PROFIBUS-DP通訊技術及應用

PROFIBUS-DP通訊技術及應用PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現場總線(ProgressFieldBus)的縮寫，是由西門子為首的自動化設備廠家提出的現場總線標準。目前在多種自動化的領域中占據主導地位。它由三個兼容部分組成，即PROFIBUS－DP（DecentralizedPeriphery）．PROFIBUS－PA（ProcessAutomation）．PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification)。PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現場總線(ProPROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應用于現場級，它是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式I/O之間的通訊；PROFIBUS－PA適用于過程自動化，可使傳感器和執行器接在一根共用的總線上，可應用于本征安全領域；PROFIBUS－FMS用于車間級監控網絡。PROFIBUS是令牌結構的實時多主網絡，用來完成控制器和智能現場設備之間的通信以及控制器之間的信息交換。主要使用主-從方式，通常周期性地與傳動裝置進行數據交換。PROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應用于現場級PROFIBUS-DP的概念在西門子自動控制系統中，PROFIBUS-DP主要使用于SIMATIC-S7/M7/C7控制器與現場設備（DP從站，可能是遠程IO模塊、儀表、編碼器、傳感器甚至是傳動設備）進行過程輸入、輸出數據的傳輸接口。PROFIBUS-DP的概念在西門子自動控制系統中，PROPROFIBUS-DP的特點總線特點：全部站點共用兩根信號線，差分電壓信號，串行通訊。總線控制方式：主從控制方式，有令牌，周期性通訊。傳輸介質：RS－485雙絞線．雙線電纜或光纜。站點容量：總線上最多站點（主－從設備）數為126。Profibus的理論地址范圍：0~127（127為廣播地址）。最多可用32個主站，總的站數可達127個（多主）

PROFIBUS-DP的特點總線特點：全部站點共用兩根信號線PROFIBUS-DP的特點通訊速率：Profibus的傳輸速率為9.6～12Mbps，通訊距離：最大傳輸距離在9.6~187.5kbps時為1000m，500kbps時為400m，1500kbps時為200m，3000~12000kbps時為100m，可用中繼器延長至10km。其傳輸介質可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個站點。

PROFIBUS-DP的特點通訊速率：Profibus的傳輸PROFIBUS-DP的系統結構PROFIBUS-DP

PS10AS7S7

S7400CPU414-2DP主站設備S7-400STAND.

DP

SLAVE緊湊型從站設備S7S7PSS7S7IM153模塊化從站設備ET200MS7-300S7-300CPU314S7PSS7-300CP342-5DPS7S7PSS7S7CP342-5DPS7-300CPU315-2DPSTAND.

DP

SLAVESIMATICS7-300智能型從站設備從站設備PROFIBUS-DP的系統結構PROFIBUS-DPP西門子系統中可用的DP站設備ET200UET200M小的緊湊型的I/O站（防護等級IP20），帶有集成的輸入、輸出通道ET200BET200L帶有輸入輸出模塊、負載饋電器等的接口模塊防護等級：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20ET200XET200SAG95UCPU316-2DPCPU318-2DPCPU215CPU315-2DP帶有輸入輸出模塊、負載饋電器等的接口模塊防護等級：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20CP342-5CPU31XC-2DP模塊化從站設備，包含一個接口模塊和若干個S7-300系列模塊(如ET200M)或S5系列模塊(如ET200U)。西門子系統中可用的DP站設備ET200UET200M小的PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標準連接器快速連接插頭PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標準連接器快速連接PROFIBUS-DP在現場的應用SIMATIC-S7/M7/C7控制器與簡單遠程IO模塊、編碼器的通訊SIMATIC-S7/M7/C7控制器與傳動設備（變頻器和直流調速設備）之間的通訊PROFIBUS-DP在現場的應用SIMATIC-S7/M7簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統DP從站簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統DP從站簡單DP從站的組態和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網絡故障：從站SF燈常亮：多為從站內部組態或者硬件問題。從站BF燈閃爍：接口模塊組態有問題，無通訊從站BF燈常亮：網絡設置錯誤，波特率設置不對，或者硬件組態中從站地址與硬件撥碼不同。正常情況下，從站SF、BF燈均不亮。簡單DP從站的組態和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網絡故障簡單DP從站的組態和診斷通過主站指示燈判斷DP網絡故障：主站BF/BUSF燈閃爍：從站故障或者無法訪問到從站，或者組態有錯誤。此時主站PLC會因此調用OB86進行錯誤處理，若CPU內無OB86就會停機。簡單DP從站的組態和診斷通過主站指示燈判斷DP網絡故障：傳動設備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6SE70系列變頻器、6RA70直流調速裝置，或者其他廠商的傳動裝置，只要配備了相應的DP網通訊卡，均可以做DP從站。主站（PLC等控制器）可以通過DP網通訊，實現監控傳動裝置運行狀態、讀取傳動裝置運行數據、控制傳動裝置運行，甚至是可以改變傳動裝置的參數設定。傳動設備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器為例：傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器為例：傳動設備做DP從站的設置Parameterprocessdataobject(PPO)傳動設備做DP從站的設置Parameterprocess傳動設備做DP從站的設置PPO 參數過程數據對象（Parameterprocessdataobject

