西门子PLC模块CPU226CNDC/DC/DC
SIEMENS 上海湘谷自动化科技有限公司
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一.PROFIBUS 简介
1. PROFIBUS 基本性质
PROFIBUS规定了串行现场总线系统的技术和功能特性。通过这个系统,从底层(传感器、执行器级)到中层(单元级)的分布式、数字现场可编程控制器都可以连网。PROFIBUS区分为主站和从站。
> 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Pai),主站就可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S7300/400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。
> 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/s—12Mbit/s。
网段总线长度与传输速率的关系
传输速率/(Kbit/s) | 9.6—187.5 | 500 | 1500 | 3000--12000 |
总线长度/m | 1000 | 400 | 200 | 100 |
> 大节点数 127(地址0-126)
2. ROFIBUS现场应用类型
PROFIBUS提供了三种通信协议类型:FMS,DP和PA
> PROFIBUS-FMS: 用于现场通用通信任务的FMS接口(DIN 19245 T.2)
> PROFIBUS-DP: 用于与分布式I/O进行高速通讯
> PROFIBUS-PA: 用于执行规定现场设备特性的PA设备,它使用扩展的PROFIBUS-DP协议进行数据传输。
3. 利用PROFIBUS DP进行的通信
PROFIBUS-DP是为了实现在传感器-执行器级快速数据交换而设计的。ZY控制装置(例如可编程控制器)在这里通过一种快速的串行接口与分布式输入和输出设备通信。与这些装置的通信一般是循环发生的。
ZY控制器(主站)从从站读取输入信息并将输出信息写到从站。
单主站或者多主站系统可以由PROFIBUS-DP来实现。这使得系统配置异常方便。一条总线多可以连接126个设备(主站或从站)。
> 系统配置
系统配置的规范包含一系列的站点,I/O地址的分配, 输入输出数据的完整性,诊断信息的格式以及总线参数。
> 设备类型
DP1类主站 这是一种在给定的信息循环中与分布式站点(DP从站)交换信息 的ZY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。 |
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。 |
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。 |
二.通过PROFIBUS-DP实现两CPU集成DP接口之间的主从通信
PROFIBUS-DP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PROFIBUS 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。
1. 硬件和软件需求
硬件:
PROFIBUS-DP主站 S7-300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0),SM374
PROFIBUS-DP从站 S7-300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0);SM374
PROFIBUS电缆及接头
CP5512(PCMCIA卡,用于笔记本电脑)或PC适配器,CP5611(PC机)
软件:
STEP7 V5.3 SP2
2. 网络组态及参数设置
1) 新建项目:
在STEP7中创建一个新项目,然后选择Insert ? Station ? Simatic 300 station,插入两个S7 300站,这里命名为Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。当然也可完成一个站的配置后,再建另一个。如图1。
图1 在STEP7 硬件组态中插入两个S7 300站
2) 组态从站:在两CPU主从通信组态配置是,原则上要先组态从站。
> 硬件组态
双击Simatic 300(slave)“Hardware”,进入硬件组态窗口,在功能按钮栏中点击“Catalog”图标打开硬件目录,按硬件安装次序和订货号依次插入机架、电源、CPU和SM374等进行硬件组态。
插入CPU时会同时弹出PROFIBUS接口组态窗口。也可以插入CPU后,双击DP(X2)插槽,打开DP属性窗口点击属性按钮进入PROFIBUS接口组态窗口。点击“NEW”按钮新建PROFIBUS网络,分配 PROFIBUS站地址,本例设为3号站。点击“Propertives”按钮组态网络属性,选择“Network Setting”进行网络参数设置,如波特率、行规。本例传输速率为1.5Mbit/s,行规为DP。如图2。
图2 Profibus DP 网络参数设置
确认上述设置后,PROFIBUS接口状态如图3。
图3 Profibus 接口状态
> DP 模式选择
同样在DP属性设置对话框中,选择“Operating Mode”标签,激活“DP slave”操作模式。如果“Test,commissioning,routing”选项被激活,则意味着这个接口既可以作为DP从站,同时还可以通过这个接口监控程序。也可以用STEP7 F1帮助功能查看详细信息。
图4 DP 模式选择
> 定义从站通信接口区
选择“Configuration”标签,打开I/O通信接口区属性设置窗口,点击“New”按钮新建一行通信接口区,如图5可以看到当前组态模式为主从(MS,Master-slave configuration)。注意此时只能对本地(从站)进行通信数据区的配置。
Address type: 选择“Input”对应输入区,“Output”对应输出区。 | | |
Address: 设置通信数据区的起地址。 | | | |
Length: 设置通信区域的大小,多32字节。 | | |
Unit: 选择是按字节(byte)还是按字(word)来通信。 | |
Consistency: 选择“Unit”是按在“Unit”中定义的数据格式发送,即按字节或字发送; 若选择“All”表示是打包发送,每包多32字节。此时通信数据大于4个 字节时,应用SFC14,SFC15。 |
设置完成后点击“Apply”按钮确认。同样可根据实际通信数据建立若干行,但大不能超过244字节。在本例中分别创建一个输入区和一个输出区,长度为4字节,设置完成后可在“Configuration”窗口中看到这两个通信接口区。如图6。
图5 通信接口区设置哈尔滨西门子一级代理商
问题:
对于由一个不同的DP主站组态的一个DP从站,DP主站还可以读取这个DP从站的输入数据吗?
