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PROFIBUS-DP通信的其他应用

3. 一组从站的输出同步与输入冻结

  (1)同步输出与解除同步

  通常情况下，DP主站周期性地将输出数据发送到DP从站的输出模块上。DP主站调用用SFC11发送SYNC(同步)控制命令，组态的DP从站组中的所有从站将切换到同步模式，DP主站将当前的输出数据发送给从站，并指示相关DP从站冻结各自的输出。DP从站组将主站的输出数据存放在它们的内部缓冲区，将它们送到输出模块，并保持输出状态不变。这样可以同步激活一组DP从站上的输出数据。

  每执行一次SYNC控制命令，该组从站将新的输出数据发送到输出模块上。只有用SFC 11发送控制命令UNSYNC，才能解除DP从站组的SYNC模式，使该组DP从站返回正常的循环数据传送状态，即DP主站发送的数据立即被传送到从站的输出点。

  (2)输人信号的冻结与解除冻结

  通常情况下，DP主站按照PROFIBUS-DP的总线周期，周期性地读取DP从站的输入数据，供CPU使用。如果需要得到一组DP从站同一时刻的输入数据，可以通过SFC11将FREEZE(冻结)命令发送到该组DP从站来实现。

  当FREEZE命令被发送到一组DP从站时，组内所有的DP从站切换到FREEZE模式，即它们的输入模块上的信号被冻结，并将它们传送到 CPU 的过程映像输入区，以便DP主站来读取这些信号。接收到下一个FREEZE命令时，DP从站更新和重新冻结它们的输入数据只有用SFC 11发送UNFREEZE命令，才能解除DP从站的FREEZE模式，使DP主站重新开始周期性地接收从站当前的输入状态。

  在暖启动和热启动后，DP从站不进入SYNC或FREEZE模式，只有当它们接收到由DP 主站发出的第一个SYNC或FREEZE命令之后，才进入SYNC或FREEZE模式。

  4. 用SFC12激活和禁止DP从站

  如果系统中有已经组态，但是并不存在、有故障或当前不需要的DP从站或PROFINET IO设备，CPU仍然会不断地访问它们。如果用SFC12“D_ACT_DP”禁止这些从站或IO设备，CPU将停止访问它们，这样可以缩短DP总线周期。如果用SFC12禁止了IE/PB Link PN IO(以太网与PROFIBUS的链接器)，所有从属的PROFINETIO设备也将停止运行，这一事件将被报告。可以在需要时用SFC12来激活被禁止的DP从站或PROFINETIO设备，还可以查询它们当前处于激活状态还是处于禁止状态。

  某些设备有大量的选件可供使用，但是机器制造厂商交付的具体设备仅仅是选定组件的组合。制造商将这些可能的机器选件组态为DP从站或PROFINETIO设备，以便创建包含所有可能的选件的通用用户程序。使用SFC12，用户程序可以激活当前需要的选件，禁止那些当前不需要的选件。

 1.FDL通信

  FDL是PROFIBUS的第2层——现场总线数据链路层(Fieldbus Data Link)的缩写，用于实现PROFIBUS主站之间的通信。它是安全系数很高的发送/接收双向数据通信服务，可以有效地检测出通信的错误。

  PROFIBUS网络中的FDL连接与工业以太网中的ISO、ISO-on-TCP、TCP、UDP连接统称为S5兼容的连接，它们使用相同的通信功能(FC)AG_RECV和AG_SEND。

  FDL数据传输是双向的，可以在FDL连接上同时进行发送和接收。两个站都具有同样的权限，每个站都可以触发发送和接收过程。FDL支持SDA(有确认的数据发送)和SDN (无确认的数据发送)、自由第2层通信、广播通信和多点传送通信。

  只有PROFIBUS通信处理器(CP)才支持FDL的数据通信，例如，用于S7-300系列PLC的CP342-5和CP343-5，用于S7-400系列PLC的CP443-5，以及用于上位机的CP5512、CP5612、CP5613PROFIBUS网卡。通信处理器可以同时与多个主站建立通信连接，大多数通信处理器的FDL连接个数*多16个。S7连接采用OSI(开放系统互连模型)的第1、2和7层，专门用于西门子PLC之间的大数据量通信。因为FDL只使用OSI模型的第1、2层，传输请求由硬件发起，传输速率快，但是传输的数据量较小(仅240B)。

