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实验四 PROFIBUS 组件的连接与数据设置一、实验目的1.使学生了解PROFIBUS的基本知识和连接2.使学生掌握PROFIBUS的应用二、实验设备RS-SY-802D数控机床综合实验系统三、实验必备知识SINUMERIK 802D是基于PROFIBUS总线的数控系统。
输入输出信号是通过PROFIBUS传送的，位置调节（速度给定和位置反馈信号）也是通过PROFIBUS完成的。
1.PROFIBUS电缆应根据机床电柜的布局连接，PROFIBUS的插头应按照下图连接：图中箭头所指代表线的进出方向，应严格遵守图中所示的规律。
每一个PROFIBUS插头上均由一开关，开关的on/off设置，必须遵循两头on,中间off的原则。
另外要确保A、B两线连接：正确、可靠、不交叉。
2.PCU为PROFIBUS的主设备，每个PROFIBUS从设备（如PP72/48、611UE）都具有自己的总线地址，因而从设备在PROFIBUS总线上的排列次序是任意的。
PROFIBUS的连接可参照下图。
PROFIBUS 两个终端设备的终端电阻开关应拨至ON位置：3.PP72/48的总线地址由模块上的地址开关S1设定（如图）。
第一块的总线地址为“9”（出厂设定）。
如果选配第二块PP72/48，其总线地址应设定为“8”。
4.611UE 的总线地址可利用工具软件SimoCom U 设定（上图），也可通过611UE操作面板上的输入键、、来设定。
驱动器首次上电后，显示窗口显示A1106，表示驱动器无数据。
● 地址设定：用键找到参数A651。
按键把参数修改为“4”，然后按结束输入。
● 地址设定：用键找到参数A918。
按键即可以输入总线地址，然后按结束输入。
● 地址设定：用键找到参数A651。
按键把参数修改为“0”，然后按结束输入。
● 地址存储：按键找到参数A652，按键后，窗口显示“0”，按键窗口显示“1”等自动变为“0”后总线已经存储。
关于PROFIbus总线（１）三种PROFIBUS(DP．FMS．PA)均使用一致的总线存取协议。
该协议是通过OSI参考模型第二层（数据链路层）来实现的。
它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。
（２）在PROFIBUS中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbus Data Link - FDL）。
介质存取控制（Medium Access Control - MAC）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。
（３） PROFIBUS协议的设计要满足介质控制的两个基本要求：①．在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。
②．在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。
因此，PROFIBUS总线存取协议，主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。
（４）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存取权（令牌）。
在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。
（５）主站得到总线存取令牌时可与从站通信。
每个主站均可向从站发送或读取信息。
因此，可能有以下三种系统配置：①．纯主－从系统②．纯主－主系统③．混合系统（６）以一个由３个主站．７个从站构成的PROFIBUS系统为例。
３个主站之间构成令牌逻辑环。
当某主站得到令牌报文后，该主站可在一定时间内执行主站工作。
在这段时间内，它可依照主－从通讯关系表与所有从站通信，也可依照主－主通讯关系表与所有主站通信。
（７）在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。
在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环。
（８）第二层的另一重要工作任务是保证数据的可靠性。
PROFIBUS第二层的数据结构格式可保证数据的高度完整性。
（９）PROFIBUS在第二层按照非连接的模式操作，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通信，其中包括广播及选择广播功能。
驱动_PROFIBUS通讯方式设置说明一、问题描述本说明介绍了西门子S7系列PLC在MCGS中使用PROFIBUS通讯方式较常遇到的问题，并提供了详细的问题处理方案。
二、适应对象1、硬件条件PROFIBUS-DP主站可以是带有集成DP口的CPU（例如S7-300 315-2DP），或者用CP342-5扩展的S7-300站、IM467、CP443-5Extend扩展的S7-400站。
上位机中插有通信卡CP5411、CP5511、CP5611、CP5611-A2、CP5412、CP5613，也作为PROFIBUS-DP主站。
PROFIBUS-DP从站有ET200系列、调速装置、S7-200/300/400站及第三方设备等（例如S7200 PLC扩展EM277通信模块）。
通讯电缆一条，也可以自己制作。
若有多个PLC，则可以把所有的3对3，4对4，5对5，8对8接线。
2、软件条件（1）操作系统要求是Windows2000 Professional SP4版本或Windows98 SE操作系统推荐使用Windows2000 Professional SP4操作系统。
（2）支持软件必须安装西门子SoftNet软件，SoftNet版本为V5.3 Build 1381。
西门子安装光盘为：SIMATIC NET CD: 05/2000。
