西門子6ES7331-1KF02-0AB0

1．PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)
PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498標(biāo)準(zhǔn)，以O(shè)SI作為參考模型的。PROFIBUS-DP定義了第1、2層和用戶接口。第3到7層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細說明了各種不同PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為。PROFIBUS-FMS定義了第1、2、7層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）和低層接口（LLI）。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務(wù)；LLI協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第2層訪問接口。PROFIBUS-PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1157-2標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴展PA網(wǎng)絡(luò)。
 2．PROFIBUS的傳輸技術(shù)
PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸型式：RS-485傳輸、IEC1157-2傳輸和光纖傳輸。

（1) RS-485傳輸技術(shù)
RS-485傳輸是PROFIBUSzui常用的一種傳輸技術(shù)，通常稱之為H2。RS-485傳輸技術(shù)用于PROFIBUS-DP與PROFIBUS-FMS。
RS-485傳輸技術(shù)基本特征是：網(wǎng)絡(luò)拓撲為線性總線，兩端有有源的總線終端電阻；傳輸速率為9.6kbps~12Mbps；介質(zhì)為屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件；不帶中繼時每分段可連接32個站，帶中繼時可多到127個站。RS-485傳輸設(shè)備安裝要點：全部設(shè)備均與總線連接；每個分段上zui多可接32個站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保操作運行不發(fā)生誤差；兩個總線終端電阻必須一直有電源；當(dāng)分段站超過32個時，必須使用中繼器用以連接各總線段，串聯(lián)的中繼器一般不超過4個；傳輸速率可選用9.6kbps~12Mbps，一旦設(shè)備投入運行，全部設(shè)備均需選用同一傳輸速率。電纜zui大長度取決于傳輸速率采用RS-485傳輸技術(shù)的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)使用9針D型插頭。當(dāng)連接各站時，應(yīng)確保數(shù)據(jù)線不要擰絞，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境下運行應(yīng)使用帶屏蔽的電纜，屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。

（2）IEC1157-2傳輸技術(shù)
IEC1l57-2的傳輸技術(shù)用于PROFIBUS-PA，能滿足化工和石油化工業(yè)的要求。它可保持其本質(zhì)安全性，并通過總線對現(xiàn)場設(shè)備供電。IEC1157-2是一種位同步協(xié)議，可進行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為H1。
 （3）光纖傳輸技術(shù)
PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應(yīng)用時，可使用光纖導(dǎo)體，以增加高速傳輸?shù)木嚯x。可使用兩種光纖導(dǎo)體：一種是價格低廉的塑料纖維導(dǎo)體，供距離小于50m情況下使用；另一種是玻璃纖維導(dǎo)體，供距離小于1km情況下使用。許多廠商提供總線插頭可將RS-485信號轉(zhuǎn)換成光纖導(dǎo)體信號或?qū)⒐饫w導(dǎo)體信號轉(zhuǎn)換成RS-485信號。
 3. PROFIBUS總線存取控制技術(shù)
PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一樣的總線存取控制技術(shù)，它是通過OSI參考模型第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）來實現(xiàn)的，它包括保證數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)及傳輸協(xié)議和報文處理。在PROFIBUS中，第2層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL，F(xiàn)ieldbus Data link）。介質(zhì)存取控制（M A C，   Medium Access Control）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計要滿足介質(zhì)存取控制的兩個基本要求：

（1）在復(fù)雜的自動化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通信任務(wù)。
 （2）在復(fù)雜的程序控制器和簡單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)盡可能快速又簡單地完成數(shù)據(jù)的實時傳輸。
因此PROFIBUS主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規(guī)定的時間內(nèi)得到總線存取權(quán)（令牌），令牌在所有主站中循環(huán)一周的zui長時間是事先規(guī)定的。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進行。主站得到總線存取令牌時可依照主-從通信關(guān)系表與所有從站通信，向從站發(fā)送或讀取信息，也可依照主-主通信關(guān)系表與所有主站通信。所以可能有3種系統(tǒng)配置：純主-從系統(tǒng)、純主-主系統(tǒng)和混合系統(tǒng)在總線系統(tǒng)初建時，主站介質(zhì)存取控制MAC的任務(wù)是制定總線上的站點分配并建立邏輯環(huán)。在總線運行期間，斷電或損壞的主站必須從環(huán)中排除，新上電的主站必須加入邏輯環(huán)第2層的另一重要工作任務(wù)是保證數(shù)據(jù)的高度完整性。PROFIBUS在第2層按照非連接的模式操作，除提供點對點邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點通信，包括廣播和選擇廣播功能

