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西门子PROFIBUS主从站数据传送

供稿:中国工控网 2016/2/17 9:49:35

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  问:两台314-2DP,怎么把主站的REAL数据传到从站去?例如,主站MD100里数据我通过触摸屏输入是1.5,把MD100通过MOVE传送到QD50,主站QD50对应从站ID50,怎么在从站里完整的读到1.5,放到从站MD80里面?

  问题补充还有一问题,我主站上带触摸屏,从站也带触摸屏,主站与从站配置都完全一样,包括触摸屏,目的就是控制一台电机正反转,来控制闸门上升下降,那我在从站那里可以输入预置高度1.5米,动了以后再在主站里预置1.9米,也动。当我再在从站输入预置高度时一直是主站给的数据了,请问,怎么来规避这个问题呢?就是对同一个MD120通过两个触摸屏都能设置,而又不相互影响,再怎么输入都是最后一次在触摸屏上输入有效,不管哪个触摸屏。

答:实现Profibus主从站之间的MS通讯
  通过图解,说明2个CPU之间通过Profibus实现主从站之间的MS通讯。这个例子是结合某现场的实际情况来的,实际情况是在2套300系统之间进行数据通讯,由于每个CPU300都带有ET200M从站,所以317的主DP口和315的DP口都只能是主站而不能配置为从站。并且2套系统之间距离较远,MPI不行,于是就利用了317的MPI/DP口配置成DP口来和315通讯。
1.首先,在STEP7中新建一个Project,分别插入2个S7-300站。

