西门子S7-1200PLC模块上海代理商

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PROFIBUS通信处理器

    PROFIBUS通信处理器(CP)用于将SIMATIC PLC连接到PROFIBUS网络，可以提供S7通信、S5兼容通信(FDL)和PG/OP（编程器/操作员面板）通信，实现SYNC/FREEZE（同步/冻结）和恒定总线周期功能。通信处理器可以扩展PLC的过程I/O，还有很强的诊断功能。通过S7路由功能，可以实现不同网络之间的通信。不需要编程器就可以更换CP模块。

    S7 - 200的PROFIBUS通信处理器为EM 277，在网络中只能作从站。

    S7 - 300的PROFIBUS通信处理器为CP 342 -5、CP 343 -5和有光纤接口的CP 342 -5 FO。

    S7 - 400的PROFIBUS通信处理器为CP 443 -5基本型、CP 443 -5扩展型、IM 467和IM 467 - FO。CP 443 -5支持冗余的总线拓扑结构。它们有时钟同步功能，可以在H系统中实现冗余的S7通信或DP主站通信。CP 443 -5扩展型允许在运行过程中添加分布式I/O。

    用于计算机的通信处理器支持PROFIBUS - DP和MPI，可以作PROFIBUS - DP主站，有的可作从站，有PG/OP和S7通信功能。

    PCI总线的CP 5611和CP 5621用于台式计算机，CP 5511和CP 5512用于带有PCMCIA插槽的笔记本电脑。它们是不带微处理器的通信处理器，价格较低。

    CP 5613和CP 5613 FO有一个PROFIBUS接口，CP 5614和CP 5614 FO有两个PROFIBUS接口，它们是带微处理器的通信处理器，可以通过双端口RAM快速访问过程数据，以减轻主站CPU的负载，提高工控机的计算性能。OPC作为标准接口，其服务器软件包已包含在通信软件的供货范围内。

  PROFIBUS网络的硬件由主站、从站、网络部件和网络组态与诊断工具组成。网络部件包括通信媒体（电缆），总线连接器、中继器、耦合器；以及用于连接串行通信、以太网、AS-i、EIB等网络系统的网络转接器。PROFIBUS - DP设备可以分为3种不同类型的站。

    (1)1类DP主站

    1类DP主站(DPM1)是系统的*控制器，DPM1在预定的周期内与DP从站循环地交换信息，并对总线通信进行控制和管理。DPM1可以发送参数给DP从站，读取从站的诊断信息，用全局控制命令将它的运行状态告知给各从站。此外，还可以将控制命令发送给个别从站或从站组，以实现输出数据和输入数据的同步。下列设备可以作1类DP主站：

    1)集成了DP接口的PLC，例如CPU 315 -2DP、CPU 313C -2DP等。

    2) CPU和支持DP主站功能的通信处理器(CP)。

    3)插有PROFIBUS网卡的PC，例如WinAC控制器。可以用软件功能选择PC作1类主站或是作编程监控的2类主站，可以使用CP 5511、CP 5611和CP 5613等网卡。

    4)连接工业以太网和PROFIBUS - DP的IE/PB链接器模块。

    5) ET 200S/ET 200X的主站模块。

    (2)2类DP主站

    2类DP主站(DPM2)是DP网络中的编程、诊断和管理设备。PC和操作员面板/触摸屏( OP/TP)可以作2类主站。DPM2除了具有1类主站的功能外，在与1类DP主站进行数据通信的同时，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。

    (3) DP从站

    DP从站是采集输入信息和发送输出信息的外围设备，只与它的DP主站交换用户数据，向主站报告本地诊断中断和过程中断：

    支持DPV1的非智能DP从站称为“标准”从站，它没有CPU模块，通过接口模块(IM)与DP主站通信。ET 200是用得多的标准DP从站，它们按主站的指令驱动I/O，并将I/O输入及故障诊断等信息返回给主站。个别型号的ET 200可以配的CPU模块。某些PROFIBUS通信处理器(CP)也可以作DP从站。PLC可以作PROFIBUS的智能从站。

    (4)具有PROFIBUS - DP接口的其他现场设备

    西门子的SINUMERIK数控系统、SITRANS现场仪表、变频器、SIMOREG DC - MAS-TER直流传动装置都有PROFIBUS - DP接口或可选的DP接口卡，可以作DP从站。其他公司带DP接口的输入/输出、传感器、执行器或其他智能设备，也可以接入PROFIBUS - DP网络。

    可以将1类、2类DP主站或DP从站组合在一个设备中，形成一个DP组合设备。

  在PROFIBUS现场总线中，PROFIBUS - DP的应用广。DP协议主要用于PLC与分布式I/O和现场设备的高速数据通信。DP的功能经过扩展，一共有3个版本：DP - V0、DP -V1和DP - V2。DPV1是DP - V1的简写。