調(diào)用TCON指令

2、定義PLC_1 的 “TCON” 連接參數(shù)
PLC_1 的 TCON 指令的連接參數(shù)需要在指令下方的屬性窗口“Properties > Configuration > Connection parameter”中設(shè)置，如圖5所示。

連接參數(shù)說明：

圖5 “TCON” 指令的連接參數(shù)

3、分配 “TCON” 的塊參數(shù)
在指令下方的屬性窗口“Properties > Configuration > block parameter”中設(shè)置，可以根據(jù)需要自己為“TCON” 塊相應(yīng)的輸入輸出參數(shù)。好參數(shù)的塊，如圖6所示。其中M8.0作為啟動連接的觸發(fā)位，連接ID = 1與連接參數(shù)里面的設(shè)置相同。

圖6 “TCON” 的塊參數(shù)

4、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用 “TSEND” 發(fā)送通信指令
首先創(chuàng)建一個發(fā)送數(shù)據(jù)塊，通過 “Project tree > PLC_1 > Program blocks > Add new block”，選擇 “Data block” 創(chuàng)建 DB 塊，選擇尋址，點擊“OK”鍵，如圖7所示。

圖7 創(chuàng)建一個發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3

打開創(chuàng)建的發(fā)送數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)塊中定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為 8個字節(jié)的數(shù)組，如圖8所示。

圖8 創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)

然后在OB1 中調(diào)用“TSEND”發(fā)送通信指令，并為“TSEND”參數(shù)。使用M0.3（ 2Hz 的時鐘脈沖）上升沿激活發(fā)送任務(wù)，發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)為P# DB3.DBX0.0 BYTE 8，連接 ID = 1與連接參數(shù)里面的設(shè)置相同，發(fā)送長度LEN=8。分配好參數(shù)的“TSEND”塊如圖9所示。

圖9 調(diào)用“TSEND”發(fā)送通信塊

5、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用“TRCV”接收通信指令
同樣，先創(chuàng)建一個接收數(shù)據(jù)塊DB4 ，如圖10所示。“TRCV”接收通信指令的調(diào)用方法與“TSEND” 發(fā)送通信指令的調(diào)用方法相同，M8.1作為接收指令的使能位，如圖11所示。

圖10創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)區(qū)

圖11 調(diào)用“TRCV”接收通信塊

6、在 PLC_1 的 OB1 中調(diào)用 “TDISCON”通信指令
后，為了斷開通信鏈接，我們需要調(diào)用“TDISCON”通信指令，如圖12所示。

圖12 調(diào)用“TDISCON”通信塊

3.3下載程序
至此，S7-1200側(cè)的組態(tài)和編程都已經(jīng)完成，可以在項目編譯無錯誤后，直接下載到S7-1200 CPU中，并啟動CPU的運行。

4 S7-300 CPU的組態(tài)編程
S7-300帶PN接口的CPU支持ISO on TCP通信功能，通過該集成以太網(wǎng)接口組態(tài)ISO on TCP通信時，只能使用開放式通信的功能塊，這些的功能塊可以在STEP7 “ 通訊塊”的 “標(biāo)準(zhǔn)庫 ”中找到，如圖13所示。

圖13 S7-300 CPU通信指令庫

庫中提供了下列通信功能塊：
′> FB 65 "TCON"，用于建立連接，連接時需要UDT65來提供參數(shù)
> FB 66 "TDISCON"，用于終止連接
> FB 63 "TSEND"，用于發(fā)送數(shù)據(jù)到S7站點、S5站點、PC站或者第三方設(shè)備
> FB 64 "TRCV" 用于從S7站點、S5站點、PC站或者第三方設(shè)備接收數(shù)據(jù)