要安装的内容：光盘目录下：\sw \sn_pb_s7\ disk1\ Setup.exe光盘目录下：\sw \VBasic\ S7\disk1\ Setup.exe。
（3）PLC编程软件若PROFIBUS-DP主站使用的是S7-300 PLC或S7-400 PLC，必须装有Step7 5.0以上的编程软件，推荐使用Step7 V5.2。
注：MCGS ProfibusDP驱动是调用SoftNet来实现通讯的，所使用SoftNet(V5.3 Build 1381)版本对操作系统有要求，只能在Window 2000 Pro或Windows98 SE系统上使用，而无法用于Windows2000 Server、WindowsXP或更新的操作系统上。
PD01与S7-300Profibus通讯使用说明本系统由PLC作为PROFIBUS主站，PD01作为从站。
1.选中STEP 7(version NO. 5.5)。
图1中图12.打开软件后弹出图2对话框。
进行新建工程操作。
图23.点击“下一步”。
由于用的PLC是CPU313C - 2 DP,所以CPU（U）选择如图4。
.图3图44.点击“下一步”。
图5由于本系统是PROFIBUS通讯，所以块只选择OB1即可，编程语言选择LAD（梯形图）。
选择如图6。
图65.点击“下一步”，给工程命名。
图7命名为“Chris_PD01”,如图8。
图86.点击“完成”切换为如图9的画面。
图97.点击“SIMATIC 300 站点”。
如图10 所示。
图108.双击图10右画面中的“硬件”弹出画面如图11。
图119.双击图11左上角对话框内的“DP”选项来设置主站的属性。
弹出对话框如图12。
图1210.点击图12中“常规”->“属性”弹出如图13的对话框。
图1311.主站站号设置为2。
.点击“参数”->“新建”，弹出如图14对话框。
图14点击“网络设置”。
图15传输率设置为9.6Kbps,配置文件选择DP。
如图16所示。
图16点击确定。
图17点击确定。
图18点击确定，发现图19中较图图11中多出红色圈内的内容。
图1912.如果之前没有安装GSD文件，那么需要安装GSD文件。
如图20所示，点击“选项”选择“安装GSD文件”。
图20选择“安装GSD文件”后弹出如图21的对话框。
图2113.点击“浏览”找到存放GSD文件的文件夹。
如图22。
图2214.点击确定，如图23。
图23选择“shihlin.gsd”。
图24点击安装。
图25选择“是”。
图26点击确定。
图27点击关闭，完成GSD安装工作。
15.右击图19中红色圈内的内容，如图28。
图28在下拉菜单中选择“插入对象”。
如图29。
图29选择“Additional Field Devices”。
PROFIBUS（1）PROFIBUS是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。
PROFIBUS传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。
广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。
PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。
可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
（2）PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbu s Message Specification )。
主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。
（3）PROFIBUS–DP: 是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I／O的通信。
使用PROFIBUS－DP可取代办24VDC或4－20mA信号传输。
（4）PORFIBUS－PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。
（5）PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。
（6）PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。
可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
（7）与其它现场总线系统相比，PROFIBUS的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。
目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。
PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在1 0多万成功应用中得以实现。
PROFIBUS-DP master板的设置基本必须设置：1：使能2：地址设置3：IDENT 号码4：设置数据CONFIG DATA下图为TP界面框图：图1-1一：首先进入DP MASTER SETUP界面，如下图1-2此界面用于设置输入输出字节数、SLAVE参数初始化和最大数字量点数，图面数值为默认值，一般不需要更改。
二：进入DP MASTER BUS PARAMETER界面，如下图1-3此界面用于设置主站总线的参数，只需选择要配置的波特率(2:baudrate),其他参数会自动配置。
三：进入DP MASTER SLAVE PARAMETER界面，如下图1-4然后DETAIL进入参数配置界面，如图1-5此界面为slave板的参数设置界面，根据下属模块的GSD文件信息填写所需内容。
