西门子DP协议网络组建说明

简单Profibus/DP实验系统的组建Writedby远方DND-DeviceNet引言：为了让更多刚接触到Profibus系统的朋友能对Profibus的网络架构及系统运行机制有一个整体的认识，笔者根据自身的运用经历编写这篇文章，以期望能带领各位读者快速进入到Profibus的世界。本文所采用的系统是SiemensS7300的CPU，加上ET200M并带AI和DI模块，另加一SiemensMMX420变频器带Profibus接口板组成。系统的目的是实现远程控制变频器启动，停止，及频率给定的操作，并实现变频器参数的访问。一、软件需求本文所采用的软件系统为STEP7V5.1incl.ServicePack4+NCMS7，并附有授权钥匙盘，如果你是通过其它途径获得此软件而无授权盘，但你只用作学习与研究之用，则你可以使用国内一些朋友所开发的自动授权软件，而得以正常使用此软件。安装S7Manager对于熟悉WindowsOS的用户来说，是一件极其简单的事，但光盘中提供了多个语系的版本安装，默认情况下选择了所有的版本，我们建议你只安装En文版本。在安装结束的时候，会提示你使用授权盘，如果你有授权盘，则可以立即输入授权，否则可跳过以后再进行授权。二、硬件平台本文所采用的系统所需要的硬件列表如下：1）POWER[PS3072A]。2块，一块供给CPU，一块供给ET200M模块。2）SIMATICS7-300CPU315-2DP主CPU3）SIMATICET200M[IM153-1]从模块接口4）SM321DI16XDC24V16路数字量输入模块，通过ET200M与网络交换数据5）SM331AI2X12BIT2路模拟量输入模块，通过ET200M与网络交换数据6）SIMATICS7PCAdapterV5.1+cable7）MICROMASTERPROFIBUSOptionalBoardMMX420变频器Profibus通讯模块8）MICROMASTER420ACDRIVESMMX420变频器三、Profibus/DP网络的硬件连接1、DP的网络拓朴在DP系统上，存在三类设备：一类主站（Class1）、二类主站（Class2）及从站（Slave）。一类主站主要是中央控制器，它与分散的IO设备（从站）交换数据，如通常情况下的PLC，PC及VME等。二类主站一般用作组态，监视用，它被用来设定网络或参数，监视DP从站设备。而DP从站则是直接连接IO信号的外围设备，典型的有输入，输出，驱动器，阀门，操作面板等设备。DP总线采用高速的RS485，异步NRZ编码方法，波特率支持9.6KBit/S到12MBit/S，中间有多级频率可供选择。总线传输使用屏蔽双绞线电缆。每段可以挂32个站，总线最多允许有127个站，其长度可达1000M，如果使用中继器则可延长到10公里。2、DP的连接器（Connector）DP总线提供标准的总线连接器，如左图所示。总线连接器接口是标准的9针D型插头，其插座部分被安装到设备上。Profibus并不规定用户一定使用这样的D型插头，如果其他连接器能提供必要的命令信号的话，也允许使用。9针D型插头的引脚定义如下：标准的连接器内部有红色与绿色两个接口，分别标示“A”和“B”，接线时将电缆的相同的颜色的线与接口相接即可。总线连接器上存在终端电阻，提供你可以选择使用终端电阻有效还是无效，一般在总线的两个终端，终端电阻选为“ON”，否则都为“OFF”。3、总线终端总线的两端需要加上终端电阻。如图所示，是Profibus总线的前后两个终端，终端电阻只需存在于总线的第一个站和最后一个站的连接器上（直接将连接器上的Switch拨到“ON”位置即可以使终端电阻有效）。为使连接器上的终端电阻有效，处于总线第一和最后位置上的两个设备，在提供网络数据线连接的同时，还必须额外提供5V的电源。4、网络的最终架构实现利用上面提到的设备，我们使用标准的总线连接器（Connector）和标准的屏蔽双绞线电缆，将所有的设备相连接。S7-300的PLC作为整个系统的中央控制器（Master），PCAdapter连接PC与PLC，实现网络配置和对PLC编程的下载以及对设备的监控功能。PS3072A的电源模块，供给S7-300所需要的24VDC电源，另一个PS3072A电源模块供给ET200M及所连接的DI和AI设备所需的24VDC电源。SM321数字输入（DI）模块及SM331模拟量输入（AI）模块的数据都通过ET200M模块与总线交换数据。另外，就是MMX420Drives，MMX系列变频器有Profibus通讯接口选件，可以通过此接口模块实现变频器设备与Profibus的数据交换。当这些设备都正常连接起来后，检查总线前后两端的终端电阻是否设置正确，确保无误后，可以加电。一般在这时候加电，PLC及ET200M上的SF及BUSF之LED都会亮RED，表示有错误。接下去应该对网络进行正确的配置，以让网络可以进行工作。简单Profibus/DP实验系统的组建Writedby远方DND-DeviceNet引言：为了让更多刚接触到Profibus系统的朋友能对Profibus的网络架构及系统运行机制有一个整体的认识，笔者根据自身的运用经历编写这篇文章，以期望能带领各位读者快速进入到Profibus的世界。本文所采用的系统是SiemensS7300的CPU，加上ET200M并带AI和DI模块，另加一SiemensMMX420变频器带Profibus接口板组成。系统的目的是实现远程控制变频器启动，停止，及频率给定的操作，并实现变频器参数的访问。四、网络组态在前面的准备工作做好后，即可以转到配置计算机（PC）上，来完成对网络的组态动作。在此之前，确保你的PCAdapter已与PC和PLC相连。启动S7Manager。如果你是正常安装，则在你的桌面上会出现S7Manager的图标，双击可以启动它。正常启动后如右图所示。新建一个Project。