變頻技術及應用 課件 學習情境5 認識PROFIBUS和PROFINET

學習情境5

G120變頻器的通信技術認識PROFIBUS和PROFINET任務概述：該任務要求了解PROFIBUS和PROFINET通信的知識，知道西門子變頻器的PFOFIdrive報文行規(guī)和西門子通信的狀態(tài)字及控制字定義。任務要求如下：1、 了解PROFIBUS通信；2、 了解PROFINET通信；3、 了解PROFINET和PROFIBUS的區(qū)別；4、 了解西門子變頻器的PFOFIdrive報文行規(guī)；5、 掌握G120變頻器通信的控制字與狀態(tài)字；認識PROFIBUS和PROFINET任務要求（1） 了解PROFIBUS和PROFINET通信，以及它們之間的區(qū)別；（2） 掌握G120變頻器的PFOFIdrive報文行規(guī)；（3） 掌握G120變頻器通信的控制字與狀態(tài)字；（4） 能夠按照要求選擇G120變頻器的PFOFIdrive報文；（5） 能夠理解G120變頻器通信的控制字與狀態(tài)字，并能熟練應用認識PROFIBUS和PROFINET任務學習：1、PROFIBUS介紹

2、PROFINET介紹3、PROFINET和PROFIBUS的區(qū)別4、西門子PROFIdrive行規(guī)5、控制字和狀態(tài)字6、擴展報文一、 PROFIBUS介紹

PROFIBUS(ProcessFieldbus的縮寫)是由以西門子為首的13家公司和5家科研機構在聯(lián)合開發(fā)的項目中制定的標準化規(guī)范，是一種國際化的、開放的、不依賴于設備生產商的現場總線標準。它廣泛應用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通、電力等自動化領域。PROFIBUS有PROFIBUSDP、PROFIBUSFMS和PROFIBUSPA三種通信協(xié)議類型。PROFIBUS中最早提出的是PROFIBUSFMS（FMS代表FieldbusMessageSpecification），是一個復雜的通信協(xié)議，為要求嚴苛的通信任務所設計，適用在車間級通用性通信任務。后來在1993年提出了架構較簡單，速度也提升許多的PROFIBUSDP（DP代表DecentralizedPeripherals）。PROFIBUSFMS是用在PROFIBUS主站之間的非確定性通信。PROFIBUSDP主要是用在PROFIBUS主站和其遠程從站之間的確定性通信，但仍允許主站及主站之間的通信。而PA則是用于過程自動化的總線類型，它遵從IEC1158-2標準。該項技術是由西門子公司為主的十幾家德國公司、研究所共同推出的。二、PROFINET介紹基于傳統(tǒng)的以太網底層標準協(xié)議IEEE802.3的工業(yè)以太網PROFINET，是一種新一代工業(yè)自動化通信標準，主要是面向工業(yè)現場自動化領域。是由PROFIBUS國際組織(PROFIBUSInternational，PI)推出，新一代基于工業(yè)以太網技術的自動化總線標準。PROFINET為自動化通信領域提供了一個完整的網絡解決方案，囊括了諸如實時以太網、運動控制、分布式自動化、故障安全以及網絡安全等當前自動化領域的熱點話題，并且，作為跨供應商的技術，可以完全兼容工業(yè)以太網和現有的現場總線(如PROFIBUS)技術，保護現有投資。三、 PROFINET和PROFIBUS的區(qū)別1.數據傳輸的帶寬PROFIBUS數據傳輸的帶寬最大為12Mbps，PROFINET數據傳輸的帶寬為100Mbps。

2.數據傳輸的方式PROFIBUS數據傳輸的方式為半雙工，PROFINET數據傳輸的方式為全雙工。3.數據最大長度PROFIBUS一致性數據最大為32bytes，PROFINET一致性數據最大為254bytes。4.用戶數據最大長度PROFIBUS用戶數據的最大為244bytes，PROFINET用戶數據的最大為1400bytes。5.總線最大長度PROFIBUS12Mbps的最大總線長度為100m，PROFINET設備之間的總線長度為100m。6.引導軸PROFIBUS引導軸必須在DP主站中運行，PROFINET引導軸可以運行在任意SIMOTION中。

