西门子PLC通讯指南（内部培训）

西门子PLC通讯指南（内部培训）,培训人：xxx,培训对象：自动化工程师,西门子PLC网络,PROFIBUS现场总线通信技术,§1 PROFIBUS介绍 §2 PROFIBUS DP设备分类 §3 CPU31x-2DP之间的DP主从通信 §4 CPU31x-2DP通过DP接口连接远程I/O站 §5 CP342-5作主站的PROFIBUS-DP组态应用 §6 CP342-5作从站的PROFIBUS-DP组态应用 §7 PROFIBUS-DP从站之间的DX方式通讯,§1 PROFIBUS介绍,PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一，PROFIBUS总线87年由Siemens公司等13家企业和5家研究机构联合开发，99年PROFIBUS成为国际标准IEC 61158的组成部 分，2001年批准成为中国的行业标准JB/T 10308.3-2001。 PROFIBUS的组成 PROFIBUS协议结构 传输技术 PROFIBUS总线连接器 PROFIBUS介质存取协议,1. PROFIBUS的组成,PROFIBUS协议包括3个主要部分： PROFIBUS-DP（分布式外部设备） PROFIBUS-PA（过程自动化） PROFIBUS-FMS（现场总线报文规范）,PROFIBUS-DP（分布式外部设备）,PROFIBUS-DP是一种高速低成本数据传输，用于自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O（例如ET 200）的通信。主站之间的通信为令牌方式，主站与从站之间为主从轮询方式，以及这两种方式的混合。一个网络中有若干个被动节点（从站），而它的逻辑令牌只含有一个主动令牌（主站）， 这样的网络为纯主-从系统。,PROFIBUS-PA（过程自动化）,PROFIBUS-PA用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输，使用扩展的PROFIBUS-DP协议。,PROFIBUS-FMS（现场总线报文规范）,PROFIBUS-FMS可用于车间级监控网络，FMS提供大量的通信服务，用以完成中等级传输速度进行的循环和非循环的通信服务。,2. PROFIBUS协议结构,3. 传输技术,PROFIBUS总线使用两端有终端的总线拓扑结构。,PROFIBUS使用三种传输技术：PROFIBUS DP和PROFIBUS FMS采用相同的传输技术，可使用RS-485屏蔽双绞线电缆传 输，或光纤传输；PROFIBUS PA采用IEC 1158-2传输技术。,4. PROFIBUS总线连接器,5. PROFIBUS介质存取协议,PROFIBUS通信规程采用了统一的介质存取协议，此协议 由OSI参考模型的第2层来实现。 使用上述的介质存取方式，PROFIBUS可以实现以下三种 系统配置： 纯主-从系统（单主站） 纯主-主系统（多主站） 两种配置的组合系统（多主-多从）,纯主-从系统（单主站）,单主系统可实现最短的总线循环时间。以PROFIBUS-DP系统为例，一个单主系统由一个DP-1类主站和1到最多125个DP- 从站组成，典型系统如图所示。,纯主-主系统（多主站）,若干个主站可以用读功能访问一个从站。以PROFIBUS-DP系统为例，多主系统由多个主设备（1类或2类）和1到最多 124个DP-从设备组成。典型系统如图所示。,两种配置的组合系统（多主-多从）,§2 PROFIBUS DP设备分类,PROFIBUS-DP在整个PROFIBUS应用中，应用最多、最广 泛，可以连接不同厂商符合PROFIBUS-DP协议的设备。 PROFIBUS-DP定义三种设备类型： DP-1类主设备（DPM1） DP-2类主设备（DPM2） DP-从设备,1.DP-1类主设备（DPM1）,DP-1类主设备（DPM1）可构成DP-1类主站。这类设备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，并对总线通信进行控制和管理的中央控制器。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. DP-2类主设备（DPM2）,DP-2类主设备（DPM2）可构成DP-2类主站。这类设备在DP系统初始化时用来生成系统配置，是DP系统中组态或监视工程的工具。除了具有1类主站的功能外，可以读取DP从站的输入/输出数据和当前的组态数据，可以给DP从站分配新的总线地址。属于这一类的装 置包括编程器，组态装置和诊断装置，上位机等。,3. DP-从设备,DP-从设备可构成DP从站。这类设备是DP系统中直接连接I/O信号的外围设备。典型DP-从设备有分布式I/O、ET200、变频器、驱动器、阀、操作面板等。根据它们的用途 和配置，可将SIMATIC S7的DP从站设备分为以下几种： 紧凑型DP从站 模块式DP从站 智能DP从站,紧凑型DP从站,紧凑型DP从站具有不可更改的固定结构输入和输出区 域。ET200B电子终端（B代表I/O块）就是紧凑型DP从站。,模块式DP从站,模块式DP从站具有可变的输入和输出区域，可以用SIMATIC Manager的HW config工具进行组态。ET 200M是模块式DP从站的典型代表，可使用S7-300全系列模块，最多可有8个I/O模块，连接256个I/O通道。ET 200M需要一个ET 200M接 口模块（IM 153）与DP主站连接。,智能DP从站,在PROFIBUS-DP系统中，带有集成DP接口的CPU，或CP342-5通信处理器可用作智能DP从站，简称“I从站”。智能从站提供给DP主站的输入/输出区域不是实际的I/O模块所使 用的I/O区域，而是从站CPU专用于通信的输入/输出映像区。 