解答:
可以。通过组态直接数据交换,DP主站可以读取不是由其操纵的DP从站的输入数据。这种情况下,在PROFIBUS DP子网的物理层中,作 为多主站系统,两个DP主站必须都可用。
必要条件:
对直接数据交换,两个DP主站必须支持“send and receive capability for direct data exchange”,且DP从站必须支持“send capability for direct data exchange”。
从STEP 7 硬件配置中的(HW Config)硬件目录窗口中显示的模块数据,可以决定DP主站和DP从站的这些属性。
图 1:DP主站中直接数据交换的发送和接收能力
图 2:在DP从站中直接数据交换的发送和接收能力
支持直接数据交换的示例产品:
DP从站
- ET200 L
6ES7 131-1EH00-0XB0-电子模块DI 16 x AC 120V
6ES7 133-1EH00-0XB0-电子模块DI8/DO8 x AC120V
6ES7 133-1JH00-0XB0-电子模块DI8/RO8 x AC120V
6ES7 133-1BL01-0XB0-ET 200L 16DI/16DO DC 24V/0.
- ET200 M
6ES7 153-1AA03-0XB0-IM 153-1,分布式,PROFIBUS-DP
6ES7 153-1AA83-0XB0-IM 153-1,分布式,PROFIBUS-DP
- ET200 S
6ES7 151-1CA00-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 基本型
6ES7 151-1AB02-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 FO STANDARD
6ES7 151-1BA00-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 High Feature
6ES7 151-1AA03-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 标准型
- ET200 X
6ES7 147-1AA01-0XB0 - ET200X:基础模块BM147/CPU
6ES7 147-1AA10-0XB0 - ET 200X:基础模块BM147-1 CPU
6ES7 141-1BF01-0XB0 - ET200X:基础模块BM141,8DI
6ES7 141-1BF01-0AB0 - ET 200X:BM141 - ECOFAST RS485 8DI
DP主站
- C7
6ES7 626-2DG04-0AE3 - SIMATIC C7-626/P DP,成套设备
6ES7 633-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-633 DP,成套设备
6ES7 634-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-634 DP,成套设备e
6ES7 635-2EC01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Keys,成套设备
6ES7 635-2EB01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Touch
6ES7 636-2EC00-0AE3 - SIMATIC C7-636 Keys,成套设备
- S7-300
6ES7 313-6CE01-0AB0 - CPU313C-2 DP,32KB,16DI/16DO;DP-SS M/S
6ES7 314-6CF01-0AB0 - CPU314C-2 DP,48KB,24DI/16DO/4AI/2AO,DP-SS M/S
6ES7 315-2AF03-0AB0 - CPU 315-2 DP, 64 kB,0.3 ms/kAW
6ES7 315-2AG10-0AB0 - CPU 315-2DP, 128 kB,0.1 ms/kAW
6ES7 315-6FF01-0AB0 - CPU 315F
6ES7 316-2AG00-0AB0 - CPU 316-2DP,128kB, 0.3 ms/kAW
6ES7 317-2EJ10-0AB0 - CPU 317-2 PN/DP,512 kB,0.05 ms/kAW
6ES7 317-6FF00-0AB0 - CPU 317F-2DP,512 kB,0.1 ms/kAW
6ES7 318-2AJ00-0AB0 - CPU 318-2,512 kB,0.1ms/kAW
- S7-400
6ES7 412-1XF03-0AB0 - CPU 412-1,96 kB,0.2ms/kAW
6ES7 412-2XG00-0AB0 - CPU 412-2,144 kB,0.2ms/kAW
6ES7 414-2XG03-0AB0 - CPU 414-2,256 kB,0.1ms/kAW
6ES7 414-3XJ00-0AB0 - CPU 414-3,768 kB,0.1ms/kAW
6ES7 416-2XK02-0AB0 - CPU 416-2,1.6 MB,0.08ms/kAW
6ES7 416-3XL00-0AB0 - CPU 416-3,3.2 MB,0.08ms/kAW
6ES7 416-2FK02-0AB0 - CPU 416F-2,1.6 MB,0.08ms/kAW
6ES7 417-4XL00-0AB0 - CPU 417-4,4 MB
- ET200 S-CPU
6ES7 151-7AA10-0AB0 - ET 200S IM 151 CPU,48kByte
组态直接数据交换
直接数据交换功能在“listening in”DP主站的配置中组态。在运行DP从站的DP主站的组态中,只需简单地建立标准主站-从 站通讯。
在附上的示例项目中,ET 200S工作站(DP从站)由CPU 318-2 (DP主站)运行。 位于同一PROFIBUS DP网络的CPU 416-2 DP通过直接数据交换读取ET 200S输入模块的数据。
当组态CPU 416-2DP为处于监听状态的DP主站时,必须进行如下设置:
- 打开DP接口的属性,选择Configuration标签页。在此插入一个新行,其 为DX模块进行参数化(用于直接数据交换)。
图 3:CPU 416-2 DP的组态
- 通过输入DP从站的DP地址编辑DX的配置,输入相关数据的地址
图 4:组态-直接数据交换
西门子PLC模块CPU226CNDC/DC/DC