上海西门子中国总代理 6ES7134-6JD00-0CA1

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PROFIBUS自动化通信协议作用有哪些

PROFIBUS的数据链路层

  PROFIBUS的协议结构见图2-5，图中，第2层称为现场总线数据链路层(Fieldbus Data Link，FDL)，规定了总线访问控制、数据安全性以及传输协议和报文的处理。

  PROFIBUS协议的设计满足了媒体控制的两个基本要求∶

  1)复杂的自动化系统(主站)之间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点都有足够的时间来完成通信任务。

  2)PLC或PC与I/O外围设备(从站)之间的通信，应尽可能简单快速地完成数据的实时传输，因通信协议增加的数据传输时间应尽量少。

  图2-5 PROFIBUS协议结构

  PROFIBUS-DP采用混合的总线访问控制机制来实现上述目标(见图2-6)。它包括主站之间的令牌(Token)传递方式和主站与从站之间的主-从方式。令牌实际上是一条特殊的报文，它在所有的主站上循环一周的时间是事先规定的。主站之间构成令牌逻辑环，令牌传递

  仅在各主站之间进行。令牌按令牌环中各主站地址的升序在各主站之间依次传递。

  图2-6 PROFIBUS-DP的总线访问方式

  某个主站得到令牌报文后，该主站可以在一定的时间内执行主站工作。在这段时间内，它可以依照主-从通信关系表与所有的从站通信，也可以依照主-主通信关系表与所有的主站通信。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访问权(即令牌)，来访问分配给该主站的从站。主站可以向从站发送数据，接收来自从站的数据。

  PROFIBUS-DP使用第1、2层和用户接口层，第3～7层未使用，这种精简的结构确保了高速的数据传输。用户接口规定了设备的应用功能、PROFIBUS-DP系统和设备的行为特性。直接数据链路映像程序DDLM提供对第2层的访问。

  在总线初始化和起动阶段，主站媒体访问控制(MAC)通过辨认主站来建立令牌环，首先自动地判定总线上所有主站的地址，并将它们的节点地址记录在主站表中。在总线运行期间，从令牌环中去掉有故障的主站，将新上电的主站加入到令牌环。

  PROFIBUS 媒体访问控制还可以监视传输媒体和收发器是否有故障，检查站点地址是否出错(例如地址重复)，以及令牌是否丢失或有多个令牌。

  PROFIBUS在第2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。

  DP主站与DP从站之间的通信基于主-从原理，DP主站按轮询表依次访问DP从站，主站与从站间周期性地交换用户数据。DP主站与DP从站之间的一个报文循环由DP主站发出的请求帧(轮询报文)和由DP从站返回的应答或响应帧组成。

西门子中继器使用方法及作用有哪些

 1.RS-485中继器

  下列情况需要使用RS-485中继器多于32个站(包含中继器)连接到总线上，或者超过了网段允许的*大长度(与传输速率有关)。

  RS-485中继器用于将PROFIBUS网络中的两段总线连在一起，以增加站点的数目。中继器用于信号恢复和总线段之间的电气隔离，*高传输速率为12Mbit/s。两个节点之间*多可以安装9个中继器。不需要对RS-485中继器组态，但是在计算总线参数时应考虑它。

  2.诊断中继器

  诊断中继器是RS-485中继器，传输速率为9.6 kbit/s～12 Mbit/s，它用于在RS-485系统中连接PROFIBUS-DP网段，此外还提供铜质总线电缆的物理在线监控，可以侦测总线系统的拓扑结构，在出现故障时，可以自动检测故障类型和故障位置(**到米)。可以发送诊断报文到DP主站，包括详细的故障类型和故障位置数据。

  对于DP主站来说，诊断中继器相当于一个DP从站。诊断中继器用STEP7来组态，也可以作为普通中继器使用，其详细的使用方法见6.6节。

  3. DP/DP 耦合器

  DP/DP耦合器用来将两条PROFIBUS子网络连接在一起，在DP主站之间交换数据。这两个子网络在电气上是隔离的，它们可以有不同的传输速率。在两个子网络中，DP/DP 耦合器对于每个DP主站来说，都是一个可以自由选择站地址的DP从站。可以交换的*大输入、输出数据均为244B。DP/DP耦合器用STEP7来组态。

  DP/DP 耦合器连续不断地将一个网络的输出数据复制到另一个网络的输入数据，反之亦然。耦合器用顶部的两个DIP开关来设置DP地址。

  4. GSD文件

  GSD(General Station Description，常规站说明)文件是可读的ASCII码文本文件，包括通用的和与设备有关的通信的技术规范。为了将不同厂家生产的PROFIBUS产品集成在一起，生产厂家必须以GSD文件的方式提供这些产品的功能参数，例如I/O点数、诊断信息、传输速率、时间监视等。GSD文件分为3个部分

  1)总规范包括生产厂商和设备名称、硬件和软件版本、传输速率、监视时间间隔、总线连接器的信号分配等。

  2)主站规范包括适用于主站的各项参数，例如*大可以连接的从站个数和上载/下载的选项。

  3)与DP从站有关的规范例如IO通道个数、类型和诊断数据等。

  可以在制造商的网站下载GSD文件，在西门子自动化与驱动集团的中文网站的下载中心搜索“GSD”后，可以下载需要的GSD文件。

  在STEP7的SIMATIC管理器中打开硬件组态工具HWConfig，如果硬件目录窗口没有需要的DP从站，应安装制造商提供的GSD文件。

  在硬件组态工具中，执行菜单命令“选项”→“安装新 GSD 文件”，在出现的对话框中点击“浏览”按钮，打开GSD文件所在的文件夹，安装GSD文件。安装成功后，在硬件目录窗口的“\PROFIBUS-DP”文件夹中，可以找到刚安装了GSD文件的DP从站，并将它用于组态。STEP7将GSD文件存储在“…\Siemens\Step7\S7DATA\GSD”文件夹中。