/,第4章 现场总线及其应用,45 WinCC 通过Profibus
10、 与Drive 通讯,本例介绍使用WinCC作为主站，通过PROFIBUS控制电机控制设备（如变频器等），所需硬件及软件： COM PROFIBUS 软件 WinCC 组态编程软件 上位机中安装Profibus 通讯卡, 如: CP5613,CP5611 Profibus 通讯电缆 Profibus 总线联结器 Drive 中有Profibus 通讯模板.如: MASTER DRIVE 的CBP2 通讯模板, 标准变频器的Profibus 通讯模板,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-40 启动COM PROFIBUS,http:/,第4章 现场总线及其应用,图6-41 在COM P
11、ROFIBUS中设置主站,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-42 设置操作模式,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-43 选择主站的通信设备,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-44 在COM PROFIBUS中设置从站,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-45 保存COM PROFIBUS的设置,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-46 打开PG/PC Interface设置,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-47 选择通信设备,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-48 选择COM PROFIBUS中生成的配置文件,h
12、ttp:/,第4章 现场总线及其应用,图4-49 在Tag Management 中加入新的设备,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-50 打开二进制文件PROFIBUS DP.CHN,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-51 添加新的连接,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-52 选择属性,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-53 设置从站地址,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-54 建立变量,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-55 设置变量的属性,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-56 设置变量的地址,http:/
13、,第4章 现场总线及其应用,46 PROFIBUS自由第二层通信,FDL是PROFIBUS的第二层数据链路层（Fieldbus Data Layer）的缩写，它可以提供高等级的传输安全保证，能有效地检测出错位、双向数据传输，发送方和接收方可以同时触发发送和接收响应。,下面我们配置实现一台314C-2DP和一台314C-2PtP通过CP342-5和CP343-5之间的FDL通讯： 首先根据系统的配置在STEP7中创建两个Project，在Hwconfig窗口中分别进行硬件组态：,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-57 硬件组态,http:/,第4章 现场总线及其应用,图4-58 建立新的PROFIBUS子网,http:/,第4章 现场总线及其