）PPO1:4PKW+2PZDPPO2:4PKW+6PZDPPO3:2PZDPPO4:6PZDPPO5:4PKW+10PZD傳動設備做DP從站的設置PPO 參數過程數據對象（Para傳動設備做DP從站的設置PKW 參數標識值，即讀/寫變頻器的某一個具體的參數的參數值情況。比如：給定斜坡上升時間、給定斜坡下降時間等等。PZD只能用于傳遞KXXX、BXXX這類的連接器參數；而PKW則可以用于讀/寫那些非連接器的任意參數。

PZD 過程數據STW1 控制字1ZSW 狀態字1HSW 主設定值HIW 主實際值傳動設備做DP從站的設置PKW 參數標識值，即讀/寫變頻器的傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器，PPO3方式為例：控制字主設定值CPUMM420QD56ID56狀態字主實際值ProfibusTQD56LID56傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器，PPO3方式為例MM420變頻器控制字結構0123456789101112131415BitQB57QB56ON/OFF1OFF2OFF3脈沖使能RFG使能RFG開始設定值使能故障確認點動向右點動向左PLC控制反向(設定值取反)---電機電位計(MOP)增大電機電位計(MOP)減小CDSbit0功能MM420變頻器控制字結構01234567891011121MM420變頻器狀態字結構驅動就緒驅動就緒，等待運行驅動正在運行驅動故障OFF2激活OFF3激活激活禁止合閘狀態驅動警告激活設定值/實際值偏差PZD控制達到最大頻率電機最大電流警告電機保持制動激活電機過載電機順時針運行變頻器過載功能0123456789101112131415BitIB57IB56MM420變頻器狀態字結構驅動就緒驅動就緒，等待運行驅動正在PLC對MM420的控制程序ON/OFF1OFF2OFF3脈沖使能RFG使能RFG開始設定值使能故障確認點動向右點動向左PLC控制反向(設定值取反)---電機電位計(MOP)增加電機電位計(MOP)減少功能0123456789101112131415Bit電機ON的控制字：F740HexPLC對MM420的控制程序ON/OFF1OFF2OFFMM420內部參數設置MM420需要通過內部參數設置，確定啟動信號和給定值的來源。同時MM420也可以通過內部參數，確定反饋給PLC的過程數據是具體的哪個值（輸出頻率、電壓、電流等）。參數號值P00032P07006備注擴展參數訪問信號源PROFIBUS2P1000由電位計指定設定值6P0918MM420的PROFIBUS地址MM420內部參數設置MM420需要通過內部參數設置，確定啟傳動設備做DP從站的設置6SE70和6RA70做DP從站，設置步驟也與MM420類似。但是需要注意的是，6SE70和6RA70的控制字、狀態字定義與MicroMaster系列變頻器不同，且內部參數的編號定義也不同，具體設置時請仔細查閱相應手冊中的相關內容。傳動設備做DP從站的設置6SE70和6RA70做DP從站，設謝謝謝謝PROFIBUS-DP通訊技術及應用

PROFIBUS-DP通訊技術及應用PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現場總線(ProgressFieldBus)的縮寫，是由西門子為首的自動化設備廠家提出的現場總線標準。目前在多種自動化的領域中占據主導地位。它由三個兼容部分組成，即PROFIBUS－DP（DecentralizedPeriphery）．PROFIBUS－PA（ProcessAutomation）．PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification)。PROFIBUS的概念PROFIBUS是過程現場總線(ProPROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應用于現場級，它是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式I/O之間的通訊；PROFIBUS－PA適用于過程自動化，可使傳感器和執行器接在一根共用的總線上，可應用于本征安全領域；PROFIBUS－FMS用于車間級監控網絡。PROFIBUS是令牌結構的實時多主網絡，用來完成控制器和智能現場設備之間的通信以及控制器之間的信息交換。主要使用主-從方式，通常周期性地與傳動裝置進行數據交換。PROFIBUS的概念其中PROFIBUS－DP應用于現場級PROFIBUS-DP的概念在西門子自動控制系統中，PROFIBUS-DP主要使用于SIMATIC-S7/M7/C7控制器與現場設備（DP從站，可能是遠程IO模塊、儀表、編碼器、傳感器甚至是傳動設備）進行過程輸入、輸出數據的傳輸接口。PROFIBUS-DP的概念在西門子自動控制系統中，PROPROFIBUS-DP的特點總線特點：全部站點共用兩根信號線，差分電壓信號，串行通訊。總線控制方式：主從控制方式，有令牌，周期性通訊。傳輸介質：RS－485雙絞線．雙線電纜或光纜。站點容量：總線上最多站點（主－從設備）數為126。Profibus的理論地址范圍：0~127（127為廣播地址）。最多可用32個主站，總的站數可達127個（多主）

PROFIBUS-DP的特點總線特點：全部站點共用兩根信號線PROFIBUS-DP的特點通訊速率：Profibus的傳輸速率為9.6～12Mbps，通訊距離：最大傳輸距離在9.6~187.5kbps時為1000m，500kbps時為400m，1500kbps時為200m，3000~12000kbps時為100m，可用中繼器延長至10km。其傳輸介質可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個站點。

PROFIBUS-DP的特點通訊速率：Profibus的傳輸PROFIBUS-DP的系統結構PROFIBUS-DP

PS10AS7S7

S7400CPU414-2DP主站設備S7-400STAND.

