西門(mén)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(hù)接口。第3到7層未加描述。用戶(hù)接口規(guī)定了用戶(hù)及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說(shuō)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(chǎng)總線(xiàn)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(hù)提供了可廣泛選用的強(qiáng)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(lài)設(shè)備的第2層訪(fǎng)問(wèn)接口。PROFIBUS-PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的PROFIBUS-DP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場(chǎng)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(guò)總線(xiàn)給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴(kuò)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(chēng)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?fù)錇榫€(xiàn)性總線(xiàn)，兩端有有源的總線(xiàn)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(shí)每分段可連接32個(gè)站，帶中繼時(shí)可多到127個(gè)站。RS-485傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)：全部設(shè)備均與總線(xiàn)連接；每個(gè)分段上zui多可接32個(gè)站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個(gè)總線(xiàn)終端電阻，確保操作運(yùn)行不發(fā)生誤差；兩個(gè)總線(xiàn)終端電阻必須一直有電源；當(dāng)分段站超過(guò)32個(gè)時(shí)，必須使用中繼器用以連接各總線(xiàn)段，串聯(lián)的中繼器一般不超過(guò)4個(gè)；傳輸速率可選用9.6kbps~12Mbps，一旦設(shè)備投入運(yùn)行，全部設(shè)備均需選用同一傳輸速率。電纜zui大長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)確保數(shù)據(jù)線(xiàn)不要擰絞，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境下運(yùn)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(xiàn)和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護(hù)接地連接，并通過(guò)盡可能的大面積屏蔽接線(xiàn)來(lái)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(mǎn)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(guò)總線(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。IEC1157-2是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)行無(wú)電流的連續(xù)傳輸，通常稱(chēng)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(shí)，可使用光纖導(dǎo)體，以增加高速傳輸?shù)木嚯x?？墒褂脙煞N光纖導(dǎo)體：一種是價(jià)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(chǎng)商提供總線(xiàn)插頭可將RS-485信號(hào)轉(zhuǎn)換成光纖導(dǎo)體信號(hào)或?qū)⒐饫w導(dǎo)體信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS-485信號(hào)。
 3. PROFIBUS總線(xiàn)存取控制技術(shù)
PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一樣的總線(xiàn)存取控制技術(shù)，它是通過(guò)OSI參考模型第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）來(lái)實(shí)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(bào)文處理。在PROFIBUS中，第2層稱(chēng)之為現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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?，MAC必須確保在任何一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足介質(zhì)存取控制的兩個(gè)基本要求：

（1）在復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時(shí)間間隔中，任何一個(gè)站點(diǎn)要有足夠的時(shí)間來(lái)完成通信任務(wù)。
 （2）在復(fù)雜的程序控制器和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)盡可能快速又簡(jiǎn)單地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(gè)主站在一個(gè)確切規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到總線(xiàn)存取權(quán)（令牌），令牌在所有主站中循環(huán)一周的zui長(zhǎng)時(shí)間是事先規(guī)定的。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行。主站得到總線(xiàn)存取令牌時(shí)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(xiàn)系統(tǒng)初建時(shí)，主站介質(zhì)存取控制MAC的任務(wù)是制定總線(xiàn)上的站點(diǎn)分配并建立邏輯環(huán)。在總線(xiàn)運(yùn)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點(diǎn)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(shuō)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(dòng)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(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)塊，通過(guò) “Project tree > PLC_1 > Program blocks > Add new block"，選擇 “Data block" 創(chuàng)建 DB 塊，選擇尋址，點(diǎn)擊“OK"鍵，如圖7所示。

圖7 創(chuàng)建一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB3

打開(kāi)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(gè)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(shí)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(zhǎng)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(gè)接收數(shù)據(jù)塊DB4 ，如圖10所示?！癟RCV"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(kāi)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(xiàng)目編譯無(wú)錯(cuò)誤后，直接下載到S7-1200 CPU中，并啟動(dòng)CPU的運(yùn)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(guò)該集成以太網(wǎng)接口組態(tài)ISO on TCP通信時(shí)，只能使用開(kāi)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(kù) "中找到，如圖13所示。