在DP网络中，一个从站只能被一个主站所控制，这个主站是这个从站的1类主站；如果网络上还有编程器和操作面板控制从站，这个编程器和操作面板是这个从站的2类主站。另外一种情况，在多主网络中，一个从站只有一个1类主站，1类主站可以对从站执行发送和接收数据操作，其他主站只能可选择地接收从站发给1类主站的数据，这样的主站也是这个 从站的2类主站，它不直接控制该从站。,各种站的基本功能,§3 CPU31x-2DP之间的DP主从通信,CPU31x-2DP是指集成有PROFIBUS-DP接口的S7-300CPU，如CPU313C-2DP、CPU315-2DP等。下面以两个CPU315-2DP之间主从通信为例介绍连接智能从站的组态方法。该方法同样适 用于CPU31x-2DP与CPU41x-2DP之间的PROFIBUS-DP通信连接。 PROFIBUS-DP系统结构 组态智能从站 组态主站 连接从站 编辑通信接口区 简单编程,1.PROFIBUS-DP系统结构,PROFIBUS-DP系统结构如图所示。系统由一个DP主站和一个智能DP从站构成。 DP主站：由CPU315-2DP（6ES7 315-2AG10-0AB0）和 SM374构成。 DP从站：由CPU315-2DP（6ES7 315-2AG10-0AB0）和 SM374构成。,2.组态智能从站（1/5）,在对两个CPU主-从通信组态配置时，原则上要先组态从站。 新建S7项目 打开SIMATIC Manage，创建一个新项目，并命名为“双集成DP通信”。插入2个S7-300站，分别命名为S7-300_Master和S7_300_Slave，如图所示。,2.组态智能从站（2/5）,硬件组态 进入硬件组态窗口，按硬件安装次序依次插入机架、电源、CPU和SM374（需用其他信号模块代替，如SM323 DI8/DO8 24VDC 0.5A）等完成硬件组态。,2.组态智能从站（3/5）,组态从站的网络属性,2.组态智能从站（4/5）,DP模式选择 选中PROFIBUS网络，然后点击按钮进入DP属性对话框，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。,2.组态智能从站（5/5）,定义从站通信接口区,在DP属性对话框中，选择“Configuration”标签，打开I/O通信接口区属性设置窗口，点击按钮新建一行通信接口区，如所示，可以看到当前组态模式为Master-slave configuration。注意此时只能对本地（从站）进 行通信数据区的配置。 编译组态,3. 组态主站（1/2）,3. 组态主站（2/2）,4.连接从站,5.编辑通信接口区（1/3）,5.编辑通信接口区（2/3）,5.编辑通信接口区（3/3）,完成组态,6.简单编程,§4 CPU31x-2DP通过DP接口连接远程I/O站,ET200系列是远程I/O站，为ET 200B自带I/O点，适合在远程站点I/O点数不太多的情况下使用；ET 200M需要由接口模块通过机架组态标准I/O模块，适合在远程站点I/O点数较 多的情况下使用。 下面举例介绍如何配置远程I/O，建立远程I/O与CPU31x- 2DP的连接。 PROFIBUS-DP系统结构 组态DP主站 组态远程I/O从站ET200M 组态远程现场模块ET200B,1.PROFIBUS-DP系统结构,PROFIBUS-DP系统由一个主站、一个远程I/O从站和一个 远程现场模块从站构成。 DP主站：选择一个集成DP接口的CPU315-2DP、一个数字量输入模块DI32×DC24V/0.5A、一个数字量输出模块DO32×DC24V/0.5A、一个模拟量输入/输出模块 AI4/AO4×14/12Bit。 远程现场从站：选择一个B-8DI/8DO DP数字量输入/输 出ET200B模块。 远程I/O从站：选择一个ET 200M接口模块IM 153-2、一个数字量输入/输出模块DI8/DO8×24V/0.5A、一个模拟量 输入/输出模块AI2×12bit、AO2×12bit。,2.组态DP主站(1/3),新建S7项目 启动STEP 7，创建S7项目，并命名为“DP_ET200”。 插入S7-300工作站 在项目内插入S7-300工作站，并命名为“DP_Master”。 硬件组态 进入硬件配置窗口，按硬件安装次序依次插入机架Rail、电源PS 307 5A、CPU315-2DP、DI32×DC24V/0.5A、 DO32×DC24V/0.5A、AI4/AO4×14/12Bit等。,2.组态DP主站(2/3),设置PROFIBUS 插入CPU315-2DP的同时弹出PROFIBUS组态界面，组态PROFIBUS站地址，本例设为2。然后新建PROFIBUS子网，保持默认名称PROFIBUS（1）。切换到“Network Settings”标签， 设置波特率和行规，本例波特率设为1.5Mbps，行规选择DP。 单击OK按钮，返回硬件组态窗口，并将已组态完成的DP 主站显示在上面的视窗中。,2.组态DP主站(3/3),完成组态,3.组态远程I/O从站ET200M(1/4),组态ET 200M的接口模块IM 153-2 在硬件配置窗口内，打开硬件目录，从“PROFIBUS-DP”子目录下找到“ET 200M”子目录，选择接口模块IM153-2，并将其拖放到“PROFIBUS（1）：DP master system”线上，鼠标变 为+号后释放，自动弹出的IM 153-2属性窗口。 IM 153-2硬件模块上有一个拨码开关，可设定硬件站点地址，在属性窗口内所定义的站点地址必须与IM 153-2模块上所设定的硬件站点地址相同，本例将站点地址设为3。其他 保持默认值，即波特率为1.5Mbps，行规选择DP。,3.组态远程I/O从站ET200M(2/4),3.组态远程I/O从站ET200M