工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù) 課件 項目二 Profibus現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的組建

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)技術(shù)項目二Profibus現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的組建12任務(wù)2.1Profibus總線概述任務(wù)2.2Profibus系統(tǒng)的配置

3任務(wù)2.3Profibus–DP控制系統(tǒng)

4任務(wù)2.4Profibus–DP總線通信系統(tǒng)的構(gòu)建

Profibus技術(shù)的由來◆87年由Siemens公司等13家企業(yè)和5家研究機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)◆89年批準為德國工業(yè)標準DIN19245◆96年批準為歐洲標準EN50170V.2(Profibus-FMS/-DP)◆98年P(guān)rofibus-PA批準納入EN50170V.2◆99年P(guān)rofibus成為國際標準IEC61158的組成部分◆2001年批準成為中國的行業(yè)標準JB/T10308.3-2001

內(nèi)容導(dǎo)入Profibus總線優(yōu)點：節(jié)省硬件和安裝費用組態(tài)容易制造靈活性強內(nèi)容導(dǎo)入一、Profibus總線分類Profibus由三個兼容部分組成：Profibus-DP（Decentralized

Periphery）分布I/O系統(tǒng)Profibus-PA(Process

Automation)

過程自動化Profibus-FMS(Fieldbus

Message

Specification)?，F(xiàn)場總線信息規(guī)范一、Profibus總線分類一、Profibus總線分類Profibus–DP主站和從站之間采用輪詢的通訊方式，可實現(xiàn)基于分布式I/O的高速數(shù)據(jù)交換，主要應(yīng)用于制造業(yè)自動化系統(tǒng)中現(xiàn)場級通信。

一、Profibus總線分類2.Profibus–PA應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的過程自動化控制協(xié)議，提供標準的本質(zhì)安全的傳輸技術(shù)。一、Profibus總線分類3.Profibus–FMS定義了主站和從站間的通信模型，主要應(yīng)用于自動化系統(tǒng)中車間級的數(shù)據(jù)交換。二、Profibus總線的通信協(xié)議1.Profibus的協(xié)議結(jié)構(gòu)二、Profibus總線的通信協(xié)議二、Profibus總線的通信協(xié)議二、Profibus總線的通信協(xié)議2.Profibus總線存取控制方式純主-主系統(tǒng)(令牌傳送方式)，純主-從系統(tǒng)(主從方式)以及兩種方式的組合。(1)令牌總線通信過程二、Profibus總線的通信協(xié)議2.Profibus總線存取控制方式(1)令牌總線通信過程二、Profibus總線的通信協(xié)議(2)主從通信過程二、Profibus總線的通信協(xié)議(3)兩方式的組合一個DP系統(tǒng)可能是多主站結(jié)構(gòu),就是說在一條總線上連接幾個主站節(jié)點,主站間采用邏輯令牌環(huán),主從站間采用主從通信的方式傳輸。三、Profibus的傳輸技術(shù)1、用于DP和FMS的RS-485傳輸技術(shù)三、Profibus的傳輸技術(shù)1、用于DP和FMS的RS-485傳輸技術(shù)三、Profibus的傳輸技術(shù)1、用于DP和FMS的RS-485傳輸技術(shù)三、Profibus的傳輸技術(shù)1、用于DP和FMS的RS-485傳輸技術(shù)三、Profibus的傳輸技術(shù)1、用于DP和FMS的RS-485傳輸技術(shù)三、Profibus的傳輸技術(shù)2、用于DP和FMS的光纖傳輸技術(shù)三、Profibus的傳輸技術(shù)3、用于PA的IEC1158-2傳輸技術(shù)項目二Profibus現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的組建12任務(wù)2.1Profibus總線概述任務(wù)2.2Profibus系統(tǒng)的配置

3任務(wù)2.3Profibus–DP控制系統(tǒng)

