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描述：
在現場層，大規模的節點服務或者是復雜的數據處理對PROFIBUS協議來說不適合，因為總線的循環時間和響應時間不能夠達到要求。
PROFIBUS-DP（分布式I/O）協議專為在自動化現場層領域開發 。 PROFIBUS-DP的基本特征是用戶的數據是以循環的數據映像區呈現的。因此，像以前面向對象接口的FMS或者S7 可以被*避免。 PROFIBUS-DP通訊的基本是主－從系統。一個主站循環的輪詢一個或多個從站。
DP protocol協議除了第7層(ISO-OSI 參考模型)的用戶接口, 還有直接基于第2層(ISO-OSI 參考模型)接口，例如 FDL, 作為和DDLM（Direct Data Link Mappe）一起的標準應用。
有兩種不同類型的DP主站：
- 1類主站：控制循環處理過程
- 2類主站：設備的參數化和診斷
因此和PROFIBUS協議的2層沒有什么不同，所以的協議都可平行的操作在一個PROFIBUS網絡里。
ISO-OSI參考模型的位置：
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圖 01 - ISO-OSI參考模型的位置
I在參考模型里，FDL連接占1層和2層。PROFIBUS的2層被設計為 FDL 層 (Fieldbus Data Link) 。在2層上有另一個特殊接口，它被設計在4層 。 對于OSI參考模型其他層是空的。PROFIBUS的2層信息是具有高的傳輸可靠性的FDL通訊 (Hamming Distance HD=4)。在這里錯誤的信息檢查并重發。
DP協議服務：
| 服務 | 描述 |
| 數據服務 | 讀寫參數化后的分布的I/O。若一站被參數化為從站，用戶數據也可以以這種方式從主站獲得。 |
| 診斷服務 | 診斷DP從站或者被DP主站參數化。 |
| 控制服務 | 允許以下列的形式發送控制任務到PROFIBUS-DP節點上：
- 操作模式的改變
- 讀其他節點的輸入輸出
- 發送全局控制命令 |
DP協議的優勢：
- 非常快的通訊協議。
- 可以和第三方的系統一起用。
- 有數據傳輸的確認。.
DP協議的缺點：
- 僅適用傳輸小的數據量 (<=244 bytes).
- 只能傳輸固定的長度。
- 相對高的配置量。
現場設備耦合器 FDC 157 (6ES7157-0AC84-0XA0) 的技術數據
尺寸和重量 |
尺寸 W x H x D（mm） | 80 x 125 x 130 |
重量 | 約 550 g |
模塊特定的數據 |
背板總線上的傳輸速度 | 45.45 kBaud |
基金會現場總線 H1 上的傳輸速度 | 31.25 kBaud |
總線協議 | 基金會現場總線 H1 |
電壓、電流、電位 |
額定電源電壓 | 24 V DC（20.4 V 到 28.8 V） |
| 有 |
| 有 |
FF 部分的輸出電壓： | 31 V DC ± 1 V |
| 15.5 V |
| U > 35 V；鎖存中斷 |
| zui小 5 ms |
24 V 電源的電隔離 |
| 有 |
| 有 |
| 有 |
| 有 |
絕緣測試電壓 | 500 V DC |
FDC 157 功耗 (24 V DC) | zui大 2.3 A |
輸出電流 FF 部分：
（用于指明 FF 組態的尺寸） |
|
| 1 A |
模塊的功率損耗 | zui大 13.4 W |
狀態、中斷、診斷 |
狀態顯示 | 無 |
中斷 | 無 |
診斷功能 | 有 |
| 紅色 LED“SF" |
| 紅色 LED“BF" |
| 黃色 LED“M" |
| 黃色 LED“FB" |
| 黃色 LED“ACT" |
| 綠色 LED“ON" |
用于選擇 FF 設備的數據 |
與現場設備耦合器 FDC 157 的連接 | - 總電流為 1000 mA 的 FF 設備的zui大功耗
- 具有用于基金會現場總線 H1 的證書的設備
- FF 設備位于危險區域之外