  2.直接数据交换

  直接数据交换(Direct Data Exchange，DX)又称为交叉通信，主要用于智能从站接收DP从站的数据，以及多主站系统的从站发送数据到其他主站。

  直接数据交换通信采用广播式通信方式，从站作为生产者(Publisher)，可以不经过主站将信息直接发送给作为消费者(Subscribers)的从站。这样从站可以直接接收别的从站发送的数据。可以理解为图6-63中的3号从站向它的主站发送数据时，4号智能从站或其主站“偷听”发送的部分活全部数据。

  下面是直接数据交换的几种应用场合：

  (1)单主站系统中 DP从站发送数据到智能从站

  通过直接数据交换，DP从站发送的数据可以被同一个PROFIBUS-DP子网的智能从站接收。所有具有直接数据发送功能的DP从站(包括非智能从站)，都能提供用于DP从站之间的直接数据交换的数据，只有主站和智能DP从站才能接收这些数据。

  (2)多主站系统中从站发送数据到其他主站

  同一个物理PROFIBUS-DP子网中有几个DP主站的系统称为多主站系统。有直接数据交换功能的DP从站发送的数据，可以被同一个物理DP子网中其他主站直接读取。

  (3)从站发送数据到其他主站系统的智能从站

  在多主站系统中，有直接数据发送功能的DP从站发送的数据，可以被同一个物理DP 网络中其他主站系统的智能从站读取。

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S7-400PLC扩展接口模块

①模块参数 如前所述，S7-400 PLC 扩展必须使用IM系列扩展接口模块，以连接中央控制单元与扩展单元。

  S7-400PLC使用的各种接口模块的使用范围与主要参数如表2-55所示。

  安装与外形 扩展接口单元在机架上的安装位置固定，在扩展单元上，它始终处在扩展机架的*右侧;在中央控制单元上，它依次由*右侧向左布置。

  接口模块的外形可以有如图2-110所示的4种。

  图2-110(a)为发送接口IM460-0、IM460-1、IM460-3、IM460-4的外形图;图2-110 (b)为发送接口IM463-2的外形图。

  发送接口上部安装有EXTF、Cl、C2指示灯。EXTF灯亮表示接口电线连接中断或连接故障。指示灯Cl、C2分别代表接口连接线路1、2的工作状态，灯亮表明对应的线路工作正常;灯闪烁表明扩展单元工作尚未准备好(如扩展单元未通电或模块初始化未完成)。

  模块下部的连接器X1、X2用于连接两路扩展单元。

  对于S5系列扩展接口，还安装有接口选择开关与连接距离选择开关。接口选择开关可以选择C1/C2同时OFF、C1-ON、C2-ON与C1/C2同时ON四种工作方式;距离选择开关可以选择1～100m、100～250m、250～450m、450～600m四种连接距离。使用时可以根据实际情况设定。

  图2-110(c)、图2-110(d)分别为接收接口IM461-0、IM461-1、IM461-3、IM461-4 的两种不同生产系列的模块外形，图2-109(c)的订货号为6ES7 461-** A00-0AA0、图2-110(d)的订货号为6ES7461-* *A01-0AA0。

  接收接口的上部安装有INTF与EXTF两只指示灯。INTF为扩展单元号设定错误指示灯，当设定的扩展单元号小于1或大于21时指示灯亮;EXIF为故障指示灯，灯亮表示接口连接中断或连接故障。

  模块下部的连接器X1为输入连接端，用于连接来自发送模块或上一级串联扩展单元的连接总线;X2为输出连接端，用于连接下一级串联扩展单元或安装终端连接器。

  模块中部的RACK设定开关用于设定扩展单元地址，两种模块的布置方法略有不同。扩展单元地址设定应在1～21内。

  6ES7 461-** A00-0AA0 的中部还安装有外部后备电源插孔，当更换机架时，可以在插孔中连接DC5～15V外部电源，以保证系统不间断更换扩展单元。

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