  这里我们插入的一个CPU315-2DP,作为主站;一个CUP317-2作为从站,并且使用317-2的第一个端口MPI/DP端口配置成DP口来实现和315-2DP的通讯。然后分别对每个站进行硬件组态:首先对从站CPU317-2进行组态:将317的第一个端口MPI/DP端口组态为PROFIBUS类型,并且创建一个不同于CPU自带DP口的PROFIBUS网络,设定地址。在操作模式页面中,将其设置为DPSLAVE模式,并且选择“Test,commissioning,routing”,是将此端口设置为可以通过PG/PC在这个端口上对CPU进行监控,以便于我们在通讯链路上进行程序监控。下面的地址用默认值即可。
  然后选择Configuration页面,创建数据交换映射区。这里我们创建了2个映射区,图中的红色框选区域在创建时是灰色的,包括上面的图中的Partner部分创建时也是空的,在主站组态完毕并编译后,才会出现图中所示的状态。由于我们这里只是演示程序,所以创建的交换区域较小。组态从站之后,再组态主站。插入CPU时,不需要创建新的PROFIBUS网络,选择从站建立的第二条(也就是准备用来进行通讯的MPI/DP端口创建的那条)PROFIBUS网络即可。组态好其它硬件,确认CPU的DP口处于主站模式,从窗口右侧的硬件列表中的已组态的站点中选择CPU31X,拖放到主站的PROFIBUS总线上,
  这时会弹出链接窗口,选择以组态的从站,点击Connect按钮,然后进入Configuration页面,可以看到前面在从站中设定的映射区域,逐条进行编辑(Edit…),确认主从站之间的对应关系。主站的输入对应从站的输出,主站的输出对应从站的输入。至此,硬件的组态完成,将各个站的组态信息下载到各自的CPU中。通过NetPro可以看到整个网络的结构图。
2.编写程序。
  硬件组态完毕,下载,PLC运行之后,数据并不会自动交换。需要通过程序来执行。在组态中,input和output区域,也并不是实际硬件组态中的硬件地址,也就是说,input和output并不代表I/O模块的地址和数据。但是映射区域组态用到的input和output地址,同时也占用了I/O模块的组态地址,就是说,映射区的地址和I/O地址是并行的,不能重复使用。所以最好在硬件的I/O模块全部组态完毕之后再组态映射区。
  映射区的数据交换是通过系统功能块SFC14(DPRD_DAT——ReadConsistentDataofaStandardDPSlave)和SFC15(DPWR_DAT——WriteConsistentDatatoaStandardDPSlave)实现的。SFC14和SFC15是成对使用的,一个发送一个接收,缺一不可。数据的通讯也是交互的,可以相互交换数据。本例中,我们通过简单的数据来验证通讯结果。
  首先,我们在程序中插入数据区DB1,前面我们只建立了2个字(2Word)的映射区,于是我们建立如下内容的DB1,为了查看的方便,DB1的前半部分作为接收数据的存储区,后半部分用作发送数据的存储区。在317和315中我们插入同样的DB1,然后分别在OB1中编写通讯程序。其中,程序的LADDR地址,对应的是硬件的映射区组态时本站的LocalAddr中的地址,从站的LocalAddr我们组态的是0,对应的PartnerAddr也就是主站的地址是4。需要注意的是这里的地址是需要用16进制的格式来表示的,我们组态时是用10进制表示的。
  完成之后,我们在各站中插入OB82、OB86、OB122等程序块,这些是为了保证当通讯的一方掉电时,不会导致另一方的停机。完成之后,将所有的程序分别下载到各自的CPU中,个站切换到运行状态,通过PLC监控功能,设定数据之后,我们监控的结果如下:上面的表格内容为主站315的数据,下面的是从站317的数据。可以看到,两个站都分别将各自的DBB4—DBB7数据发送出去并被另一方成功接收后存储在各自的DBB0—DBB3中。验证中,我们将一个站的CPU切换到STOP状态,可以看到,另一个站的CPU硬件SF指示灯报警,但PLC正常运行不停机。待该站恢复之后,报警自动消失。
  扩展问题:在一个站的CPU掉站之后,另一个站的接收数据区显示的仍然是最后一次接收到的数据,并且,即使在这种状态下,居然仍然无法修改该数据区内容。这样就存在一个问题,当前站需要知道当前接收数据存储区的内容是否是实时的数据。如何判断。
  大概思路:
  方法1,用以前的方法,在每个数据接收周期开始前,将已接收数据清空。这样当接收周期内接收不到新的数据时,就可以察觉到。但是问题是,SFC14和SFC15没有接收是否完成、是否成功等标识位,并且,在接收不到新的数据时,原有数据不能修改。此方法不通。
  方法2,通过别的方式方法检测两个站之间的通讯状态。在SIEMENS的官方文档中,有这样的描述:主站:主站掌握总线中数据流的控制权。只要它拥有访问总线权(令牌),主站就可在没有外部请求的情况下发送信息。在PROFIBUS协议中,主站也被称作主动节点。从站:从站是简单的输入、输出设备。典型的从站为传感器,执行器以及变频器。从站也可为智能从站,入S7-300/400带集成口的CPU等。从站不会拥有总线的访问授权。从站只能确认收到的信息或者在主站的请求下发送信息。从站也被称作被动节点。另外,SIEMENS对SFC14/15的描述也分别是:用于读取Profibus从站的数据/用于将数据写入Profibus从站。
  根据这些描述,通过CPU集成口通讯这种方式下,作为从站的CPU应该属于“智能从站”,但是SIEMENS的描述中,却没有说智能从站和普通的从站之间有什么区别。那么根据上面的主从站的描述,主站可以主动的获取到从站的数据,并可以自主的将数据写入从站;而从站必须在主站的指令下获取或者发送数据。而在本例中,这些说法似乎无法成立。
  本例中,SFC14、SFC15是成对使用的,不论在主站上还是从站上,主从站之间的SFC14和SFC15必然是需要成对出现的。也就是说,任何一方没有SFC15运行的的话,另一方的SFC14都读不到数据。而任何一方没有SFC14的话,另一方的SFC15发送出来的数据也无人接收。至少从这点看来,看不出主从站有什么区别。不过,联想到以前曾经做过S7-300和MM430的Profibus通讯,该通讯方式中,显然MM440是作为从站出现的,所以在正确组态之后,只需要在主站(CPU)中写好SFC14/15即可,当然,MM440中我们也写不进去程序。那么在这种方式中,可以说是完全的遵守了SIEMENS官方文档中的说法。同时也说明,在“智能从站”这种方式下,并不遵守SIEMENS官方文档中对从站的描述。再次研究SFC14/15的收发状态,发现,可能是因为数据的存在是过程映像中,所以只要SFC15发送过一次,数据即存在于过程映射中,SFC14随时都从映像中读取数据,所以存在前面说的,SFC14运行过程中,是无法修改接收数据存储区的数据的。脱离SFC14/15,而使用MOVE方法的研究:不使用SFC14/15,而是利用组态的时候产生的I/O地址来传数据。根据创建过程映射区时的组态信息,我们写写出了如下的程序:在主站315-2DP中:在从站317中:其中,M位的使用是测试程序的不同情况下使用的临时点,和本程序功能无关。由此可见,在这种方式下,因为组态时组态的地址是系统的I区和Q区,所以是可以用MOVE来实现通讯的,但是同时也存在的问题是,这种方式下,通讯所用的I/Q区占用了S7-300的系统区,而S7-300的系统区可使用范围是有限的,所以在系统的实际I/O模块较多时,通讯的数据量将会变得更加有限。

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