要通過CPU 的 集成PN 接口實現(xiàn)開放的ISO on TCP通信，不能在Netpro網(wǎng)絡(luò)組態(tài)中直接建立連接，必須通過程序每個連接的參數(shù)。用于通信的FB標(biāo)準(zhǔn)功能塊，請參見附件提供的例程 ”Sample_1 ( 50 KB ) ” 或參考下載中心文檔《A0284 使用西門子PLC集成的PN口實現(xiàn)S5 兼容通信使用入門》提供的例程。下載鏈接：80490650

從附件提供的例程 ”Sample_1 ( 50 KB ) ” 中將把需要的程序塊拷貝到新建的項目中，包括：
> UDT 65 "TCON_PAR"，存放用戶通信參數(shù)
> FB420 "SET_ISO_ENDPOINT" ，用于修改UDT65內(nèi)通信對象參數(shù)
> FC21， 被FB420調(diào)用
隨后，使用通信功能塊 FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV" 完成程序的編寫

系統(tǒng)組成：

電源模塊 (PS)

（選件）

為S7-300/ET 200M 提供電源

將120/230V交流電壓轉(zhuǎn)變到所需要的24伏直流工作電壓

輸出電流2A、5A、10A

中央處理單元 (CPU)

多種CPU，有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通訊接口等。 接口模塊 (IM) 
?

用于連接多機架配置的
SIMATIC S7-300 的機架。

最多配置4個機架。每個機架最多可以插入8個模塊。在4個機架上最多可安裝32個模塊。

IM 365
用于一個中央機架和一個擴展機架的配置中

IM 365/IM 361
用于一個中央機架和最多4個擴展機架的配置中

信號模塊 (SM)

用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出 通訊處理器 (CP)

用于連接網(wǎng)絡(luò)和點對點連接 功能模塊 (FM)

用于高速計數(shù)，定位操作 (開環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。 存儲器

MMC DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌

用于模塊安裝 前連接器

用于簡單而方便地連接傳感器和執(zhí)行器

更換模塊時允許保持接線

采用編碼元件以避免更
換模塊時的錯誤

分為20針、40針兩種

S7－300主要支持的硬件有：

??（1）電源（PS）

??電源模塊提供了機架和CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號機架的位置。

??（2）中央處理器（CPU）

??CPU存儲并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的MPI總線處理編程設(shè)備和PC、模塊、其它站點之間的通訊，并可以為進行DP主站或從站操作裝配一個集成的DP接口。置于2號機架。

??（3）接口模塊（IM）

??接口模塊將各個機架連接在一起。不同型號的接口模塊可支持機架擴展或PROFIBUS?DP連接。置于3號機架，沒有接口模塊時，機架位置為空。

??（4）信號模塊（SM）

??通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊。測量輸入信號并控制輸出設(shè)備。信號模塊可用于數(shù)字信號和模擬信號，還可用于進行連接，如傳感器和啟動器的連接。

??（5）功能模塊（FM）

??用于進行復(fù)雜的、重要的但獨立于CPU的過程，如：計算、位置控制和閉環(huán)控制。

??（6）通訊處理器（CP）

??模塊化的通訊處理器通過連接各個SIMATIC站點，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點對點連接等。

??后三個模塊在機架上可以任意放置，系統(tǒng)可以自動分配模塊的地址。

??需要說明的是，每個機架最多只能安裝8個信號模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務(wù)超過了8個，則可以擴展機架（每個帶CPU的中央機架可以擴展3個機架）。?

  ?各個模塊的性能具體如下：

??（1）電源模塊（PS）

??電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。

??（2）CPU模塊

??各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。

   ?以上只是列出了部分指標(biāo)，設(shè)計時還要參的手冊。

??（3）接口模塊

??接口模塊用于多機架配置時連接主機架(CR)和擴展機架 (ER)。S7-300通過分布式的主機架(CR)和3個擴展機架(ER)，可以操作多達32個模塊。運行時無需風(fēng)扇。

??（4）信號模塊

??信號模塊用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，又分DI/DO（數(shù)字量輸入/輸出）和AI/AO（模擬量輸入/輸出）模塊。

??①數(shù)字量輸入模塊：

??②數(shù)字量輸出模塊：

??③數(shù)字輸入/輸出模塊：

??④繼電器輸出模塊：

??⑤模擬量輸入模塊

??⑥模擬量輸出模塊：

??⑦模擬量輸入/輸出模塊