- zui多可連接 31 個 FF 設備
|
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一．PROFIBUS 簡介
1. PROFIBUS 基本性質
PROFIBUS規定了串行現場總線系統的技術和功能特性。通過這個系統，從底層（傳感器、執行器級）到中層（單元級）的分布式、數字現場可編程控制器都可以連網。PROFIBUS區分為主站和從站。
> 主站 主站掌握總線中數據流的控制權。只要它擁有訪問總線權（令牌），主站就可在沒有外部請求的情況下發送信息。在PROFIBUS協議中，主站也被稱作主動節點。
> 從站 從站是簡單的輸入、輸出設備。典型的從站為傳感器，執行器以及變頻器。從站也可為智能從站，如S7300／400帶集成口的CPU等。從站不 會擁有總線訪問的*。從站只能確認收到的信息或者在主站的請求下發送信息。從站也被稱作被動節點。
> 傳輸方法 符合美國標準EIA RS485的閉合電路傳輸，是制造工程、建筑服務管理 系統和動力工程的基本標準。它采用銅導體的雙絞線，也可用光纖。
> 傳輸速度 PROFIBUS總線的傳輸速率從9.6Kbit/s—12Ｍbit/s。
網段總線長度與傳輸速率的關系
| 傳輸速率/(Kbit/s) | 9.6—187.5 | 500 | 1500 | 3000--12000 |
| 總線長度/m | 1000 | 400 | 200 | 100 |
> zui大節點數 127（地址0－126）
2． ROFIBUS現場應用類型
PROFIBUS提供了三種通信協議類型：FMS，DP和PA
> PROFIBUS－FMS： 用于現場通用通信任務的FMS接口（DIN 19245 T.2）
> PROFIBUS－DP： 用于與分布式I/O進行高速通訊
> PROFIBUS－PA： 用于執行規定現場設備特性的PA設備，它使用擴展的PROFIBUS－DP協議進行數據傳輸。
3． 利用PROFIBUS DP進行的通信
PROFIBUS－DP是為了實現在傳感器－執行器級快速數據交換而設計的。*控制裝置（例如可編程控制器）在這里通過一種快速的串行接口與分布式輸入和輸出設備通信。與這些裝置的通信一般是循環發生的。
*控制器（主站）從從站讀取輸入信息并將輸出信息寫到從站。
單主站或者多主站系統可以由PROFIBUS－DP來實現。這使得系統配置異常方便。一條總線zui多可以連接126個設備（主站或從站）。
> 系統配置
系統配置的規范包含一系列的站點，I/O地址的分配， 輸入輸出數據的完整性，診斷信息的格式以及總線參數。
> 設備類型
DP1類主站 這是一種在給定的信息循環中與分布式站點（DP從站）交換信息
的*控制器。 |
典型的設備有： 可編程控制器（PLC），微機數值控制（CNC）或計算機（PC）
等。 |
DP2類主站 屬于這一類的裝置包括編程器，組態裝置和診斷裝置，例如上位
機。這些設備在DP系統初始化時用來生成系統配置。 |
DP從站 一臺DP從站是一種對過程讀和寫信息的輸入、輸出裝置（傳感器/
執行器），例如分布式I/O,ET200，變頻器等。 |
二．通過PROFIBUS－DP實現兩CPU集成DP接口之間的主從通信
PROFIBUS－DP從站不僅僅是ET200系列的遠程I/O站，當然也可以是一些智能從站，如帶集成DP接口和PROFIBUS 通信模塊的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作為DP的從站。下面我們將以兩個CPU315-2DP CPU之間主從通信為例介紹連接智能從站的組態方法。
1． 硬件和軟件需求
硬件：
PROFIBUS-DP主站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)，SM374
PROFIBUS-DP從站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)；SM374
PROFIBUS電纜及接頭
CP5512（PCMCIA卡，用于筆記本電腦）或PC適配器，CP5611（PC機）
