S7-200 SMART-PROFIBUS通信

S7-200 SMART-PROFIBUS通信

PROFIBUS

PROFIBUS 协议旨在实现与分布式 I/O 设备（远程 I/O）进行高速通信。PROFIBUS 系 统使用一个总线控制器轮询 RS485 串行总线上以多点型分布的 DP I/O 设备。 PROFIBUS 设备种类繁多，许多制造商都能提供。这些设备从简单的输入或输出模块到 复杂的电机控制器和 PLC，应有尽有。PROFIBUS DP 设备是指任何能够处理信息并将 其输出发送到主站的外围设备。DP 设备构成网络中的被动站（因其没有总线访问权）， 只能对接收到的消息给予确认或应主站请求发送响应信息。所有 PROFIBUS DP 设备均 具有相同的优先级，而所有网络通信均源自主站。 PROFIBUS 主站构成网络的“主动站”。PROFIBUS DP 定义两类主站。一类主站（通常为 中央可编程控制器 (PLC) 或运行专用软件的 PC）处理常规通信，或与分配给它的 DP 设 备交换数据。二类主站（通常为组态设备，如用于调试、维护或诊断的笔记本电脑或编程 控制台）为专用设备，主要用于与 DP 设备通信和用于诊断目的。 ROFIBUS 网络通常有一个主站与多个 DP I/O 设备。（请参见下图。）组态后的主站设 备能够识别所连 DP 设备的类型及地址。主站初始化网络并验证网络中的 DP 设备是否与 组态相符。主站会不断将输出数据写入 DP 设备并从这些设备读取输入数据。 在 PROFIBUS DP 主站成功组态了 DP 设备后，才拥有该 DP 设备。若网络中存在另一 个主站设备，则其访问个主站所拥有的 DP 设备时，将受到很大的限制。 S7-200 SMART CPU 作为带有 EM DP01 PROFIBUS DP 模块的 DP 设备连接到 PROFIBUS 网络。EM DP01 可作为 DP V0/V1 主站的通信伙伴。可从 Siemens 客户支 持获取 EM DP01 GSD 文件。

每个 S7-200 SMART CPU（ ST 与 SR 型号）可组态两个 ROFIBUS EM。 本地 CPU 存储 PROFIBUS EM 的组态数据，可通过每个模块上的开关来设置 PROFIBUS 地址。这使得必要时的通信模块更换变得非常简便。

EM DP01 PROFIBUS DP 模块

分布式外设 (DP) 标准通信

PROFIBUS DP（或 DP 标准）是种根据欧洲标准 EN 50170 定义的远程 I/O 通信协议。 遵循这一标准的设备即使由不同的公司所制造，也能够互相兼容。DP 代表分布式外备， 即远程 I/O。PROFIBUS 代表过程现场总线。 EM DP01 PROFIBUS DP 模块已实施以下通信协议标准中为 DP 设备定义的 DP 标准协 议： ● EN 50 170 (PROFIBUS) 描述了总线访问与传输协议，并规定了数据传输介质的属 性。 ● EN 50 170（DP 标准）描述了 DP 主站与 DP 设备之间的周期性高速数据交换。该标 准定义了组态与参数分配的过程，解释了如何使用分布式 I/O 功能实现周期性数据交 换，并列出了所支持的诊断选项。

需要组态 DP 主站以识别地址、DP 设备类型以及 DP 设备所需的任何参数分配信息。 DP 主站还将被告知将从 DP 设备读取的数据置于何处（输入），以及从何处获得数据以 写入 DP 设备（输出）。DP 主站建立网络，然后初始化其 DP 设备。DP 主站将参数分 配信息以及 I/O 组态写入 DP 设备。DP 主站随后从 DP 设备读取诊断信息以验证 DP 设 备已接受参数和 I/O 组态。DP 主站随后开始与 DP 设备交换 I/O 数据。与 DP 设备发生 的每个事物都是写入输出与读取输入。该数据交换模式会一直持续下去。如果出现异常， DP 设备就会通知 DP 主站，随后 DP 主站从 DP 设备读取诊断信息。 一旦 DP 主站将参数和 I/O 组态写入了 DP 设备，并且 DP 设备也接受了 DP 主站写入的 参数和组态，DP 主站就拥有该 DP 设备。DP 设备只接受其所属 DP 主站的写入请求。 网络中的其他 DP 主站能够读取该 DP 设备的输入和输出，但不能向该 DP 设备写入任何 信息。