    1．基本功能( DP -V0)

    DP - V0支持单主站或多主站系统，总线上多126个站。可以采用点对点用户数据通信、广播方式和循环主一从用户数据通信。

    DP - V0可以实现*控制器（PLC、PC等）与分布式现场设备（从站，例如I/O、阀门、变送器和分析仪等）之间的快速循环数据交换，主站发出请求报文，从站收到后返回响应报文。每个从站多可以传送224B的输入或输出。

    经过扩展的PROFIBUS - DP诊断，能对站级、模块级、通道级这3级故障进行诊断和快速定位，诊断信息在总线上传输并由主站采集。

    DP主站用监控定时器监视与从站的通信，对每个从站都设置有独立的监控定时器。在规定的监视时间间隔内，如果没有执行用户数据传送，监控定时器将会超时，通知用户程序进行处理。DP从站用监控定时器检测与主站的数据传输，如果在设置的时间内没有完成数据通信，从站自动地将输出切换到故障安全状态。

    通过网络可以动态激活或关闭DP从站，对DP主站(DPM1)进行配置。

    2．同步与冻结功能

    一组从站接收到主站的同步命令后，从站进入同步模式，这些从站的输出被保持在当前状态。同步模式用“UNSYNC”命令来解除：

    冻结( FREEZE)命令使的从站组进入冻结模式，将各从站的输入数据冻结在当前状态，直到主站发送下一个冻结命令时才被刷新。冻结模式用“UNFREEZE”命令解除。

    3．DP-V1的扩展功能

    除了DP - VO的功能外，DP - V1具有主站与从站之间的非循环数据交换功能，可以用它来进行参数设置、诊断和确认的报警报文的传输。DP - V1增强了DP - V0的设备诊断。

    4．DP -V2的扩展功能

    1)从站之间的直接数据交换( DX)通信使智能从站或其他主站可以读取别的从站发送给主站的数据。

    2)同步功能可以实现主站与从站中的时钟同步。此功能可以实现高精度定位处理，其时钟误差小于1μs。通过“全局控制”广播报文，使所有有关的设备循环与总线主循环同步。

    3)实时时间( Real Time)主站将时间标记(Time stamp)发送给所有的从站，将从站的时钟同步到系统时间，误差小于1ms。可以实现高精度的事件跟踪和事件顺序记录。

    4) HART规范将现场总线HART的客户一主机一服务器模型映射到PROFIBUS。

    5)上载与下载功能用少量的命令装载任意现场设备中任意大小的数据区。不需要人工装载就可以更新程序或更换设备。

    6)功能请求服务用于对DP从站的控制（启动、停止、重新启动）和功能调用。

    7)冗余的从站有两个PROFIBUS接口，一个是主接口，一个是备用接口。在正常情况下，通信发送给被组态的主要从站和后备从站。在主要从站出现故障时，后备从站接管它的功能。冗余从站设备可以在一条PROFIBUS总线或两条冗余的PROFIBUS总线上运行。

    PROFIBUS协议结构见图6-16，第2层称为现场总线数据链路层(FDL)，规定了总线访问控制、数据安全性，以及传输协议和报文的处理。

    PROFIBUS采用混合的总线访问控制机制（见图6-17）。它包括主站之间的令牌(Token)传递方式和主站与从站之间的主-从方式。令牌实际上是一条特殊的报文，它在所有的主站上循环一周的时间是事先规定的。主站之间构成令牌逻辑环，令牌传递仅在各主站之间进行。令牌按令牌环中各主站地址的升序在各主站之间依次传递。

    当某个主站得到令牌报文后，该主站可以在一定时间内执行主站工作。在这段时间内，它可以依照主-从通信关系表与所有的从站通信，也可以依照主-主通信关系表与所有的主站通信。令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线访问权（即令牌）。

    DP的用户接口层规定了设备的应用功能、DP系统和设备的行为特性。直接数据链路映像程序DDLM提供对第2层的访问。

    在总线初始化和起动阶段，主站媒体访问控制( MAC)通过辨认主站来建立令牌环，首先自动地判定总线上所有主站的地址，并将它们的节点地址记录在主站表中。在总线运行期间，从令牌环中去掉有故障的主站，将新上电的主站加入到令牌环中。

    PROFIBUS媒体访问控制还要监视传输媒体和收发器是否有故障，检查站点地址是否出错（例如地址重复），以及令牌是否丢失或有多个令牌。

    DP主站与DP从站之间的通信基于主-从原理，DP主站按轮询表依次访问DP从站，主站与从站间周期性地交换用户数据。DP主站与DP从站之间的一个报文循环，由DP主站发出的请求帧（轮询报文）和由DP从站返回的应答帧（或称响应帧）组成。

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