PROFIBUS DP通訊技術(shù)及應(yīng)用課件

PROFIBUS-DP通訊技術(shù)及應(yīng)用

PROFIBUS-DP通訊技術(shù)及應(yīng)用PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現(xiàn)場(chǎng)總線(ProgressFieldBus)的縮寫，是由西門子為首的自動(dòng)化設(shè)備廠家提出的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。目前在多種自動(dòng)化的領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)地位。它由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS－DP（DecentralizedPeriphery）．PROFIBUS－PA（ProcessAutomation）．PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification)。PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現(xiàn)場(chǎng)總線(ProPROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，它是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O之間的通訊；PROFIBUS－PA適用于過程自動(dòng)化，可使傳感器和執(zhí)行器接在一根共用的總線上，可應(yīng)用于本征安全領(lǐng)域；PROFIBUS－FMS用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS是令牌結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)，用來完成控制器和智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信以及控制器之間的信息交換。主要使用主-從方式，通常周期性地與傳動(dòng)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)PROFIBUS-DP的概念在西門子自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PROFIBUS-DP主要使用于SIMATIC-S7/M7/C7控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（DP從站，可能是遠(yuǎn)程IO模塊、儀表、編碼器、傳感器甚至是傳動(dòng)設(shè)備）進(jìn)行過程輸入、輸出數(shù)據(jù)的傳輸接口。PROFIBUS-DP的概念在西門子自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PROPROFIBUS-DP的特點(diǎn)總線特點(diǎn)：全部站點(diǎn)共用兩根信號(hào)線，差分電壓信號(hào)，串行通訊?？偩€控制方式：主從控制方式，有令牌，周期性通訊。傳輸介質(zhì)：RS－485雙絞線．雙線電纜或光纜。站點(diǎn)容量：總線上最多站點(diǎn)（主－從設(shè)備）數(shù)為126。Profibus的理論地址范圍：0~127（127為廣播地址）。最多可用32個(gè)主站，總的站數(shù)可達(dá)127個(gè)（多主）

PROFIBUS-DP的特點(diǎn)總線特點(diǎn)：全部站點(diǎn)共用兩根信號(hào)線PROFIBUS-DP的特點(diǎn)通訊速率：Profibus的傳輸速率為9.6～12Mbps，通訊距離：最大傳輸距離在9.6~187.5kbps時(shí)為1000m，500kbps時(shí)為400m，1500kbps時(shí)為200m，3000~12000kbps時(shí)為100m，可用中繼器延長(zhǎng)至10km。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個(gè)站點(diǎn)。

PROFIBUS-DP的特點(diǎn)通訊速率：Profibus的傳輸PROFIBUS-DP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PROFIBUS-DP

PS10AS7S7

S7400CPU414-2DP主站設(shè)備S7-400STAND.

DP

SLAVE緊湊型從站設(shè)備S7S7PSS7S7IM153模塊化從站設(shè)備ET200MS7-300S7-300CPU314S7PSS7-300CP342-5DPS7S7PSS7S7CP342-5DPS7-300CPU315-2DPSTAND.

