Profibus_DP概述.ppt

PROFIBUS概述 PROFIBUS的物理层 第一层 PROFIBUS RS485 使用的是屏蔽双绞电缆 PROFIBUS的第一层实现对称的数据传输 一个总线段的导线是屏蔽双绞电缆 段的两端各有一个终端电阻 传输速率 9 6Kbit sec 12Mbit sec PROFIBUSRS485的传输方式以半双工 异步 无间隙同步为基础进行数据交换 数据帧11位 PROFIBUS物理层支持光纤通信 PROFIBUS总线段 连PROFIBUS电缆 5V 0V 总线终端电阻开关 5V 0V 390Ohm 220Ohm 390Ohm 390Ohm 220Ohm 390Ohm PROFIBUS B导线 二进制信号 A导线 1 0 1 1 0 1 0 通过示波器可以监控信号传输的状态 数据传输时的信号形状 PROFIBUS 如果电缆过长 则信号开始变圆滑 数据传输时的信号形状 PROFIBUS PROFIBUS电器接口需要注意的问题 1 PROFIBUS接头问题大于1 5M时 避免连接站的电容性负载引起的导线反射 需要使用附加轴向电感的总线接头 2 PROFIBUS终端电阻问题使用终端电阻的站点不能调电 整个网络将瘫痪 有源总线终端 3 PROFIBUS短截线问题高的传输速率时短截线将使整个网络将瘫痪 现场总线数据链路 第二层 第二层规定总线存取控制 数据安全性及传输协议和报文处理 PROFIBUS第二层为FDL层 数据的安全性 所有报文均具有海明距离HD 4 如果报文出错 自动被重发一遍 参数可以设置 1 15 在第二层中允许广播和群播多点传输 PROFIBUS存取控制满足现场应用的需要1 同一级别的控制器和PC间通信 令牌传递程序 保证在确定的时间获得足够的机会处理自己的通信任务 2 复杂的PLC和PC与简单的分部式I O通信 必须快速而又尽可能少的协议开销 主 从程序 应用层 第七层 及PROFIBUS行规 ISO OSI参考模型的应用层提供用户需要的各种通信服务 FMS使用LLI LowerLayerInterface 实现连接的建立及监控 S7是一种优化的协议 可以通过PROFIBUS实现编程监控等功能 DP行规规定了相关应用的参数和行规的使用 使不同生产商的DP设备使用相同的标准 1 NC RC行规2 编码器行规3 传动行规4 操作员控制和过程监控行规5 防止出错数据传输行规 PROFIBUS网络拓扑 总线拓扑1 选用西门子中继器最多可以串连9个 PROFIBUS网络拓扑 通过OLM拓展 OLM 总线拓扑2 PROFIBUS网络拓扑 树形拓扑1 电器接口需要通过中继器 RS485中继器 PROFIBUS网络拓扑 树形拓扑2 通过OLM进行拓扑 PROFIBUS网络拓扑 环形拓扑 必须通过OLM进行拓扑 电器接口不支持 PROFIBUS 网络安装规则一个网段最大有32个元件 包括Repeater OLM 其他元件带有RS485驱动 第一个和最后一个网段最大有31个元件 两个中继器间最大有30个站每一个网段终端必须有终端电阻 PROFIBUS PEL potentialequalisationline Trans mitter Posi tioner 分布式电气柜 PEL DPorPA接口 现场 控制室 PROFIBUS Trans mitter Posi tioner 分布式电气柜 PEL DPorPA接口 现场 PEL potentialequalisationline 控制室 适合使用接地故障监视和延伸很大区域的安装 PROFIBUS通信协议 1 PROFIBUS DP使用了第一层和第二层 这种精简的结构保证了数据的高速传送 特别适合可编程控制器与现场分散的I O设备之间的通讯 通信方式主 从 2 PROFIBUS PAPROFIBUS PA使用扩展的PROFIBUS DP协议进行数据传输 此外 它执行规定现场设备特性的PA设备行规 传输技术依据IEC1158 2 7 标准 确保本质安全和通过总线对现场设备供电 使用DP PA耦合器和DP PALINK很容易将PA设备集成到PROFIBUS DP网络之中 与DP相比PA以电流方式传输 3 PROFIBUS FDL使用了第一层 第二层 SEND RECV接口 数据传输快 特别适合S7 300 S7 400和S5PLC相互之间的通讯 通信方式主 主 PROFIBUS通信协议 4 PROFIBUS FMS使用了第一层 第二层和第七层 应用层 第七层 包括FMS 现场总线报文规范 和LLI 低层接口 FMS包含应用协议和提供的通讯服务 LLI建立各种类型的通讯关系 并给FMS提供不依赖于设备的对第二层的访问 FMS处理单元级 PLC和PC 的数据通讯 功能强大和灵活可在广泛的应用领域使用 但是由于组态和编程比较繁琐 现在很少使用 5 PROFIBUS S7使用了第一层 第二层和第七层 特别适用于S7PLC与HMI PC 和编程器之间的通讯 也可以应用于S7 300与S7 400 S7 400与S7 400之间通讯 PROFIBUS通信网卡 PROFIBUS通信网卡 PROFIBUS通信网卡 额外 1 TDC CP50M0 支持DP协议 编程功能 可以同时作为主 从 2 S7 200EM277 支持DP从 S7OPC 3 S7 300 400集成的DP接口 支持DP主 从 S7协议 4 IM157DP PA5 PC侧PROFIBUS网卡注 CP5X1YX 4ISAX 5PCMCIAX 6PCI PROFIBUS网络参数 DP行规PROFIBUS参数组 适合单主站或多主站系统 例如PROFIBUS DP协议 DP行规只考虑STEP7以组态网络节点的负荷 Standard行规PROFIBUS参数组 