軟件：
STEP7 V5.3 SP2
2． 網絡組態及參數設置
1) 新建項目：
在STEP7中創建一個新項目，然后選擇Insert ? Station ? Simatic 300 station，插入兩個S7 300站，這里命名為Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。當然也可完成一個站的配置后，再建另一個。如圖1。
圖1 在STEP7 硬件組態中插入兩個S7 300站
2) 組態從站：在兩CPU主從通信組態配置是，原則上要先組態從站。
> 硬件組態
雙擊Simatic 300(slave)“Hardware"，進入硬件組態窗口，在功能按鈕欄中點擊“Catalog"圖標打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插入機架、電源、CPU和SM374等進行硬件組態。
插入CPU時會同時彈出PROFIBUS接口組態窗口。也可以插入CPU后，雙擊DP(X2)插槽，打開DP屬性窗口點擊屬性按鈕進入PROFIBUS接口組態窗口。點擊“NEW"按鈕新建PROFIBUS網絡，分配 PROFIBUS站地址，本例設為3號站。點擊“Propertives"按鈕組態網絡屬性，選擇“Network Setting"進行網絡參數設置，如波特率、行規。本例傳輸速率為1.5Mbit/s，行規為DP。如圖2。
圖2 Profibus DP 網絡參數設置
確認上述設置后，PROFIBUS接口狀態如圖3。
圖3 Profibus 接口狀態
> DP 模式選擇
同樣在DP屬性設置對話框中，選擇“Operating Mode"標簽，激活“DP slave"操作模式。如果“Test,commissioning,routing"選項被激活，則意味著這個接口既可以作為DP從站，同時還可以通過這個接口監控程序。也可以用STEP7 F1幫助功能查看詳細信息。
圖4 DP 模式選擇
> 定義從站通信接口區
選擇“Configuration"標簽，打開I/O通信接口區屬性設置窗口，點擊“New"按鈕新建一行通信接口區，如圖5可以看到當前組態模式為主從（MS，Master-slave configuration）。注意此時只能對本地（從站）進行通信數據區的配置。
| Address type: 選擇“Input"對應輸入區，“Output"對應輸出區。 |
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| Address: 設置通信數據區的起地址。 |
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| Length: 設置通信區域的大小，zui多32字節。 |
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| Unit: 選擇是按字節（byte）還是按字（word）來通信。 |
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Consistency: 選擇“Unit"是按在“Unit"中定義的數據格式發送，即按字節或字發送；
若選擇“All"表示是打包發送，每包zui多32字節。此時通信數據大于4個
字節時，應用SFC14，SFC15。 |
設置完成后點擊“Apply"按鈕確認。同樣可根據實際通信數據建立若干行，但zui大不能超過244字節。在本例中分別創建一個輸入區和一個輸出區，長度為4字節，設置完成后可在“Configuration"窗口中看到這兩個通信接口區。如圖6。
圖5 通信接口區設置
圖6 設置完成后的從站通信區
> 設置通信區完成后，點擊編譯存盤按鈕，編譯無誤后即完成從站的組態。
圖7 從站的編譯存盤
3) 組態主站
> 完成從站組態后，就可以對主站進行組態，基本過程與從站相同。在完成基本 硬件組態后對DP接口參數進行設置，如圖8。本例中地址設為2，并選擇與從站相同的PROFIBUS網絡（PROFIBUS1）。波特率以及行規與從站應設置相同。（1.5Mbit/s；DP）。