7.組態(tài)和診斷PROFIBUS組態(tài)和診斷需要專門的接口模板（例如CP5512），PROFINE可以使用標準的以太網網卡。8.抗干擾性能PROFIBUS如果一個PG接入可能引起通信問題，PROFINETRT一個PG接入可能產生極小的反應，而對于PROFINETIRT接入不會引起任何問題。9.網絡診斷PROFIBUS需要特殊的工具進行網絡診斷，PROFINET使用IT相關的工具即可。10.主站數PROFIBUS總線上一般只有一個主站，多主站系統(tǒng)會導致DP的循環(huán)周期過長；PROFINET任意數量的控制器可以在網絡中運行，多個控制器不會影響IO的響應時間。11.終端電阻PROFIBUS總線上的主要故障來源于總線終端電阻不匹配或者較差的接地，PROFINET不需要總線終端電阻。12.通信介質PROFIBUS使用銅和光纖作為通信介質，PROFINET無線WLAN可用于額外的介質。13.站點類型PROFIBUS一個接口只能做主站或從站，PROFINET所有數據類型可以并行使用，PROFINET一個接口可以既做控制器又做IO設備。14.設備位置PROFIBUS不能確定設備的網絡位置，PROFINET可以通過拓撲信息確定設備的網絡位置。四、 西門子PROFIdrive行規(guī)五、控制字和狀態(tài)字1、控制字控制字就是起到對變頻器的工作運行進行控制的一個字。一個16進制的字可以分為16個位，每個控制位都對應不同的含義，例如：啟動、停止控制位、OFF2停車控制位、變頻器使能控制位、故障復位控制位等?？梢酝ㄟ^端子控制的方式或者通信控制的方式控制控制字的各個控制位，從而可以達到控制變頻器的目的。G120變頻器通過通信接收到的控制字中每一位都有其特定的功能2、狀態(tài)字變頻器的狀態(tài)字表示的是變頻器目前的狀態(tài)，是運行還是停機，是報警還是故障等。一個16進制的字可以分為16個位，每個控制位都對應不同的含義。通過硬線連接端子的方式或者通信的方式來讀取狀態(tài)字的各個狀態(tài)位，就可以知道變頻器目前的狀態(tài)。G120變頻器通過通信發(fā)送的狀態(tài)字中每一位都代表了變頻器不同的狀態(tài)六、 擴展報文選擇一個報文后，變頻器會將現場總線接口和相應的信號互聯(lián)在一起。但是在選擇固定報文后，該互聯(lián)無法被修改。如果要修改互聯(lián)，則需要選擇自由報文999，即擴展報文來實現通信參數的自由互聯(lián)。通過修改通信參數，不但可以實現報文的擴展，而且可以真正實現報文的自由互聯(lián)，使調試人員調試通信參數時更加靈活。一、單選題1.PROFIBUSDP的通信速率最大為（）。A．9.6kb/sB.1.5Mb/sC.387.5kb/sD.12Mb/s2.PROFIBUS-DP允許構成單主站或多主站系統(tǒng)，在一個總線上，最多可連接（）個站點。8B.16C.126D.1283.PROFIBUSDP的通信無中繼的一個網絡段最長可以有（）。200mB.0.5kmC.1kmD.1.2km4.PROFINET的通信速率最大為（）。A．1.5kb/sB.12Mb/sC.387.5kb/sD.100Mb/s認識PROFIBUS和PROFINET5.G120變頻器的PROFIdrive報文（）是自由報文。報文1B.報文20C.報文352D.報文999G120變頻器PROFIdrive報文PZD表示（）。參數通道B.過程數據C.控制字D.狀態(tài)字7.G120變頻器PROFIdrive報文PKW表示（）。參數通道B.過程數據C.控制字D.狀態(tài)字8.控制字1的第（）位可以切換指令組數據CDS0。A.0B.7C.10D.15二、多選題1.PROFIBUS有（）通信協(xié)議類型PROFIBUSDP