1、1PROFIBUS 網絡介紹現場總線PROFIBUS可以連接遠程I/O站、儀表、主站（PLC站）等設備，通信服務分為DP、FDL、S7、FMS、PA（將服務類型進行轉換），通信方式分為主主、主從通信。PROFIBUS網絡分層參考表1：表1 PROFIBUS網絡層   DP設備行規 FMS設備行規PA設備行規基本功能基本功能擴展功能擴展功能DP用戶接口     直接數據鏈路映象程序(DDLM)應用層接口DP用戶接口    （ALI)直接數據鏈路映象程序(DDLM)第7層

2、0;應用層應用層 （應用層）S7現場總線報文規范（FMS)第36層  第2層（數據鏈路層）數據鏈路層                 現場總線數據鏈路（FDL)數據鏈路層                 現場總線數據鏈路（FDL)

3、數據鏈路層         現場總線數據鏈路（FDL)IEC接口第1層物理層物理層物理層IEC1158-2（物理層）（RS485/光纖)（RS485/光纖)（RS485/光纖）PROFIBUS總線符合EIA RS4858標準，PROFIBUS RS485 的傳輸程序是以半雙工、異步、無間隙同步為基礎的。傳輸介質可以是光纜或屏蔽雙絞線，電氣傳輸每一個RS485傳輸段為32個站點和有源網絡元件(RS485中間器，OLM等)，在總線的兩端為終端電阻，結構如圖1：圖1：PROFIBUS網絡結構西門子總線終端一般都

4、配有終端電阻，PROFIBUS使用9針D型連接器，D型連接器插座連接總線站，D型連接器插頭與總線電纜相連。總線終端和針腳定義如表2：表2 總線終端管腳定義 針腳號信號名稱設計含義1SHIELD屏蔽或功能地2M2424V輸出電壓地（輔助電源）3RXD/TXD-P接收和發送數據正  B線4CNTR-P方向控制信號P5DGND數據基準電位（地）6VP供電電壓正7P24正24V輸出電壓（輔助電源）8RXD/TXD-N接收和發送數據負  A線9CNTR-N方向控制信號N PROFIBUS總線的傳輸輸率從9.6Kbit/s 12Mbit/s，總線長度與傳輸輸率相關，

5、總的規律是傳輸輸率越高總線長度越短，越容易受到電磁干擾，基于傳輸輸率的最大段長度參考表3：表3 PROFIBUS網絡傳輸速率與距離的關系波特率（K Bit/s）9.6187.55001500300012000總線長度（米）1000400200100總線終端的電阻與PROFIBUS總線相匹配，并配有軸向電感以消除電容性負載而引起的導線反射，選擇普通的屏蔽雙絞線不能保證總線的段長度。如果需要擴展總線的長度或者PROFIBUS從站個數超過32個時，就要加入RS485中繼器，例如擴展PROFIBUS長度的應用，實際PROFIBUS的長度為500米，而波特率要求達到1.5 MBIT/S，對照上表波特率為

6、1.5MBIT/S使最大的長度為200米，要擴展到500米，就需要加入兩個RS485中繼器，拓撲圖如圖2所示：圖2：PROFIBUS網絡擴展西門子RS485中繼器具有信號放大和再生功能，在一條PROFIBUS總線上最多可以安裝9個RS485中繼器，其他廠商的產品要查看其產品規范以確定安裝個數。一個PROFIBUS網段最多可有32個站點，如果一條PROFIBUS網上超過32個站點，也需要用RS485中繼器隔開，例如一條PROFIBUS總線上有80個站點，那么就需要兩個RS485中繼器分成3個網段。RS485中繼器是一個有源的網絡元件 ，本身也要算一個站點。除了以上兩個功能，RS485中繼器的還可

7、以使網段之間相互電氣隔離。2SIMOTION使用PROFIBUS 網絡的通信功能SIMOTION系統只能使用PROFIBUS-DP通信服務進行通信，PROFIBUS-DP采用主從的通信方式，使用DP通信方式，一個PROFIBUS網絡上只允許有一個1類主站，其它站點可以是2類主站（HMI或只接收從站信息的主站）或從站，只有1類主站可以對從站發送命令，主站以輪詢的方式訪問各個從站，所以PROFIBUS-DP具有很好的實時性。按照PROFIBUS-DP的規約，主從間最大的通信量為244個字節輸入和244個字節輸出。SIMOTION 可以作為主站也可以作為從站。下面以SIMOTION 435為例，通信

8、區為16個字節輸入和16個字節輸出，分別介紹作為主站、從站的配置。3D435作為從站設置從站打開SCOUT軟件插入D435，點擊D435使用右鍵進入硬件配置界面，點擊X126接口新建一條PROFIBUS網絡，然后設置站號、通信速率、PROFIBUS參數組（選擇PROFIBUS-DP）等參數。本例中作為從站的SIMOTION站地址為2，通信速率為1.5M。在“Operating Mode”界面中選擇“DP SLAVE”，其它參數保持缺省設置。在“Configuration”界面中設置通信接口區及開始地址，如圖3所示：圖3：SIMOTION作為從站的通信接口設置界面設置通信接口分別為16個字節輸入