DP

SLAVE緊湊型從站設備S7S7PSS7S7IM153模塊化從站設備ET200MS7-300S7-300CPU314S7PSS7-300CP342-5DPS7S7PSS7S7CP342-5DPS7-300CPU315-2DPSTAND.

DP

SLAVESIMATICS7-300智能型從站設備從站設備PROFIBUS-DP的系統結構PROFIBUS-DPP西門子系統中可用的DP站設備ET200UET200M小的緊湊型的I/O站（防護等級IP20），帶有集成的輸入、輸出通道ET200BET200L帶有輸入輸出模塊、負載饋電器等的接口模塊防護等級：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20ET200XET200SAG95UCPU316-2DPCPU318-2DPCPU215CPU315-2DP帶有輸入輸出模塊、負載饋電器等的接口模塊防護等級：ET200X:IP65/67,ET200S:IP20CP342-5CPU31XC-2DP模塊化從站設備，包含一個接口模塊和若干個S7-300系列模塊(如ET200M)或S5系列模塊(如ET200U)。西門子系統中可用的DP站設備ET200UET200M小的PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標準連接器快速連接插頭PROFIBUS-DP連接器帶螺絲端子的標準連接器快速連接PROFIBUS-DP在現場的應用SIMATIC-S7/M7/C7控制器與簡單遠程IO模塊、編碼器的通訊SIMATIC-S7/M7/C7控制器與傳動設備（變頻器和直流調速設備）之間的通訊PROFIBUS-DP在現場的應用SIMATIC-S7/M7簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統DP從站簡單DP從站的組態和診斷DP主站系統DP從站簡單DP從站的組態和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網絡故障：從站SF燈常亮：多為從站內部組態或者硬件問題。從站BF燈閃爍：接口模塊組態有問題，無通訊從站BF燈常亮：網絡設置錯誤，波特率設置不對，或者硬件組態中從站地址與硬件撥碼不同。正常情況下，從站SF、BF燈均不亮。簡單DP從站的組態和診斷通過從站指示燈判斷從站和DP網絡故障簡單DP從站的組態和診斷通過主站指示燈判斷DP網絡故障：主站BF/BUSF燈閃爍：從站故障或者無法訪問到從站，或者組態有錯誤。此時主站PLC會因此調用OB86進行錯誤處理，若CPU內無OB86就會停機。簡單DP從站的組態和診斷通過主站指示燈判斷DP網絡故障：傳動設備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6SE70系列變頻器、6RA70直流調速裝置，或者其他廠商的傳動裝置，只要配備了相應的DP網通訊卡，均可以做DP從站。主站（PLC等控制器）可以通過DP網通訊，實現監控傳動裝置運行狀態、讀取傳動裝置運行數據、控制傳動裝置運行，甚至是可以改變傳動裝置的參數設定。傳動設備做DP從站西門子MicroMaster系列變頻器，6傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器為例：傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器為例：傳動設備做DP從站的設置Parameterprocessdataobject(PPO)傳動設備做DP從站的設置Parameterprocess傳動設備做DP從站的設置PPO 參數過程數據對象（Parameterprocessdataobject

）PPO1:4PKW+2PZDPPO2:4PKW+6PZDPPO3:2PZDPPO4:6PZDPPO5:4PKW+10PZD傳動設備做DP從站的設置PPO 參數過程數據對象（Para傳動設備做DP從站的設置PKW 參數標識值，即讀/寫變頻器的某一個具體的參數的參數值情況。比如：給定斜坡上升時間、給定斜坡下降時間等等。PZD只能用于傳遞KXXX、BXXX這類的連接器參數；而PKW則可以用于讀/寫那些非連接器的任意參數。

PZD 過程數據STW1 控制字1ZSW 狀態字1HSW 主設定值HIW 主實際值傳動設備做DP從站的設置PKW 參數標識值，即讀/寫變頻器的傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器，PPO3方式為例：控制字主設定值CPUMM420QD56ID56狀態字主實際值ProfibusTQD56LID56傳動設備做DP從站的設置以MM420變頻器，PPO3方式為例MM420變頻器控制字結構0123456789101112131415BitQB57QB56ON/OFF1OFF2OFF3脈沖使能RFG使能RFG開始設定值使能故障確認點動向右點動向左PLC控制反向(設定值取反)---電機電位計(MOP)增大電機電位計(MOP)減