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描述：
在现场层，大规模的节点服务或者是复杂的数据处理对PROFIBUS协议来说不适合，因为总线的循环时间和响应时间不能够达到要求。
PROFIBUS-DP（分布式I/O）协议专为在自动化现场层领域开发 。 PROFIBUS-DP的基本特征是用户的数据是以循环的数据映像区呈现的。因此，像以前面向对象接口的FMS或者S7 可以被完全避免。 PROFIBUS-DP通讯的基本是主－从系统。一个主站循环的轮询一个或多个从站。
DP protocol协议除了第7层(ISO-OSI 参考模型)的用户接口, 还有直接基于第2层(ISO-OSI 参考模型)接口，例如 FDL, 作为和DDLM（Direct Data Link Mappe）一起的标准应用。
有两种不同类型的DP主站：
- 1类主站：控制循环处理过程
- 2类主站：设备的参数化和诊断
因此和PROFIBUS协议的2层没有什么不同，所以的协议都可平行的操作在一个PROFIBUS网络里。
ISO-OSI参考模型的位置：
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图 01 - ISO-OSI参考模型的位置
I在参考模型里，FDL连接占1层和2层。PROFIBUS的2层被设计为 FDL 层 (Fieldbus Data Link) 。在2层上有另一个特殊接口，它被设计在4层 。 对于OSI参考模型其他层是空的。PROFIBUS的2层信息是具有高的传输可靠性的FDL通讯 (Hamming Distance HD=4)。在这里错误的信息检查并重发。
DP协议服务：
| 服务 | 描述 |
| 数据服务 | 读写参数化后的分布的I/O。若一站被参数化为从站，用户数据也可以以这种方式从主站获得。 |
| 诊断服务 | 诊断DP从站或者被DP主站参数化。 |
| 控制服务 | 允许以下列的形式发送控制任务到PROFIBUS-DP节点上：
- 操作模式的改变
- 读其他节点的输入输出
- 发送全局控制命令 |
DP协议的优势：
- 非常快的通讯协议。
- 可以和第三方的系统一起用。
- 有数据传输的确认。.
DP协议的缺点：
- 仅适用传输小的数据量 (<=244 bytes).
- 只能传输固定的长度。
- 相对高的配置量。
现场设备耦合器 FDC 157 (6ES7157-0AC84-0XA0) 的技术数据
尺寸和重量 |
尺寸 W x H x D（mm） | 80 x 125 x 130 |
重量 | 约 550 g |
模块特定的数据 |
背板总线上的传输速度 | 45.45 kBaud |
基金会现场总线 H1 上的传输速度 | 31.25 kBaud |
总线协议 | 基金会现场总线 H1 |
电压、电流、电位 |
额定电源电压 | 24 V DC（20.4 V 到 28.8 V） |
| 有 |
| 有 |
FF 部分的输出电压： | 31 V DC ± 1 V |
| 15.5 V |
| U > 35 V；锁存中断 |
| zui小 5 ms |
24 V 电源的电隔离 |
| 有 |
| 有 |
| 有 |
| 有 |
绝缘测试电压 | 500 V DC |
FDC 157 功耗 (24 V DC) | zui大 2.3 A |
输出电流 FF 部分：
（用于指明 FF 组态的尺寸） |
|
| 1 A |
模块的功率损耗 | zui大 13.4 W |
状态、中断、诊断 |
状态显示 | 无 |
中断 | 无 |
诊断功能 | 有 |
| 红色 LED“SF” |
| 红色 LED“BF” |
| 黄色 LED“M” |
| 黄色 LED“FB” |
| 黄色 LED“ACT” |
| 绿色 LED“ON” |
用于选择 FF 设备的数据 |
与现场设备耦合器 FDC 157 的连接 | - 总电流为 1000 mA 的 FF 设备的zui大功耗
- 具有用于基金会现场总线 H1 的证书的设备
- FF 设备位于危险区域之外
- zui多可连接 31 个 FF 设备
|
西门子网线
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 |
> zui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zui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。 |
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| Address: 设置通信数据区的起地址。 |
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| Length: 设置通信区域的大小，zui多32字节。 |
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| Unit: 选择是按字节（byte）还是按字（word）来通信。 |