9、和16個字節輸出。設置主站在STEP7中打開與SIMOTION D435相同的項目，插入S7-300站，打開硬件配置，插入CPU例如CPU315-DP/PN，設置與SIMOTION 435使用相同的PROFIBUS網絡，設置主站地址為4。在硬件選擇窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中選擇SIMOTION 從站并拖曳到主站網絡上如圖4所示：圖4：將SIMOTION從站拖曳到網絡中彈出的窗口中將顯示所有已經配置的從站，選擇與主站進行通信的從站進行連接，如圖5所示，點擊“Connect”鍵連接從站。圖5：連接SIMOTION從站點擊“configuration

10、”按鈕出現從站已經配置的通信接口區，點擊“Edit”鍵為每一條從站通信數據區配置相應主站的通信數據區，配置規則，從站輸入地址區對應主站輸出地址區，從站輸出地址區對應主站輸人地址區，配置通信接口區如圖6所示：圖6：配置通信接口區點擊確認鍵后，配置完成。通過PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序，雙方數據通過輸入、輸出地址區直接對應，例如圖6配置的主站、從站通信關系如下：S7-300主站 QB0QB15 SIMOTION從站 IB0IB15。S7-300主站 IB0IB15 SIMOTION從站 QB0QB15。SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS-DP_SLAV

11、E”.ZIP4D435作為主站設置從站打開STEP7軟件插入一個站點例如S7-300站，點擊“Hardware”進入硬件配置界面，插入CPU，例如CPU315-2 DP/PN，點擊X1接口新建一條PROFIBUS網絡，然后設置站號、通信速率、PROFIBUS參數組（選擇PROFIBUS-DP）等參數。本例中作為從站的S7-300站地址為2，通信速率為1.5M。在“Operating Mode”界面中選擇“DP SLAVE”，其它參數保持缺省設置。在“Configuration”界面中設置通信接口區及開始地址，如圖7所示：圖7：S7-300作為從站的通信接口設置界面設置通信接口分別為16個字節輸

12、入和16個字節輸出。設置主站打開SCOUT軟件插入D435，點擊D435使用右鍵進入硬件配置界面，點擊X126選擇與從站相同的PROFIBUS網絡，設置SIMOTION的站地址，本例中作為主站的SIMOTION站地址為4。在硬件選擇窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中選擇S7-300從站并拖曳到主站網絡上如圖8所示：圖8：將S7-300從站拖曳到網絡中彈出的窗口中將顯示所有已經配置的從站，選擇與主站進行通信的從站進行連接，如圖9所示，點擊“Connect”鍵連接從站。圖9：連接S7-300從站點擊“configuration”按鈕出現從站已經配置的通信接

13、口區，點擊“Edit”鍵為每一條從站通信數據區配置相應主站的通信數據區，配置規則，從站輸入地址區對應主站輸出地址區，從站輸出地址區對應主站輸人地址區，配置通信接口區如圖10所示：圖10：配置通信接口區點擊確認鍵后，配置完成。通過PROFIBUS-DP通信不需要編寫通信程序，雙方數據通過輸入、輸出地址區直接對應，例如圖10配置的主站、從站通信關系如下：SIMOTION主站 QB0QB15 S7-300從站 IB0IB15。SIMOTION主站 IB0IB15 S7-300從站 QB0QB15。SIMOTION作為從站的示例程序參考附帶文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP5PROFIBU

14、S站點診斷主站通過PROFIBUS-DP輪詢從站，如果主站故障，與所有從站的通信將終止，從站通信數據不更新；如果一個從站故障，主站還可以與其它從站進行通信。在PLC側可以通過OB86、FC125/FB125(可以從西門子網站上下載)、SFC13等組織塊、程序塊對主站或從站進行診斷，可以查看PLC相關文檔，在這里不作相信介紹。SIMOTION使用函數“_getStateOfSingleDpSlave”或“_getStateOfAllDpSlaves”對一個站點或多個站點進行診斷。以調用函數“_getStateOfSingleDpSlave”為例介紹PROFIBUS-DP站點的診斷功能。函數調用如

15、圖11所示，函數參數如下：圖11 PROFIBUS-DP診斷函數logicalDiagnosticAddress：輸入參數，數據類型 DINT，PROFIBUS-DP站點診斷地址，本例中S7-300PLC作為從站，診斷地址為16378。ReqGetStateOfSingleDPSlaveStateMode:輸入參數，枚舉數據類型，函數調用請求格式，枚舉元素如表4所示：表4：函數請求REQUEST_TRUE (0)開始執行REQUEST_FALSE (1)查詢REQUEST_TRUE狀態REQUEST_ABORT (2)終止函數執行NextCommand:輸入參數，枚舉數據類型，下一個命令執行的

16、時機，枚舉元素如表5所示：表5：NEXTCOMMAND元素IMMEDIATELY (60)下一個命令與此命令同時執行WHEN_COMMAND_DONE (160)執本命令后執行下一個命令ABORT_CURRENT_COMMAND (260)立刻終止當前命令本例中選擇：“WHEN_COMMAND_DONE”。commandid:輸入參數，“CommandIdType”數據類型，用戶定義，可以跟蹤命令執行的狀態。本例中選擇一個臨時變量，沒有賦值。StructRetGetStateOfSingleDpSlave:輸出參數，結構數據類型，結構元素如表6所示：表6：輸出結構體 結構元素名稱數據類型functionResult函數調用返回值DINTActualStateOfSingleDpSlavePROFIBUS-DP單站狀態枚舉“ActualStateOfSingleDpSlave”單站狀態為枚舉數據類型，枚舉元素如表7所示：表7：