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PROFIBUS現場總線中數據連續交換的實現
PROFIBUS現場總線中數據連續交換的實現
PROFUBUS協議采用了ISO/OSI模型中的第1層、第2層以及必要時還采用了第7層。第1層和第2層的導線和傳輸協議依據美國標準EIARS485、國際 標準iec870-5-1和歐洲標準EN60870-5-1。PROFUBS-DP使用了第1層、第2層和用戶接口層，第3～7層未使用，這種精簡的結構確保了高速數據傳 輸。直接數據鏈路映像程序（DDLM）提供對第2層的訪問，在用戶接口中規定了PROFIBUS-DP設備的應用功能以及各種類型的系統和設備的行為特性。這種為高速傳輸用戶數據而優化的PROFBUS協議，特別適用于可編程控制器與現場級分散的I/O設備之間的通信。用戶程序對待連接到SIMATICS7系統的分散I/O視同這些輸入和輸出被本地連接在中央機架或擴展機架中一樣。與DP從站的數據通信是通過CPU的過程映像輸入和輸入表或由用戶程序中的直接I/O存取命令來處理。由于PROFIBUS網絡頻繁地使用多于 4 B數據結構的相連續的數據區域，因此，與具有復雜功能和復雜數據結構的DP從站的數據通信不能由用戶程序中的簡單I/O存取命令來處理。
SIMATICS7系統提供特殊的系統功能用于與這類DP從站的通信。這就是系統功能SFC14DPRD＿DAT和SFC15DPWR＿DAT。功能調用圖如圖1所示。
工作原理 SFC的參數LADDR是一個指針，他指向要讀出的輸入數據區或指向要寫入的輸出數據區域。在SFC參數中，DP從站的輸入或輸出模塊的起始地址必須與早先用HWConfig程序組態時規定的地址相同，而且這些地址用十六進制數表示。SFC的參數RECORD為CPU上的數據定義相關的源或止的區域，對于輸入和輸出的描述如表1和表2所示。
實例項目 下面的實例項目解釋SFC14和SFC15的使用。實例中所使用的硬件（S7-300/CPU315-2DP）作為I從站），但此項目限于一個S7DP主站（S7- 300）和一個I從站（S7- 300）用合適的PROFIBUS電纜將2個S7- 300的DP接口彼此連接，并接通設備的電源。
從站的2個連續的輸入/輸出數據區域每個都有10 B，且參數“Consistency”設置為“TotalLength”。這就是說，在I從站上和DP主站的輸入/輸出數據通信必須使用系統功能SFC14和SFC15。用SFC14和SFC15進行大于4 B的存取如圖2所示。
二、系統配置
1、系統硬件配置
工控機2臺分別與主/從站相連，進行上位監控及上傳程序。
主站S7- 300 CPU315/2DP，SM331，SM334，FM350，CP343-1。
從站S7- 300 CPU315/2DP，SM331，SM334， FM350。
2、系統軟件配置
（1）用于主/從站的用戶程序
因為SIMATICS7-300控制器的CPU不識別編址錯誤，因此對于CPU315/2DP可以將用SFC發送的I/O數據放在另外的未被占用的過程映像區域中，例如可以用IB100～IB109和QB100～QB109。因此在用戶程序中，就可以用簡單的位、字節、字和雙字指令來編址這個數據。
為了能容易監視DP主站上的數據通信，用適當的裝載和傳送指令將所接收的第1個數據字節（IB100）轉送到要被發送的第1個數據字節（QB100）。此后，將拷貝來的從站輸入數據區域的由DP主站發送的第1個數據字節立刻返回到從站的輸出數據區域，然后返回DP主站。
從站程序如下：
（2）測試DP主站和從站的數據交換
為了測試輸入/輸出數據的交換，對此項目選擇在線查看。在SIMATICManager中，選擇View→online。確保PG/PC與主/從站CPU之間的MPI電纜連接正確。選擇PLC→MONITOR/MODIFYVARIABLES，輸入需要監視的變量，就可以在線觀察，并且可以打開主從站同時觀察。如圖3所示。
三、結束語
在本系統中需要注意的是，為了避免因不存在診斷和出錯OB而使DP主站CPU進入STOP，應在DP主站CPU上建立OB82和OB86。使用數據塊DB10和DB20作為I從站的輸入/輸出數據的數據區域。要保證有足夠的空間用于這些DB塊。