DP

SLAVESIMATICS7-300智能型從站設(shè)備從站設(shè)備PROFIBUS-DP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PROFIBUS-DPP西門子系統(tǒng)中可用的DP站設(shè)備ET200UET200M小的緊湊型的I/O站（防護(hù)等級(jí)IP20），帶有集成的輸入、輸出通道ET200BET200L帶有輸入輸出模塊、負(fù)載饋電器等的接口模塊防護(hù)等級(jí)：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20ET200XET200SAG95UCPU316-2DPCPU318-2DPCPU215CPU315-2DP帶有輸入輸出模塊、負(fù)載饋電器等的接口模塊防護(hù)等級(jí)：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20CP342-5CPU31XC-2DP模塊化從站設(shè)備，包含一個(gè)接口模塊和若干個(gè)S7-300系列模塊(如ET200M)或S5系列模塊(如ET200U)。西門子系統(tǒng)中可用的DP站設(shè)備ET200UET200M小的PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標(biāo)準(zhǔn)連接器快速連接插頭PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標(biāo)準(zhǔn)連接器快速連接PROFIBUS-DP在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用SIMATIC-S7/M7/C7控制器與簡(jiǎn)單遠(yuǎn)程IO模塊、編碼器的通訊SIMATIC-S7/M7/C7控制器與傳動(dòng)設(shè)備（變頻器和直流調(diào)速設(shè)備）之間的通訊PROFIBUS-DP在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用SIMATIC-S7/M7簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)DP從站簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)DP從站簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網(wǎng)絡(luò)故障：從站SF燈常亮：多為從站內(nèi)部組態(tài)或者硬件問題。從站BF燈閃爍：接口模塊組態(tài)有問題，無通訊從站BF燈常亮：網(wǎng)絡(luò)設(shè)置錯(cuò)誤，波特率設(shè)置不對(duì)，或者硬件組態(tài)中從站地址與硬件撥碼不同。正常情況下，從站SF、BF燈均不亮。簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網(wǎng)絡(luò)故障簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過主站指示燈判斷DP網(wǎng)絡(luò)故障：主站BF/BUSF燈閃爍：從站故障或者無法訪問到從站，或者組態(tài)有錯(cuò)誤。此時(shí)主站PLC會(huì)因此調(diào)用OB86進(jìn)行錯(cuò)誤處理，若CPU內(nèi)無OB86就會(huì)停機(jī)。簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過主站指示燈判斷DP網(wǎng)絡(luò)故障：傳動(dòng)設(shè)備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6SE70系列變頻器、6RA70直流調(diào)速裝置，或者其他廠商的傳動(dòng)裝置，只要配備了相應(yīng)的DP網(wǎng)通訊卡，均可以做DP從站。主站（PLC等控制器）可以通過DP網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控傳動(dòng)裝置運(yùn)行狀態(tài)、讀取傳動(dòng)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)、控制傳動(dòng)裝置運(yùn)行，甚至是可以改變傳動(dòng)裝置的參數(shù)設(shè)定。傳動(dòng)設(shè)備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器為例：傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器為例：傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置Parameterprocessdataobject(PPO)傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置Parameterprocess傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PPO 參數(shù)過程數(shù)據(jù)對(duì)象（Parameterprocessdataobject

）PPO1:4PKW+2PZDPPO2:4PKW+6PZDPPO3:2PZDPPO4:6PZDPPO5:4PKW+10PZD傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PPO 參數(shù)過程數(shù)據(jù)對(duì)象（Para傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PKW 參數(shù)標(biāo)識(shí)值，即讀/寫變頻器的某一個(gè)具體的參數(shù)的參數(shù)值情況。比如：給定斜坡上升時(shí)間、給定斜坡下降時(shí)間等等。PZD只能用于傳遞KXXX、BXXX這類的連接器參數(shù)；而PKW則可以用于讀/寫那些非連接器的任意參數(shù)。

PZD 過程數(shù)據(jù)STW1 控制字1ZSW 狀態(tài)字1HSW 主設(shè)定值HIW 主實(shí)際值傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PKW 參數(shù)標(biāo)識(shí)值，即讀/寫變頻器的傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器，PPO3方式為例：控制字主設(shè)定值CPUMM420QD56ID56狀態(tài)字主實(shí)際值ProfibusTQD56LID56傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器，PPO3方式為例MM420變頻器控制字結(jié)構(gòu)0123456789101112131415BitQB57QB56ON/OFF1OFF2OFF3脈沖使能RFG使能RFG開始設(shè)定值使能故障確認(rèn)點(diǎn)動(dòng)向右點(diǎn)動(dòng)向左PLC控制反向(設(shè)定值取反)---電機(jī)電位計(jì)(MOP)增大電機(jī)電位計(jì)(MOP)減小CDSbit0功能MM420變頻器控制字結(jié)構(gòu)01234567891011121MM420變頻器狀態(tài)字結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)就緒驅(qū)動(dòng)就緒，等待運(yùn)行驅(qū)動(dòng)正在運(yùn)行驅(qū)動(dòng)故障OFF2激活OFF3激活激活禁止合閘狀態(tài)驅(qū)動(dòng)警告激活設(shè)定值/實(shí)際值偏差PZD控制達(dá)到最大頻率電機(jī)最大電流警告電機(jī)保持制動(dòng)激活電機(jī)過載電機(jī)順時(shí)針運(yùn)行變頻器過載功能0123456789101112131415BitIB57IB56MM420變頻器狀態(tài)字結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)就緒驅(qū)動(dòng)就緒，等待運(yùn)行驅(qū)動(dòng)正在PLC對(duì)MM420的控制程序ON/OFF1OFF2OFF3脈沖使能RFG使能RFG開始設(shè)定值使能故障確認(rèn)點(diǎn)動(dòng)向右點(diǎn)動(dòng)向左PLC控制反向(設(shè)定值取反)---電機(jī)電位計(jì)(MOP)增加電機(jī)電位計(jì)(MOP)減少功能0123456789101112131415Bit電機(jī)ON的控制字：F740HexPLC對(duì)MM420的控制程序ON/OFF1OFF2OFFMM420內(nèi)部參數(shù)設(shè)置MM420需要通過內(nèi)部參數(shù)設(shè)置，確定啟動(dòng)信號(hào)和給定值的來源。同時(shí)MM420也可以通過內(nèi)部參數(shù)，確定反饋給PLC的過程數(shù)據(jù)是具體的哪個(gè)值（輸出頻率、電壓、電流等）。參數(shù)號(hào)值P00032P07006備注擴(kuò)展參數(shù)訪問信號(hào)源PROFIBUS2P1000由電位計(jì)指定設(shè)定值6P0918MM420的PROFIBUS地址MM420內(nèi)部參數(shù)設(shè)置MM420需要通過內(nèi)部參數(shù)設(shè)置，確定啟傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置6SE70和6RA70做DP從站，設(shè)置步驟也與MM420類似。但是需要注意的是，6SE70和6RA70的控制字、狀態(tài)字定義與MicroMaster系列變頻器不同，且內(nèi)部參數(shù)的編號(hào)定義也不同，具體設(shè)置時(shí)請(qǐng)仔細(xì)查閱相應(yīng)手冊(cè)中的相關(guān)內(nèi)容。傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置6SE70和6RA70做DP從站，設(shè)謝謝謝謝PROFIBUS-DP通訊技術(shù)及應(yīng)用