4任務(wù)2.4Profibus–DP總線通信系統(tǒng)的構(gòu)建一、現(xiàn)場設(shè)備的分類按現(xiàn)場設(shè)備是否具有Profibus接口分為以下3種:1.現(xiàn)場設(shè)備不具備Profibus接口一、現(xiàn)場設(shè)備的分類2.部分現(xiàn)場設(shè)備具備Profibus接口一、現(xiàn)場設(shè)備的分類3.現(xiàn)場設(shè)備都具備Profibus接口一、現(xiàn)場設(shè)備的分類按現(xiàn)場設(shè)備在控制系統(tǒng)中所起的作用分為以下3種:PLC2.2類主站DPM2MHI分散式I/O智能現(xiàn)場設(shè)備1.1類主站DPM13.從站

PLC或其他控制器一、現(xiàn)場設(shè)備的分類二、Profibus控制系統(tǒng)的配置形式方案1：以PLC或控制器做一類主站，不設(shè)監(jiān)控器二、Profibus控制系統(tǒng)的配置形式方案2：用PLC或其他控制作為一類主站，監(jiān)控器通過串口與PLC連接二、Profibus控制系統(tǒng)的配置形式方案3：用PLC或其他控制作為一類主站，監(jiān)控器連接在Profibus總線上二、Profibus控制系統(tǒng)的配置形式方案4：用PC+Profibus網(wǎng)卡作為一類主站。二、Profibus控制系統(tǒng)的配置形式方案5：PC機+Profibus網(wǎng)卡+SOFTPLC的結(jié)構(gòu)形式。三、混合系統(tǒng)的構(gòu)建1.DP與PA的連接三、混合系統(tǒng)的構(gòu)建2.DP與FMS的連接Profibus-DP和Profibus-FMS使用相同的傳輸技術(shù)和總線存取協(xié)議,不同的應(yīng)用功能是通過第二層不同的訪問點分開的.因此兩個協(xié)議可以在同一條總線上進行混合操作,也可以在同一臺設(shè)備上執(zhí)行。項目二Profibus現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)的組建12任務(wù)2.1Profibus總線概述任務(wù)2.2Profibus系統(tǒng)的配置

3任務(wù)2.3Profibus–DP控制系統(tǒng)

4任務(wù)2.4Profibus–DP總線通信系統(tǒng)的構(gòu)建一、Profibus-DP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一、Profibus-DP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)二、Profibus-DP控制系統(tǒng)工作過程(1)主站和從站的初始化系統(tǒng)上電后，主站和從站進入Offline狀態(tài)并自檢。主站需要加載總線參數(shù)集、從站需要加載相應(yīng)的診斷數(shù)據(jù)等信息。(2)令牌環(huán)的建立主站準備好以后就進入總線令牌環(huán)，即處于聽令牌狀態(tài)。二、Profibus-DP控制系統(tǒng)工作過程二、Profibus-DP控制系統(tǒng)工作過程

(3)主站與從站通信的初始化·上電DP從站是否準備好對從站設(shè)置參數(shù)檢查從站通信配置是否完成DP從站是否準備好數(shù)據(jù)交換主從站交換用戶數(shù)據(jù)NYNYNY二、Profibus-DP控制系統(tǒng)工作過程

(4)交換用戶數(shù)據(jù)通信主站從站請求從站診斷確認從站診斷響應(yīng)請求從站診斷（Slave-diag）從站診斷響應(yīng)確認設(shè)置從站參數(shù)（Set-Prm檢查從站通信接口配置（Chk-Cfg）主站發(fā)送輸出數(shù)據(jù)給從站從站用其輸入數(shù)據(jù)應(yīng)答主從站循環(huán)進行用戶數(shù)據(jù)交換思考：什么是Profibus-DP？通訊協(xié)議

通信雙方對數(shù)據(jù)傳送控制的一種約定。是一種網(wǎng)絡(luò)通用語言，為連接不同操作系統(tǒng)和不同硬件體系結(jié)結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供通信支持。Profibus-DP