使用 EM DP01 将 S7-200 SMART 连接为 DP 设备 

S7-200 SMART CPU 可通过 EM DP01 PROFIBUS DP 模块连接到 PROFIBUS DP 网 络。EM DP01 作为扩展模块连接到 S7-200 SMART CPU。EM DP01 PROFIBUS DP 模 块通过其 DP 通信端口连接到 PROFIBUS 网络。该端口支持 9600 波特到 12M 波特之间 的任一 PROFIBUS 波特率。请参见《EM DP01 PROFIBUS DP 模块的技术规范》了解 所支持的波特率。 EM DP01 作为 PROFIBUS DP 设备，可从 DP 主站接受多种不同的 I/O 组态，这有助于 用户根据应用要求定制数据传输量。不同于许多 DP 设备，EM DP01 不于传输 I/O  数据。EM DP01 还传送输入、计数器值、定时器值或任何其它移入 S7-200 SMART  CPU 中变量存储器的值。EM DP01 也会将来自 DP 主站的数据传送到 S7-200 SMART  CPU 的变量存储器。用户然后可将这些数据从变量存储器转移到其它数据存储区。 EM DP01 PROFIBUS DP 模块的 DP 端口可以连接到网络中的 DP 主站，并且依然能够 作为 MPI 设备与其它主站设备（例如，同一网络中的 SIMATIC HMI 设备或 S7-300/S7-400 CPU）通信。下图所示为带有 S7-200 SMART CPU SR20 和 EM DP01  PROFIBUS DP 模块的 PROFIBUS 网络： ● 配有 CPU 315-2 的 S7-300 作为 DP 主站，已通过装有 STEP 7 编程软件的 SIMATIC 编程设备进行组态。S7-315-2 DP 能够从 EM DP01 中读取数据或将数据写 入其中，支持 1 字节到 244 字节的数据。 ● S7-200 SMART CPU SR20 是归 CPU 315-2 所有的 DP 设备。ET 200 I/O 模块也是 归 CPU 315-2 所有的 DP 设备。 ● S7-400 CPU 连接到 PROFIBUS 网络上并使用 S7-400 CPU 用户程序中的 X_GET 指 令读取 CPU SR20 的数据。（其它 SIMATIC CPU 可使用 DB1 来访问 S7-200 SMART CPU 中的 V 存储器。）

组态 EM DP01

步骤 

1. 为将 S7-200 SMART EM DP01 PROFIBUS DP 模块用作 DP 设备，必须设置 DP 端 口的站地址以匹配 DP 主站组态中的地址。站地址通过 EM DP01 上的旋转开关进行设 置。

2. 在完成开关更改后，必须重启 S7-200 SMART CPU 才能使新的 DP 设备地址生效。

结果 

DP 主站设备通过将输出区域的信息发送到 DP 设备的输出缓冲区来与每个 DP 设备交换 数据。DP 设备通过返回 DP 主站存储在输入区域中的输入缓冲区内容来响应 DP 主站发 来的消息。

组态步骤 

S7-200 SMART EM DP01 PROFIBUS DP 模块可通过 DP 主站进行组态，以接受 DP 主 站发来的输出数据并将输入数据返回给 DP 主站。输出与输入数据缓冲区位于 S7-200 SMART CPU 的变量存储器（V 存储器）中。组态 DP 主站时，需要在 V 存储器 中定义输出数据缓冲区的起始字节单元，作为 EM DP01 的部分参数分配信息。还需要将 I/O 组态定义为要写入 S7-200 SMART CPU 的输出数据量和要从 S7-200 SMART CPU  返回的输入数据量。EM DP01 决定了来自 I/O 组态的输入和输出缓冲区的大小。DP 主站 将参数分配和 I/O 组态信息写入 EM DP01。EM DP01 随后将 V 存储器的地址以及输入 输出的数据长度传送到 S7-200 SMART CPU。这些值存储在 S7-200 SMART CPU 的专 用存储器中供用户程序使用。有关详细信息，请参见 “用户程序注意事项” (页 409)中的 SM 状态信息。

数据一致性

PROFIBUS 支持三种类型的数据一致性： ● 字节：确保字节作为整体传送。 ● 字：确保字的传送过程不会被 CPU 中的其它进程所中断。 ● 缓冲区：确保整个数据缓冲区作为一个单位传送，不会被 CPU 中的其它进程所中 断。 EM DP01 在数据处理过程中始终利用缓冲区一致性。

S7-200 SMART CPU 和 EM DP01 的数据缓冲区一致性 

EM DP01 和 S7-200 SMART CPU 可确保整个传送的缓冲区一致性： ● EM DP01 以一条消息的形式接收 DP 主站的输出。 ● EM DP01 将所有输出以一条消息形式传送到 S7-200 SMART CPU，并且传送过程不 可中断。 ● S7-200 SMART CPU 一次性将所有输出传送到 V 存储器。传送不可受用户干扰而中 断。 输入到 DP 主站时也会确保这种一致性： ● S7-200 SMART CPU 一次性将所有输入从 V 存储器传出。传送不可受用户干扰而中 断。 ● S7-200 SMART CPU 将所有输入以一条消息形式传送到 EM DP01。该传送不可被中 断。 ● EM DP01 将输入以一条消息形式发送到 DP 主站。

DP 主站的一致性

DP 主站 CPU 的一致性并非总是缓冲区一致。除非 DP 消息非常小，否则 DP 主站 CPU  不会将整个 DP 消息作为一个不可分割的对象进行处理。DP 主站 CPU 通常会以较小的 单位移动 PROFIBUS 数据。既可以通过它们将数据移动到 I/O 区，也可以由用户使用 DPRD_DAT（读取 DP 设备的一致性数据）与 DPWR_DAT（写入 DP 设备的一致性数 据）指令来控制移动。使用 DPRD_DAT 和 DPWR_DAT 指令，一次可获取一个组态“插 槽”的信息。因为允许有两个组态插槽，这样就可以使用两条 DPRD_DAT 指令来获取所 有数据。仅对每条 DPRD_DAT 指令保证一致性。