> 然后在DP屬性設置對話框中，選擇“Operating Mode"標簽，選擇“DP Master"操作模式。如圖9所示。
圖8 主站DP接口參數設置
圖9 DP接口為主站
> 連接從站：在硬件組態（HW Config）窗口中，打開硬件目錄，選擇“ PROFIBUS DP ? Configured Stations"文件夾，將CPU31x拖拽到主站系統DP接口的PROFIBUS總線上，這時會同時彈出DP從站連接屬性對話框，選擇所要連接的從站后，點擊“Connect"按鈕確認。如圖10。
注：如果有多個從站存在時，要一一連接。
圖10 連接從站
> 通信接口區：連接完成后，點擊“Configuration"標簽，設置主站的通信接口區從站的輸出區與主站的輸入區相對應，從站的輸入區同主站的輸出區相對應，如圖11所示。圖12為設置完成I/O通信區。
圖11 通信數據區設置
圖12 通信數據區
確認上述設置后，在硬件組態（HW Config）中，選擇編譯存盤按鈕，編譯無誤后即完成主從通信組態配置。
圖 13 組態的編譯存盤
簡單編程：在程序調試階段，建議將OB82，OB86，OB122下載到CPU中，這樣可使在CPU有上述中斷觸發時， CPU仍可運行。相關OB的解釋可以參照STEP7幫助。
Design
FastConnect (FC) 工業以太網 IE FC 電纜 2 x 2 為徑向對稱結構設計，可采用 FC 剝線工具，從而可快速、簡便地裝配 IE FC 插座 RJ45 和 IE FC 插頭。
- 因為雙屏蔽作用，這些電纜特別適合用于易受電磁干擾的工業環境中。
- 可很容易地與 IE FC 接頭的絕緣刺破觸點連接，無需專門工具
- 通過總線電纜外皮以及通過 IE FC RJ45 插座和 IE FC 插頭的接地方案，能實現系統范圍內的接地
- 印有以米表示的標記
電纜類型
- IE FC TP 標準電纜 GP 2 x 2：
專門為快速裝配而設計、帶有剛性芯線的標準總線電纜；
4 根硬線絞合成的 4 線絞合電纜 - IE FC TP 耐用型標準電纜 GP 2x2：
標準的實芯總線電纜，專門針對快速安裝而設計；
4 個實芯線，連接在 4 路星形分配器上，帶堅固耐用的 TPE 外護套（熱塑彈性材質制成） - IE FC TP 軟電纜 GP 2 x 2：
用于臨時運動特殊應用的軟總線電纜；
4 根絞線合成的 4 芯絞合電纜 - IE FC TP 耐用型軟電纜 GP 2x2：
軟質總線電纜，專門針對臨時性運行控制應用而設計；
4 個實芯線，連接在 4 路星形分配器上，帶堅固耐用的 TPE 外護套（熱塑彈性材質制成） - IE FC TP FRNC 電纜 GP 2 x 2:
在建筑物內使用柔性、無鹵素電纜（FRNC= 阻燃無腐蝕性）；四條導線（柔性導線）被絞合成星絞四線組以便于偶然移動 - IE FC TP 拖纜 GP / IE FC TP 拖纜 2 x 2:
于在軌道鏈中受力運動導引的極軟總線電纜，例如在連續運動的機器部件中；4 根絞合線組成的 4 芯絞合電纜 - IE FC 吊纜 GP 2 x 2:
在電纜拖曳/吊掛連續移動中使用的柔性電纜，例如，在起重機系統中使用；四個線芯（標準）絞合為四線組 - IE TP 抗扭電纜 2x2:
用于連續運動控制系統的極軟總線電纜，例如用于機械手；絞合導線 - IE FC TP 食用電纜 2 x 2:
食品與飲料工業中使用的柔性電纜；
四個線芯絞合為四線組 - IE FC TP 船用電纜 2 x 2:
船用總線電纜；4 根絞合線組成的 4 芯絞合電纜，無鹵素，船級社認證 - IE TP 接地電纜 2x2:
用于在土中固定布線的總線電纜，四根硬線絞合組成的 4 芯絞合電纜，附加外部 PE 護套（內部 FC 電纜設計） - IE TP 鐵路電纜 2x2:
用于鐵路等特殊應用的總線電纜，四根線（鍍錫絞線）絞合組成的 4 芯絞合電纜，經認證用于鐵路應用
產品概述 IE FC TP 電纜 2 x 2（與 PROFINET 兼容，符合“PROFINET 電纜布線和互連技術指南"1）)