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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zui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zui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
图6 设置完成后的从站通信区
> 设置通信区完成后，点击编译存盘按钮，编译无误后即完成从站的组态。
图7 从站的编译存盘
3) 组态主站
> 完成从站组态后，就可以对主站进行组态，基本过程与从站相同。在完成基本 硬件组态后对DP接口参数进行设置，如图8。本例中地址设为2，并选择与从站相同的PROFIBUS网络（PROFIBUS1）。波特率以及行规与从站应设置相同。（1.5Mbit/s；DP）。
> 然后在DP属性设置对话框中，选择“Operating Mode”标签，选择“DP Master”操作模式。如图9所示。
图8 主站DP接口参数设置
图9 DP接口为主站
> 连接从站：在硬件组态（HW Config）窗口中，打开硬件目录，选择“ PROFIBUS DP ? Configured Stations”文件夹，将CPU31x拖拽到主站系统DP接口的PROFIBUS总线上，这时会同时弹出DP从站连接属性对话框，选择所要连接的从站后，点击“Connect”按钮确认。如图10。
注：如果有多个从站存在时，要一一连接。
图10 连接从站
> 通信接口区：连接完成后，点击“Configuration”标签，设置主站的通信接口区从站的输出区与主站的输入区相对应，从站的输入区同主站的输出区相对应，如图11所示。图12为设置完成I/O通信区。
图11 通信数据区设置
图12 通信数据区
确认上述设置后，在硬件组态（HW Config）中，选择编译存盘按钮，编译无误后即完成主从通信组态配置。
图 13 组态的编译存盘
简单编程：在程序调试阶段，建议将OB82，OB86，OB122下载到CPU中，这样可使在CPU有上述中断触发时， CPU仍可运行。相关OB的解释可以参照STEP7帮助。
Design
FastConnect (FC) 工业以太网 IE FC 电缆 2 x 2 为径向对称结构设计，可采用 FC 剥线工具，从而可快速、简便地装配 IE FC 插座 RJ45 和 IE FC 插头。
- 因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。
- 可很容易地与 IE FC 接头的绝缘刺破触点连接，无需专门工具
- 通过总线电缆外皮以及通过 IE FC RJ45 插座和 IE FC 插头的接地方案，能实现系统范围内的接地
- 印有以米表示的标记
电缆类型
- IE FC TP 标准电缆 GP 2 x 2：
专门为快速装配而设计、带有刚性芯线的标准总线电缆；
4 根硬线绞合成的 4 线绞合电缆 - IE FC TP 耐用型标准电缆 GP 2x2：
标准的实芯总线电缆，专门针对快速安装而设计；
4 个实芯线，连接在 4 路星形分配器上，带坚固耐用的 TPE 外护套（热塑弹性材质制成） - IE FC TP 软电缆 GP 2 x 2：
用于临时运动特殊应用的软总线电缆；
4 根绞线合成的 4 芯绞合电缆 - IE FC TP 耐用型软电缆 GP 2x2：
软质总线电缆，专门针对临时性运行控制应用而设计；
4 个实芯线，连接在 4 路星形分配器上，带坚固耐用的 TPE 外护套（热塑弹性材质制成） - IE FC TP FRNC 电缆 GP 2 x 2:
在建筑物内使用柔性、无卤素电缆（FRNC= 阻燃无腐蚀性）；四条导线（柔性导线）被绞合成星绞四线组以便于偶然移动 - IE FC TP 拖缆 GP / IE FC TP 拖缆 2 x 2:
专用于在轨道链中受力运动导引的极软总线电缆，例如在连续运动的机器部件中；4 根绞合线组成的 4 芯绞合电缆 - IE FC 吊缆 GP 2 x 2:
在电缆拖曳/吊挂连续移动中使用的专用柔性电缆，例如，在起重机系统中使用；四个线芯（标准）绞合为四线组 - IE TP 抗扭电缆 2x2:
用于连续运动控制系统的极软总线电缆，例如用于机械手；绞合导线 - IE FC TP 食用电缆 2 x 2:
食品与饮料工业中使用的专用柔性电缆；
四个线芯绞合为四线组 - IE FC TP 船用电缆 2 x 2:
船用总线电缆；4 根绞合线组成的 4 芯绞合电缆，无卤素，船级社认证 - IE TP 接地电缆 2x2:
用于在土中固定布线的总线电缆，四根硬线绞合组成的 4 芯绞合电缆，附加外部 PE 护套（内部 FC 电缆设计） - IE TP 铁路电缆 2x2:
用于铁路等特殊应用的总线电缆，四根线（镀锡绞线）绞合组成的 4 芯绞合电缆，经认证用于铁路应用
产品概述 IE FC TP 电缆 2 x 2（与 PROFINET 兼容，符合“PROFINET 电缆布线和互连技术指南”1）)