适合多主站系统和所有扩展的多于一个STEP7项目的配置而设计的 例如FDL S7 FMS协议 PROFIBUS网络参数 如果没有激活 Includenetworkconfigurationbelow 选项 与DP行规相同 PROFIBUS网络参数 如果没有激活 Includenetworkconfigurationbelow 选项 会有什么问题 整个网络可能瘫痪 PROFIBUS网络参数 通用 DP FMS 行规PROFIBUS参数组 适合多主站S5 S5PLC S5 S7PLC之间FDL FMS协议通讯 User defined用户自己修改PROFIBUS参数适合最佳的总线行规 适合和第三方设备以定义的PROFIBUS参数相匹配 通常情况下不建议修改 PROFIBUS DP DP通信方式 主 从方式 主站 S7 300 400 ET200SCPU TDC PC S5等 从站 远处I O 仪表 变频器 S7 300 400等 每个从站都有标准的GSD文件 文件中的通信接口由提供方解释 通信数据区最大244字节 从站初始化 Slave diag set prm chk cfg Slave diag PROFIBUS DP DP1类 2类主站 PROFIBUS DP PROFIBUS DP PROFIBUS DP循环结构 DP循环 DP循环 DP循环 循环部分 非循环部分 t固定 t可变 t可变 I O数据 总线管理 从站初始化诊断报警 数据记录PG OP 报文重复 PROFIBUS DP PROFIBUS DP循环结构 固定循环时间 DP循环 DP循环 DP循环 循环部分 非循环部分 t固定 t可变 T固定 暂停 t可变 在等时通信时使用 应用在PROFIBUS上驱动装置的同步 只能单主站 PROFIBUS DP DX通信CPU315 2PN DP作为主站CPU314C 2DP作为接收站CPU315 2DP作为发布站 Receiver站CPU314C 2DP Publisher站CPU315 2DP PROFIBUS DP功能划分 RS485 RS485 IS的应用 FDL通信方式 主 主方式 1 适用S7 300 400 S5通信 CP342 5 CP343 5 CP443 5 2 在连接表中建立通信站FDL连接 并在每一CPU中调用FC5 AG SEND FC6 AG RECV 建立通信接口区最大240字节 并可以利用CP诊断功能监控数据传输 3 如果不在一个项目中 两个单位做同一项目 可以灵活利用映射的方式通信 以保证程序的安全性 FDL通信方式 PROFIBUS STATION2 STATION4 PROFIBUSADDRESSLSAPNO 映射区 映射区空间 OTHERSTATION FDL多点 广播通信 多点通信 通信站建立多点连接 连接对象PROFIBUSADDRESS为127 通信各站的LSAP相同 为一个组 广播通信 各通信站建立广播连接 连接对PROFIBUSADDRESS为127 LSAP为63 FMS通信方式 服务器 客户机方式 1 适用S7 300 400 S5通信 CP343 5 CP443 5basic 2 在连接表中建立通信站FMS连接 并在每一CPU中调用FB3 READ FB6 WRITE 建立通信接口区 所通信变量需在 SYMBOL 属性中定义 3 可以和第三方符合FMS协议的产品通信 而不考虑数据区M DB Q I FMS通信方式 服务器 客户机方式 PROFIBUS Serverclient Serverclient 读操作写操作 符号名 索引 name S7通信方式 服务器 客户机 主 主方式 1 适用S7 300 400 PC通信 CP342 5 CP343 5 CP443 5 2 S7通信是一优化协议 MPI PROFIBUS ETHERNET都可应用S7协议 如S7 300 PC S7 400 400 PC S7 300 400 服务器 客户机 3 在连接表中建立S7CONNECTION 并在CPU中调用SFB建立通信区 S7通信方式 服务器 客户机 主 主方式 S7 300CPU和新版CPV5 0 CP342 5 CP343 1 支持S7 CONNECTION连接 一个S7连接可以扩展到16个连接 S7通信方式系统功能块 SFB8 FB8USEND SFB9 FB9URECV 440字节 SFB12 FB12BSEND SFB13 FB13BRECV 64K字节 SFB14 FB14GET SFB15FB15PUT 400字节 发送 不需要对方确认 接收 异步的从接收信箱接收数据并传送到制定的地址区 发送 需要对方确认 大数据通信 发送 需要对方确认 单方编程 通信区透明 注 SFBsforS7 400 FBsforS7 300 PROFIBUSPA PROFIUSDP S7400Controller Systembus IndustrialEthernet FastEthernet DP PA Link GasAnalyser Flow Pressure Temperature pH C O2 ValvePositioner Level PROFIBUSPA PROFIBUSPA 耦合器coupler的主要作用 1 实现物理层的转换2 通过总线向现场仪表供电3 安全栅功能 实现危险区与安全区的电气隔离链接器Link的主要作用 1 控制着过程仪表与主控制器之间的数据通讯工作 它肩负着主设备和从设备的双重任务 2 作为主设备 它控制着内部总线的正常工作 作为从设备 它又担负着与上一层总线的通讯任务 PROFIBUSPA PROFIBUSPA网络拓扑结构 PROFIBUSPA PROFIBUSPA网络拓扑结构 PROFIBUSPA PROFIBUSPA网络拓扑结构 PROFIBUSPA