下面内容详细说明需要填写的内容含义：1：SLAVE ENABLE/DISABLE 是否使能这个地址的模块2：STATION ADDRESS 模块的地址3：COMMENT 备注4：INPUT OFFSET ADDRESS 输入信号的偏移地址5：OUTPUT OFFSET ADDRESS输出信号的偏移地址6：INPUT BYTES 输入的字节数7：OUTPUT BYTES 输出的字节数8：SLAVE FLAG 从板标识9：AVTIVE 是否激活从板10：NEW PAM 是否配置新参数11：SLAVE TYPE 从板类型（默认为0）12：STATION STATUS 地址的状态说明：根据要求功能，配置从板下列信息：是否锁定（13:LOCK REQ 锁定请求14:UNLOCK REQ 不锁定请求）同步请求（15：SYNC REQ ）冻结请求（16：FREEZE REQ）看门狗请求及时间设定T=10* WD FACT1 *WD FACT2 （17：WD REQ 18: WD FACT1 19:WD FACT2）21：IDENT NUMBER 模块号31：USER PRM DATA BYTES 用户参数长度32：USER PAR DATA 用户参数33：CONFIG DATA BYTES 专用标识符长度34：CONFIG DATA 专用标识符35：DPRAM INPUT OFFSET (STATION ADDRESS - 3) * 32 （自动生成） 36：DPRAM OUTPUT OFFSET (STATION ADDRESS - 3) * 32＋1024 （自动生成） （配置完红色字体的内容可保证通讯成功，黑色字体内容为状态设定，其他参数如上图即可）地址设定及信号分配：给每个从模块分配一个地址，不能重复。
娃哈哈PROFIBUS 配置及参数设置1）目前娃哈哈所采取的变频器系统配置图：最好RS485网络的首尾添加终端电阻。
2）SIEMENS S7-315硬件配置PowerFlex 40PowerFlex 40 Multi-DriveTerminating ResistorAK-U0-RJ45-TB2P RJ45 Terminal Blocks3）变频器参数设置a) 电机参数：P031, P032, P033, P034, P035b) 变频器通讯参数的设定：c) PROFIBUS通讯卡22 -COMM-P 适配器的参数设定PROFIBUS地址的设定：通过通讯卡上的拨码来设定（注意BIT8==1），即J1. 具体的设置见2-2和2-3页。
数据格式J3的跳线要改变图中默认设置的，否则数据匹配不上。
J2的跳线是确定这台变频器是PROFIBUS通讯单传动还是PROFIBUS一拖多通讯多传动。
可见图。
22－COMM-P PROFIBUS通讯卡参数设置通讯卡的参数无法通过变频器内嵌的面板来修改，可以通过如下的方式设置：采用外置操作面板或采用调试线1203－USB (PC上采用USB口)或22－SCM-232（PC上采用RS232口来连接）。
当修改通讯适配器参数或者采用调试线修改变频器参数时，需要将J2跳线设置成PROFIBUS单传动状态。
修改完之后，再将J2跳线设置成多传动状态。
注意：跳线时需在变频器断线状态下进行。
4）故障消除一般的故障可参考用户手册去排除。
对于上电产生的通讯故障，其原因如下：上电的过程中，SIEMENS S7-300 PLC从stop 到RUN 状态所需时间远大于变频器的通讯故障检测时间。
所以采取的措施如下，在PLC的上电的过程中在程序中添加对变频器故障复位的指令。
另外，可修改变频器参数A106，或者主要在通讯卡上的通讯失效动作P009设置成1（stop）或2 ( zero data)。
PROFIBUS-DP master板的设置基本必须设置：1：使能2：地址设置3：IDENT 号码4：设置数据CONFIG DATA下图为TP界面框图：图1-1一：首先进入DP MASTER SETUP界面，如下图1-2此界面用于设置输入输出字节数、SLAVE参数初始化和最大数字量点数，图面数值为默认值，一般不需要更改。
二：进入DP MASTER BUS PARAMETER界面，如下图1-3此界面用于设置主站总线的参数，只需选择要配置的波特率(2:baudrate),其他参数会自动配置。
三：进入DP MASTER SLAVE PARAMETER界面，如下图1-4然后DETAIL进入参数配置界面，如图1-5此界面为slave板的参数设置界面，根据下属模块的GSD文件信息填写所需内容。
下面内容详细说明需要填写的内容含义：1：SLAVE ENABLE/DISABLE 是否使能这个地址的模块2：STATION ADDRESS 模块的地址3：COMMENT 备注4：INPUT OFFSET ADDRESS 输入信号的偏移地址5：OUTPUT OFFSET ADDRESS输出信号的偏移地址6：INPUT BYTES 输入的字节数7：OUTPUT BYTES 输出的字节数8：SLAVE FLAG 从板标识9：AVTIVE 是否激活从板10：NEW PAM 是否配置新参数11：SLAVE TYPE 从板类型（默认为0）12：STATION STATUS 地址的状态说明：根据要求功能，配置从板下列信息：是否锁定（13:LOCK REQ 锁定请求14:UNLOCK REQ 不锁定请求）同步请求（15：SYNC REQ ）冻结请求（16：FREEZE REQ）看门狗请求及时间设定T=10* WD FACT1 *WD FACT2 （17：WD REQ 18: WD FACT1 19:WD FACT2）21：IDENT NUMBER 模块号31：USER PRM DATA BYTES 用户参数长度32：USER PAR DATA 用户参数33：CONFIG DATA BYTES 专用标识符长度34：CONFIG DATA 专用标识符35：DPRAM INPUT OFFSET (STATION ADDRESS - 3) * 32 （自动生成）36：DPRAM OUTPUT OFFSET (STATION ADDRESS - 3) * 32＋1024 （自动生成）（配置完红色字体的内容可保证通讯成功，黑色字体内容为状态设定，其他参数如上图即可）地址设定及信号分配：给每个从模块分配一个地址，不能重复。