点菜单File-New或按Ctrl+N可以开始新建一个Project。系统会弹出一个对话框，在Name栏位输入Project的名称，我们在Name框里输入“PN-01”，在下方选择好存放的路径，点击OK以确定。系统会生成一个新的Project，但它什么也做不了，我们需要加入一些东西在里面。点击主菜单Insert-Station-SIMATIC300Station以加入一个S7300系列的主站系统。其默认的名称为“SIMATIC300(1)”，一般情况下没有必要修改这个名称，除非你真的有必要，双击这个图标，可以看到右边的列表里出现“Hardware”，利用它我们可以对网络上的设备进行Configure。双击“Hardware”以打开硬件配置窗口。如图所示。右边的列表列出了已经正确载入GSD的设备，如果你无法在此列表中找到你想加入的设备，则你可能需要导入该设备的GSD文件，以让系统可以正确的识别你想加入的新设备。在这里，我们需要为MMX420的通讯模块导入其GSD文件，可以在所附的光盘里找到其图标文件（asi80b5n.bmp）及GSD文件（siem80b5.gsd）。点击主菜单Option-InstallNewGSD...，选择GSD文件所在的路径，打开即可载入此GSD文件。当GSD文件正确载入后，可以到右边列表中AdditionalFieldDevices下面找到，而更细的路径是在GSD文件里进行指定的，如此例中，GSD文件里指定的路径为：Slave_Family=1@TdF@SIMOVERT则可以将所载入的GSD文件对应的设备放到右图所示的路径下面。接下来可以进行设备的配置了。首先我们为系统加入一个RACK，在右边的列表中，选择SIMATIC300-RACK-300-Rail（一般只要设备上标有SIMATIC300字样，都可以在此目录下找到设备），双击，即可以在左边上方加入一个可使用的RACK。选中RACK上的第一个slot，接着用同样的方法，为CPU先加入电源模块，此例中为PS3072A的电源模块，双击加入。选中RACK上的第2个slot，在右边列表里选择SIMATIC300-CPU-300-CPU315-2DP，点击打开后，要选择相应的订货号及版本，此信息可以在CPU设备的面板上找到。双击以加入CPU到RACK上面。当你试图加入CPU的时候，由于S7300自身带有Profibus主站功能，故会提示你如何来处理此网络接口，默认的情况下并没有网络被建立，我们需要新建立一个网络。在上图中点击NEW，即可看到新建subnetprofibus的对话框，选中General选单可以看到关于网络的基本信息，选中NetworkSetting选单可以看到有关网络的一些设置，如baudrate及profile，我们不使用默认的1.5M，而改其为9.6K，以方便我们以后的实验用。当点击OK后，一个新的Profibussubnet就被建立起来，这时可以看到，RACK上面多了一个CPU315-2DP的设备，及一个DP接口，外面还有一条空的网络线，这就是Profibus连接从站设备的接口。接下来的设备我们会将其挂接到此总线上。点击DP伸出来的总线以选中，总线变成完全的黑线。在硬件列表里选中ET200M-IM153-1（选择相同的订货号），然后双击。系统弹出信息框，需要对ET200M进行必要的设定，目前只存在一个subnet，但需要指定其在此subnet里的address，我们指定为3。请注意，此地址应与设备本身上使用switch设定的地址相同，否则会出错（BUSF）。点击OK以加入ET200M。ET200M只是一个通讯模块，真正的设备是所带的DI与AI，故我们要在ET200M的slot中加入这两个设备。在硬件列表的目录下，选中ET200M-IM153-1（相应的订货号）-DI300-SM321DI16XDC24V。找寻与设备本身相同的订货号，双击以加入到ET200M的SLOT中。用同样的方法加入ET200M-IM153-1-AI300-SM331AI2X12BIT。注意，在加入设备之前，先选中相应的slot以映射正确的地址。此时选中IM153-1（ET200M）的图标，则在下方可以看到ET200M上的DI与AI所映射的地址，如DI映射地址0...1（IAddress，无QAddress），表示byte0-1（16bits）为16路DI的映射地址，在PLC编程里面依靠此地址访问设备。同样，AI的映射地址为256...259（32bits，IAddress，无QAddress），一路模拟量为16bits，两路模拟量输入信号映射两个words的地址空间以供CPU访问之用。ET200M设备的配置到此完成。接下来我们进行MMX420Drives的配置。在硬件列表里选中AdditionalFieldDevices-Drives-SIMOVERT-MICROMASTER4，可以找到先前为MMXDrives设备导入的GSD文件所描述的信息，双击此项。同样我们设定MMXDrives通讯模块的一些网络参数。设定其地址为16（此地址与实际设备所设定的地址要相同，否则会出现错误BUSF）。点击OK以加入。在进行此操作前请选点选总线使其选中（变成完全的黑色），否则无法加入。MMX通讯模块支持四种通讯格式，PPO1和PPO3是符合PROFIDRIVE的格式，后两种是厂商自定义格式。为了实验方便，我们使用第一种：PPO1。PPO1包括4words的PKW数据和2words的PZD数据，用以实现变频器的控制，调速，监控及参数访问，如果你确定不需要访问变频器的参数，则你可以选择PPO3。PKW用来实现对从站设备的参数访问，而PZD部分用来实现对从站设备的控制，即周期的数据交换。PROFIDRIVE是Profibus在速度驱动器行业里的规定（行规）。各个知名的驱动技术制造商都参加了PROFIDRIVE的制订，此行规指出驱动器如何参数化以及设定点和实际值如何