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PC作为Profibus DP单主站的实现

发布时间:2019-09-02 23:34 来源:未知 编辑:admin

  Profibus是由SIEMENS公司推出的一种开放式现场总线,1999年12月被接受为国际标准IEC61158的一部分。Profibus是目前欧洲乃至全球应用最广泛的总线系统,他速度快成本低,几乎所有的PLC产品和极多的自动化外设产品都提供Profibus接口。

  ProfibusDP适用于现场级分布式自动化外设之间的高速数据传输(DP的含义为分散的外围设备)。他的体系结构包括ISO/OSI参考模型第1,2层以及用户接口,传输技术使用RS485(称为H2),这种结构能保证通信的实时性和系统实现的低成本。在用户接口中使用了定义用户和系统使用的应用功能和描述现场设备行为的行规。

  ProfibusFMS(Fieldbus Message Specification)是现场级和单元级通信的通用解决方案,主要解决单元级主站之间(PLC和PC)的互相通信,因此高级功能比快速性系统反应时间更重要。FMS使用了ISO/OSI参考模型第1,2,7层,第1,2层与ProfibusDP兼容,第7层包括了应用协议并向用户提供了广泛的通信服务功能。

  ProfibusPA是在ProfibusDP的基础上通过优化、扩展而来,主要用于化工等对安全性要求高的场合,通信采用扩展的ProfibusDP协议。传输技术改用IEC11582(称为H1),可确保本质安全性并使现场设备通过总线供电,通过分段耦合器,能方便地和ProfibusDP,ProfibusFMS相连。

  Profibus总线类:主站和从站。主站在一个限定时间 (令牌持有时间TokenHoldTime) 内对总线有控制权,这时主站可以向从站发送数据或请求从站的数据。从站对总线没有控制权,只是响应一个主站的请求或确认主站发送的数据。因此Profibus通信协议包括主站之间的令牌传递协议和主、 从站之间的主从协议。

  令牌传递协议确保每个主站有足够的时间履行他的通信任务,令牌在所有主站中循环一周的最长时间是一定的。主从协议保证主站在令牌持有时间内与从站的通信。

  ProfibusDP允许构成单主站或多主站系统。多主站配置中,主站与各自从站构成相互独立的子系统,涉及令牌的传递。而作为现场级总线系统,很多情况下是以PLC作为调节器和主站构成的单主站系统,这个系统如果不是封闭的(不与外界交换数据而独立运行),有可能通过ProfibusFMS或别的现场总线连接到车间单元级等更大规模的网络,除此之外极有可能是PLC通过串行RS232与上位PC机(监控层)通信,如图1所示。

  13是回车键的ASCII码,6是ACK的ASCII码,$,R,W分别代表相应ASCII码,①①是代表地址的2个ASCII码,②是代表变量号的一个ASCII码,③③③是代表数据的3个ASCII码。

  作为过程监控层,也可使用循环轮询各从站,PID程序仅作为对其中一个从站的处理。ト砑当然也可使用Simatic WinCC组态、VC++6.0等编写图形界面PC应用程序,达到监控和控制双重功能。

  程序在图2系统中的PC上运行通过,与使用ASIC协议芯片的ProfibusDP从站能很好通信,PID输出程序在皮带秤配料控制中达到了和PLC一样的精度,验证了在某些ProfibusDP单主站系统中以PC完成PLC功能的可行性。

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