PROFIBUSDP主从配置方法步骤Profibus DP是一种常见的工业领域使用的通信协议，用于连接主控制设备和从控制设备。
主从配置是建立Profibus DP通信的关键步骤之一、下面将详细介绍Profibus DP主从配置的方法步骤。
1.硬件准备：首先，需要准备好Profibus DP网络所需的硬件设备，包括主控制设备、从控制设备、Profibus DP总线电缆和连接器。
主控制设备和从控制设备要能够支持Profibus DP协议。
2.确定网络拓扑结构：根据实际需要确定Profibus DP网络的拓扑结构，包括总线的起点和终点、主设备和从设备的位置等。
常见的拓扑结构有星型、总线型和环型。
3.连接总线电缆：根据确定的拓扑结构，连接总线电缆。
将总线电缆逐层连接到各个从设备上。
4.设置从设备：对于每个从设备，需要进行相应的设置，包括地址设定、通信速率设定、数据长度设定等。
这些设置应该与主设备的设置相匹配，以实现正常的通信。
在设置地址时，需要确保各个从设备的地址不重复。
5.设置主设备：设置主设备的操作与设置从设备类似，需要设定主设备的地址、通信速率、数据长度等参数。
主设备通常还需要配置输入输出模块、控制逻辑等内容，以实现对从设备的控制。
6.进行通信测试：完成主从设备的设置后，可以进行通信测试。
通过发送读写命令，检查从设备是否正常响应，并验证通信的正确性和稳定性。
如果发现通信故障，可以通过查看故障代码进行故障诊断。
7.完善配置：根据实际需要，进一步完善配置。
可以添加更多的从设备，配置更多的输入输出模块，调整通信速率和数据长度等参数，以满足具体的应用需求。
总的来说，Profibus DP主从配置方法的步骤包括硬件准备、确定网络拓扑结构、连接总线电缆、设置从设备、设置主设备、进行通信测试和完善配置。
这些步骤可以帮助用户成功地建立起Profibus DP通信，并实现对从设备的控制。
1Beckhoff耦合器DP Cycle和K-bus cycle的同步参考BK3xx0.chm -> PROFIBUS DP Communication -> Cyclic Data Exchange -> K-Bus CycleK-bus分为2种模式工作：FreeRun / Synchronous●FreeRun （与DP Cycle无关）FreeRun又分为Slow和Fast两种模式。
Slow FreeRun：It is a characteristic feature of the Slow FreeRun mode that the K-Bus cycle is called from the main task. Acyclic communication or events result in heavy jitter in the K-Bus cycle (KS2000, DPV1, terminal diagnosis, etc.), because all of these functions are also called from the main task.Fast FreeRun：The K-Bus cycle is called under time control from a high priority task. Following completion of the K-Bus cycle, the lower priority tasks (DPV1, KS2000 interface, etc.).如图，与slow freerun模式相比，fast的k-bus执行有更为固定的循环周期。
●Synchronous （与DP Cycle同步）Synchronous又分为Standard和optimized(one cycle)、optimized(two cycles)三种模式。
Standard synchronous mode：从站收到DP报文后马上进行K-bus cycle。
缺点是Input总是晚一个周期。
Synchronous mode with optimized input update (one cycle)：从站收到DP报文后延迟给定的时间进行K-bus cycle。
优点是平衡了输入输出的更新时间。
Synchronous mode with optimized input update (two cycles)：从站收到DP报文后马上输出，延迟给定时间后再进行一个k-bus循环，更新输入。
FreeRun 和Synchronous 可以在耦合器的PrmData页签配置：（前面的数字9代表相应参数在PrmData中的第9个字节）Optimized模式的相关参数可以直接修改Profibus的Own PrmData项：2PLC task 与DP Cycle 的同步参考Information System -> Fieldbus Components -> Fieldbus Cards and Switches -> FC310x –PROFIBUS PCI Fieldbus Card -> FC310x as Master->Synchronization分为I/O at Task Start 和I/O not at Task Start两种模式I/O at Task StartI/O copy的动作在PLC周期起始执行。
图中灰色的部分为windows资源（CPU Limit设置为80%）。
设置I/O at Task Start在PLC Configuration->IEC1131页签->I/O at Task Begin项。