圖13 S7-300 CPU通信指令庫(kù)

庫(kù)中提供了下列通信功能塊：
′> FB 65 "TCON"，用于建立連接，連接時(shí)需要UDT65來(lái)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(diǎn)、S5站點(diǎn)、PC站或者第三方設(shè)備
> FB 64 "TRCV" 用于從S7站點(diǎn)、S5站點(diǎn)、PC站或者第三方設(shè)備接收數(shù)據(jù)

要通過(guò)CPU 的 集成PN 接口實(shí)現(xiàn)開(kāi)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(guò)程序每個(gè)連接的參數(shù)。用于通信的FB標(biāo)準(zhǔn)功能塊，請(qǐng)參見(jiàn)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(mén)子PLC集成的PN口實(shí)現(xiàn)S5 兼容通信使用入門(mén)》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(xiàng)目中，包括：
> UDT 65 "TCON_PAR"，存放用戶(hù)通信參數(shù)
> FB420 "SET_ISO_ENDPOINT" ，用于修改UDT65內(nèi)通信對(duì)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(xiě)

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(diǎn)，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(jī)架配置的
SIMATIC S7-300 的機(jī)架。

最多配置4個(gè)機(jī)架。每個(gè)機(jī)架最多可以插入8個(gè)模塊。在4個(gè)機(jī)架上最多可安裝32個(gè)模塊。

IM 365
用于一個(gè)中央機(jī)架和一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架的配置中

IM 365/IM 361
用于一個(gè)中央機(jī)架和最多4個(gè)擴(kuò)展機(jī)架的配置中

信號(hào)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 功能模塊 (FM)

用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。 存儲(chǔ)器

MMC DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌

用于模塊安裝 前連接器

用于簡(jiǎn)單而方便地連接傳感器和執(zhí)行器

更換模塊時(shí)允許保持接線(xiàn)

采用編碼元件以避免更
換模塊時(shí)的錯(cuò)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(jī)架和CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號(hào)機(jī)架的位置。

??（2）中央處理器（CPU）

??CPU存儲(chǔ)并處理用戶(hù)程序，為模塊分配參數(shù)，通過(guò)嵌入的MPI總線(xiàn)處理編程設(shè)備和PC、模塊、其它站點(diǎn)之間的通訊，并可以為進(jìn)行DP主站或從站操作裝配一個(gè)集成的DP接口。置于2號(hào)機(jī)架。

??（3）接口模塊（IM）

??接口模塊將各個(gè)機(jī)架連接在一起。不同型號(hào)的接口模塊可支持機(jī)架擴(kuò)展或PROFIBUS?DP連接。置于3號(hào)機(jī)架，沒(méi)有接口模塊時(shí)，機(jī)架位置為空。

??（4）信號(hào)模塊（SM）

??通常稱(chēng)為I/O（輸入/輸出）模塊。測(cè)量輸入信號(hào)并控制輸出設(shè)備。信號(hào)模塊可用于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，還可用于進(jìn)行連接，如傳感器和啟動(dòng)器的連接。

??（5）功能模塊（FM）

??用于進(jìn)行復(fù)雜的、重要的但獨(dú)立于CPU的過(guò)程，如：計(jì)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(guò)連接各個(gè)SIMATIC站點(diǎn)，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接等。

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

??需要說(shuō)明的是，每個(gè)機(jī)架最多只能安裝8個(gè)信號(hào)模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務(wù)超過(guò)了8個(gè)，則可以擴(kuò)展機(jī)架（每個(gè)帶CPU的中央機(jī)架可以擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架）。?

  ?各個(gè)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(diǎn)，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(jì)時(shí)還要參的手冊(cè)。

??（3）接口模塊

??接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過(guò)分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。

??（4）信號(hào)模塊

??信號(hào)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