PROFIBUS-DP通訊技術(shù)及應(yīng)用PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現(xiàn)場(chǎng)總線(ProgressFieldBus)的縮寫，是由西門子為首的自動(dòng)化設(shè)備廠家提出的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。目前在多種自動(dòng)化的領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)地位。它由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS－DP（DecentralizedPeriphery）．PROFIBUS－PA（ProcessAutomation）．PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification)。PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現(xiàn)場(chǎng)總線(ProPROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，它是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O之間的通訊；PROFIBUS－PA適用于過程自動(dòng)化，可使傳感器和執(zhí)行器接在一根共用的總線上，可應(yīng)用于本征安全領(lǐng)域；PROFIBUS－FMS用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。PROFIBUS是令牌結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)，用來完成控制器和智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信以及控制器之間的信息交換。主要使用主-從方式，通常周期性地與傳動(dòng)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)PROFIBUS-DP的概念在西門子自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PROFIBUS-DP主要使用于SIMATIC-S7/M7/C7控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（DP從站，可能是遠(yuǎn)程IO模塊、儀表、編碼器、傳感器甚至是傳動(dòng)設(shè)備）進(jìn)行過程輸入、輸出數(shù)據(jù)的傳輸接口。PROFIBUS-DP的概念在西門子自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PROPROFIBUS-DP的特點(diǎn)總線特點(diǎn)：全部站點(diǎn)共用兩根信號(hào)線，差分電壓信號(hào)，串行通訊?？偩€控制方式：主從控制方式，有令牌，周期性通訊。傳輸介質(zhì)：RS－485雙絞線．雙線電纜或光纜。站點(diǎn)容量：總線上最多站點(diǎn)（主－從設(shè)備）數(shù)為126。Profibus的理論地址范圍：0~127（127為廣播地址）。最多可用32個(gè)主站，總的站數(shù)可達(dá)127個(gè)（多主）

PROFIBUS-DP的特點(diǎn)總線特點(diǎn)：全部站點(diǎn)共用兩根信號(hào)線PROFIBUS-DP的特點(diǎn)通訊速率：Profibus的傳輸速率為9.6～12Mbps，通訊距離：最大傳輸距離在9.6~187.5kbps時(shí)為1000m，500kbps時(shí)為400m，1500kbps時(shí)為200m，3000~12000kbps時(shí)為100m，可用中繼器延長(zhǎng)至10km。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個(gè)站點(diǎn)。

PROFIBUS-DP的特點(diǎn)通訊速率：Profibus的傳輸PROFIBUS-DP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PROFIBUS-DP

PS10AS7S7

S7400CPU414-2DP主站設(shè)備S7-400STAND.

DP

SLAVE緊湊型從站設(shè)備S7S7PSS7S7IM153模塊化從站設(shè)備ET200MS7-300S7-300CPU314S7PSS7-300CP342-5DPS7S7PSS7S7CP342-5DPS7-300CPU315-2DPSTAND.