I/O not at Task StartComparison of I/O at task start and I/O not at task startAn advantage when "I/O at task start" is selected is that the task and the DP cycle do not have to share the available bandwidth, and that the DP cycle starts very regularly, any jitter being the TwinCAT jitter. If "I/O not at task start" is selected, then it is more likely that a DP cycle will be omitted; the regularity of the start times of the DP cycles depends additionally on the jitter in the task processing. The disadvantage of the "I/O at task start" is that the dead time, or system reaction time, becomes longer.DP-Cycle的特殊方式：Distribution of the DP slaves over a number of DP cycles (prioritisation of the slaves)Multiple DP Cycles in one Task CycleMultiple Data Samples Within One Task CycleDistribution of the DP slaves over a number of DP cycles (prioritisation of the slaves)：对应的设置在耦合器的Features页签，Data_Exchange Poll-Rate项。
上图Slave3/5的设置应为Divider=2 Modulo=0，Slave4/6的设置应为Divider=2 Modulo=1。
Multiple DP Cycles in one Task CycleIf the task cycle time is more than twice as long as the DP cycle time, it is possible for a number of DP cycles to be carried out within a single task cycle, in order to acquire the most up-to-date input data possible.对应的设置为“DP-Cycles/Task”：Multiple Data Samples Within One Task Cycle结合以上两种特殊方式对应的设置除了“DP-Cycles/Task”外，还有“Additional Data_Exchange Samples”：上图的设置In the present example, slaves 1 and 2 would each be entered into the System Manager twice, with these settings:- Additional Data_Exchange Samples/Multiplier = 2- Additional Data_Exchange Samples/Modulo = 0 or 1Slaves 3 and 5 would only be entered into the System Manager once, and would have these settings:- Additional Data_Exchange Samples/Multiplier = 2- Additional Data_Exchange Samples/Modulo = 0Slaves 4 and 6 would also only be entered into the System Manager once, with these settings:- Additional Data_Exchange Samples/Multiplier = 2- Additional Data_Exchange Samples/Modulo = 13Sync/Freeze functionality 从站与从站间的动作同步参考Information System -> Fieldbus Components -> Fieldbus Cards and Switches -> FC310x –PROFIBUS PCI Fieldbus Card -> FC310x as Master->Synchronization->Sync/Freeze functionalitySync is used for the simultaneous outputting of outputs for several slaves, Freeze is used for reading in inputs from several slaves simultaneously.相应从站收到Sync/Freeze报文后同步动作，Outputs and inputs are therefore always one cycle old.对应的设置：For the FC310x the operation mode is to be set on the master's "FC310x" tab (for TwinCAT 2.8 and TwinCAT 2.9) to "DP/MC (Equidistant)". For the boxes that are to be operated with Sync/Freeze, the Sync/Freeze enable flag is to be clicked on these slave's Profibus tab.。