三、S7-300PLC系統(tǒng)組成及硬件介紹（一）S7-300系統(tǒng)組成及硬件介紹

（一）S7-300系統(tǒng)組成及硬件介紹三、S7-300PLC系統(tǒng)組成及硬件介紹導(dǎo)軌

PS電源模塊CPU

IM接口模塊SM:DISM:DOSM:AISM:AO

FM:-計數(shù)-定位-閉環(huán)控制

CP:-點-到-點-PROFIBUS-工業(yè)以太網(wǎng)1.S7-300PLC的硬件組成三、S7-300PLC系統(tǒng)組成及硬件介紹系統(tǒng)背版總線導(dǎo)軌（機架）S7-300模塊三、S7-300PLC系統(tǒng)組成及硬件介紹三、S7-300PLC系統(tǒng)組成及硬件介紹一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)2.S7-300PLCCPU的開關(guān)與指示燈（1）模式選擇開關(guān)

RUN-P：可編程運行模式。在此模式下，CPU不僅可以執(zhí)行用戶程序，在運行的同時，還可以通過編程設(shè)備（如裝有STEP7的PG、裝有STEP7的計算機等）讀出、修改、監(jiān)控用戶程序。

RUN：運行模式。在此模式下，CPU執(zhí)行用戶程序，還可以通過編程設(shè)備讀出、監(jiān)控用戶程序，但不能修改用戶程序。一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)

STOP：停機模式。在此模式下，CPU不執(zhí)行用戶程序，但可以通過編程設(shè)備（如裝有STEP7的PG、裝有STEP7的計算機等）從CPU中讀出或修改用戶程序。

MRES：存儲器復(fù)位模式。該位置不能保持，當開關(guān)在此位置釋放時將自動返回到STOP位置。將鑰匙從STOP模式切換到MRES模式時，可復(fù)位存儲器，使CPU回到初始狀態(tài)。一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)（2）狀態(tài)及故障顯示

SF（紅色）：系統(tǒng)出錯/故障指示燈。CPU硬件或軟件錯誤時亮。

BATF（紅色）：電池故障指示燈（只有CPU313和314配備）。當電池失效或未裝入時，指示燈亮。

DC5V（綠色）：＋5V電源指示燈。CPU和S7-300總線的5V電源正常時亮。

FRCE（黃色）：強制作業(yè)有效指示燈。至少有一個I/O被強制狀態(tài)時亮。

RUN（綠色）：運行狀態(tài)指示燈。CPU處于“RUN”狀態(tài)時亮；LED在“Startup”狀態(tài)以2Hz頻率閃爍；在“HOLD”狀態(tài)以0.5Hz頻率閃爍。一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)（2）狀態(tài)及故障顯示

STOP（黃色）：停止狀態(tài)指示燈。CPU處于“STOP”或“HOLD”或“Startup”狀態(tài)時亮；在存儲器復(fù)位時LED以0.5Hz頻率閃爍；在存儲器置位時LED以2Hz頻率閃爍。

BUSDF（BF）（紅色）：總線出錯指示燈（只適用于帶有DP接口的CPU）。出錯時亮。

SFDP：DP接口錯誤指示燈（只適用于帶有DP接口的CPU）。當DP接口故障時亮。一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)（二）西門子S7-300系列PLC單站硬件組態(tài)一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)一、S7-300PLC單站的硬件組態(tài)二、S7-300主站和S7-300從站數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)建實訓(xùn)目的：了解S7-300的硬件組成;學會配置S7-300PLC之間及遠程I/O之間的硬件組態(tài)。實訓(xùn)內(nèi)容:配置單主站Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),即1個S7-300PLC主站(CPU315-2DP)、1個可擴展的I/O從站（ET200M，IM153-1接口）和一個S7-300PLC智能從站（CPU313C-2DP），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示:系統(tǒng)主站與從站之間通過Profibus總線連接，構(gòu)成單主站的Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)要求的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為1.5Mbit/s。