DP

SLAVESIMATICS7-300智能型從站設(shè)備從站設(shè)備PROFIBUS-DP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PROFIBUS-DPP西門子系統(tǒng)中可用的DP站設(shè)備ET200UET200M小的緊湊型的I/O站（防護(hù)等級(jí)IP20），帶有集成的輸入、輸出通道ET200BET200L帶有輸入輸出模塊、負(fù)載饋電器等的接口模塊防護(hù)等級(jí)：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20ET200XET200SAG95UCPU316-2DPCPU318-2DPCPU215CPU315-2DP帶有輸入輸出模塊、負(fù)載饋電器等的接口模塊防護(hù)等級(jí)：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20CP342-5CPU31XC-2DP模塊化從站設(shè)備，包含一個(gè)接口模塊和若干個(gè)S7-300系列模塊(如ET200M)或S5系列模塊(如ET200U)。西門子系統(tǒng)中可用的DP站設(shè)備ET200UET200M小的PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標(biāo)準(zhǔn)連接器快速連接插頭PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標(biāo)準(zhǔn)連接器快速連接PROFIBUS-DP在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用SIMATIC-S7/M7/C7控制器與簡(jiǎn)單遠(yuǎn)程IO模塊、編碼器的通訊SIMATIC-S7/M7/C7控制器與傳動(dòng)設(shè)備（變頻器和直流調(diào)速設(shè)備）之間的通訊PROFIBUS-DP在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用SIMATIC-S7/M7簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)DP從站簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷DP主站系統(tǒng)DP從站簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網(wǎng)絡(luò)故障：從站SF燈常亮：多為從站內(nèi)部組態(tài)或者硬件問題。從站BF燈閃爍：接口模塊組態(tài)有問題，無通訊從站BF燈常亮：網(wǎng)絡(luò)設(shè)置錯(cuò)誤，波特率設(shè)置不對(duì)，或者硬件組態(tài)中從站地址與硬件撥碼不同。正常情況下，從站SF、BF燈均不亮。簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網(wǎng)絡(luò)故障簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過主站指示燈判斷DP網(wǎng)絡(luò)故障：主站BF/BUSF燈閃爍：從站故障或者無法訪問到從站，或者組態(tài)有錯(cuò)誤。此時(shí)主站PLC會(huì)因此調(diào)用OB86進(jìn)行錯(cuò)誤處理，若CPU內(nèi)無OB86就會(huì)停機(jī)。簡(jiǎn)單DP從站的組態(tài)和診斷通過主站指示燈判斷DP網(wǎng)絡(luò)故障：傳動(dòng)設(shè)備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6SE70系列變頻器、6RA70直流調(diào)速裝置，或者其他廠商的傳動(dòng)裝置，只要配備了相應(yīng)的DP網(wǎng)通訊卡，均可以做DP從站。主站（PLC等控制器）可以通過DP網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控傳動(dòng)裝置運(yùn)行狀態(tài)、讀取傳動(dòng)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)、控制傳動(dòng)裝置運(yùn)行，甚至是可以改變傳動(dòng)裝置的參數(shù)設(shè)定。傳動(dòng)設(shè)備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器為例：傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器為例：傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置Parameterprocessdataobject(PPO)傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置Parameterprocess傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PPO 參數(shù)過程數(shù)據(jù)對(duì)象（Parameterprocessdataobject

）PPO1:4PKW+2PZDPPO2:4PKW+6PZDPPO3:2PZDPPO4:6PZDPPO5:4PKW+10PZD傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PPO 參數(shù)過程數(shù)據(jù)對(duì)象（Para傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PKW 參數(shù)標(biāo)識(shí)值，即讀/寫變頻器的某一個(gè)具體的參數(shù)的參數(shù)值情況。比如：給定斜坡上升時(shí)間、給定斜坡下降時(shí)間等等。PZD只能用于傳遞KXXX、BXXX這類的連接器參數(shù)；而PKW則可以用于讀/寫那些非連接器的任意參數(shù)。

PZD 過程數(shù)據(jù)STW1 控制字1ZSW 狀態(tài)字1HSW 主設(shè)定值HIW 主實(shí)際值傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置PKW 參數(shù)標(biāo)識(shí)值，即讀/寫變頻器的傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器，PPO3方式為例：控制字主設(shè)定值CPUMM420QD56ID56狀態(tài)字主實(shí)際值ProfibusTQD56LID56傳動(dòng)設(shè)備做DP從站的設(shè)置以MM420變頻器，PPO3方式為例MM420變頻器控制字結(jié)構(gòu)0123456789101112131415BitQB57QB56ON/OFF1OFF2OFF3脈沖使能RFG使能RFG開始設(shè)定值使能故障確認(rèn)點(diǎn)動(dòng)向右點(diǎn)動(dòng)向左PLC控制反向(設(shè)定值取反)---電機(jī)電位計(jì)(MOP)增大電機(jī)電位計(jì)(MOP)減