二、S7-300主站和S7-300從站數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)建二、S7-300主站和S7-300從站數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)建系統(tǒng)參數(shù)配置及I/O地址二、S7-300主站和S7-300從站數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)建實訓(xùn)步驟:1.從站2的硬件組態(tài)2.主站配置3.網(wǎng)絡(luò)組建（1）連接主站和1號從站；（2）連接2號PLC智能從站。二、S7-300主站和S7-300從站數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)建驗證程序：主站從站三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建實訓(xùn)目的：1.了解EM277模塊；2.學會配置S7-200PLC與S7-300PLC之間的硬件組態(tài)。實訓(xùn)內(nèi)容：采用Profibus-DP通信方式實現(xiàn)S7－200PLC和S7－300PLC之間的數(shù)據(jù)通信。三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建參數(shù)配置表：站站類型站地址模塊類型主站I/O地址從站I/O地址主站PLC2CPU314C-2DPDI16/DO16X24V/0.5AI0.0-I1.7Q0.0-Q1.7從站3PLC3EM277CPU226I0.0-I1.7Q0.0-Q1.7數(shù)據(jù)交換地址IB10-IB11VB102、VB103QB10-QB11VB100、VB101三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建1.控制要求三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建2.設(shè)備配置三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建3.從站的設(shè)置關(guān)閉模塊的電源在EM277上設(shè)置定義的PROFIBUSDP地址再打開模塊的電源注意事項：只有在打開電源之后，才能識別新設(shè)置的PROFIBUSDP。三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建4.主站組態(tài)步驟：1.組態(tài)主站

2.將EM277模塊集成到S7-300組態(tài)

3.將其連接到PROFIBUSDP

4.主站和從站之間組態(tài)數(shù)據(jù)通訊

三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建站站類型站地址模塊類型主站I/O地址從站I/O地址主站PLC2CPU314C-2DPDI16/DO16X24V/0.5AI0.0-I1.7Q0.0-Q1.7從站1PLC3EM277CPU224XPI0.0-I1.5Q0.0-Q1.5數(shù)據(jù)交換地址IB10-IB11VB102、VB103QB10-QB11VB100、VB101三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建4.主站組態(tài)三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建4.主站組態(tài)三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建4.主站組態(tài)三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建4.主站組態(tài)三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建EM277(S7-300)S7-200QB10~QB11VB100~VB101IB10~IB11VB102~VB1035.程序?qū)崿F(xiàn)三、西門子S7-200PLC與S7-300PLC之間通信系統(tǒng)的構(gòu)建S7-300V102.0I10.0V102.1I10.1V100.0Q10.0V100.1Q10.1EM277S7-200四、S7-300PLC與MM420變頻器之間總線通信的實現(xiàn)

實訓(xùn)目的：1.了解MM420變頻器；2.掌握S7-300PLC與MM420變頻器之間Profibus-DP。四、S7-300PLC與MM420變頻器之間總線通信的實現(xiàn)

有一水箱可向外部用戶供水，用戶用水量不穩(wěn)定，有時大有時少。水箱進水可由水泵泵入，現(xiàn)需對水箱中水位進行恒液位控制，并可在0~200mm范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。如設(shè)定水箱水位值為100mm時，則不管水箱的出水量如何，調(diào)節(jié)進水量，都要求水箱水位能保持在100mm位置，如出水量少，則要控制進水量也少，如出水量大，則要控制進水量也大。實訓(xùn)內(nèi)容：四、S7-300PLC與MM420變頻器之間總線通信的實現(xiàn)

S7-300PLC與變頻器之間總線通信的實現(xiàn)

四、S7-300PLC與MM420變頻器之間總線通信的實現(xiàn)

參數(shù)設(shè)置Profibus總線控制，先設(shè)定P0010=30，P970=1，把其他參數(shù)復(fù)位。

在DP網(wǎng)上掛上MM420，并組態(tài)MM420的通訊區(qū)，通訊區(qū)與應(yīng)用有關(guān)，在組態(tài)之前應(yīng)確認通信的PPO類型，本例選擇PPO1，由4PKW/2PZD;MM420僅支持PPO1和PPO3。四、S7-300PLC與MM420變頻器之間總線通信的實現(xiàn)

PKW:參數(shù)標識符值STW:控制字

PZD：過程數(shù)據(jù)ZSW:狀態(tài)字

PKE:參數(shù)標識符