主站与智能从站不打包通信实现西门子工业通信工程

1.项目说明

智能DP从站内部的I/O地址独立于主站和其他从站。主站和智能从站之间通过组态时设置的输入/输出区来交换数据。它们之间的数据交换由PLC的操作系统周期性自动完成，不须编程，但需对主站和智能从站之间的通信连接和地址区组态。这种通信方式称为主/从（Master/Slave）通信，简称MS通信。

本项目实现DP主站和智能DP从站的主从通信。该种通信方式包括打包通信和不打包通信。不打包通信可直接利用传送指令实现数据的读写，但是每次最大只能读写4个字节（双字）。若想一次传送更多的数据，则应该采用打包方式的通信。通信任务如图6-12所示。

2.系统组成

DP主站使用CPU 315-2PN/DP，站地址为3；智能DP从站同样使用CPU 315-2PN/DP，站地址为2。PC通过CP5613接入网络中，作为编程和调试设备。各站之间通过PROFIBUS电缆连接，网络终端的插头，其终端电阻开关放在“ON”的位置；中间站点的插头其终端电阻开关必须放在“OFF”位置。系统组成如图6-13所示。

图6-12 通信任务

图6-13 系统组成图

3.硬件组态

（1）新建项目，插入主从站点

新建项目“MS_UNPACK”，单击右键，在弹出的菜单中选择“Insert Nw Object”中的“SIMATIC 300 Station”，插入两个S7-300站点，分别命名为SIMATIC 300（M）和SIMAT-IC 300（S），对应主站和分站，如图6-14所示。

图6-14 插入站点

（2）配置从站

选中SIMATIC 300（S），双击“Hardware”选项，进入“HW Config”窗口。单击“Catalog”图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插入机架、电源、CPU等进行硬件组态，如图6-15所示。

图6-15 配置从站

（3）配置从站PROFIBUS DP网络

双击“MPI/DP”，打开“Properties-MPI/DP”对话框，如图6-16所示。在“General”选项卡中，选择接口类型为“PROFIBUS”。单击“Properties”按钮，打开“Properties-PROFIBUS interface”对话框，如图6-17所示，设置该CPU在DP网络中的地址为2。

图6-16 Properties-MPI/DP

图6-17 Properties-PROFIBUS interface

单击“New”按钮，新建PROFIBUS网络，设置PROFIBUS网络的参数。一般采用系统默认参数：传输速率为1.5Mbps，配置文件为DP，如图6-18所示。单击“OK”按钮，返回“Properties-PROFIBUS interface”对话框。此时可以看到“Subnet”子网列表中出现了新的PROFIBUS（1）子网。

图6-18 Properties-New subnet PROFIBUS

图6-19 Operating Mode

单击“OK”按钮，返回“Properties-MPI/DP”对话框，在“Operating Mode”工作模式选项卡中，设置工作模式为“DP slave”DP从站模式，如图6-19所示。单击“OK”按钮，完成DP从站的配置。单击“Save and Compile”按钮，保存并编译组态信息。

（4）配置主站

选中SIMATIC 300（M），双击“Hardware”选项，进入“HW Config”窗口。单击“Catalog”图标打开硬件目录，展开“SIMATIC 300”目录，按硬件槽号和订货号依次插入机架、电源（1号槽）、CPU 315-2PN/DP（2号槽），输入/输出模块（4～7号槽），如图6-20、图6-21所示。

图6-20 主站组态（1）

图6-21 主站组态（2）

（5）配置主站PROFIBUS DP网络

双击“MPI/DP”，打开“Properties-MPI/DP”属性对话框。在“General”选项卡中，选择接口类型为“PROFIBUS”。单击“Properties”按钮，打开“Properties-PROFIBUS in-terface”对话框，设置该CPU在DP网络中的地址为3。

选择“Subnet”子网列表中的PROFIBUS（1）子网，单击“OK”按钮，返回“Proper-ties-MPI/DP”属性对话框。在“Operating Mode”工作模式选项卡中，设置工作模式为“DP master”DP主站模式。单击“OK”按钮，返回“HW Config”。此时“MPI/DP”插槽引出了一条PROFIBUS（1）网络。

（6）将DP从站连接到DP主站(www.xing528.com)

选中PROFIBUS（1）网络线，在如图6-22所示的硬件目录中双击“CPU 31x”，自动打开“DP slave properties”DP从站属性对话框。在“Couple”连接选项卡中，选中CPU 315-2PN/DP，单击“Connection”按钮，DP从站就连接到DP网络中了，此时“Uncouple”按钮由灰色变为黑色。单击“OK”按钮，可以看到DP从站连接到了PROFIBUS（1）网络线上，如图6-23所示。

图6-22 DP从站路径

图6-23 将从站连接到网络

（7）通信组态

双击图6-24中的DP从站，打开“DP slave properties”属性对话框，选择“Configura-tion”组态选项卡。单击“New”按钮，出现“DP slave properties-Configuration-Row 1”从站属性组态行1对话框，按照图6-25所示配置，单击“OK”按钮生成行1。每次只能设置主站与智能从站之间一个方向的通信所使用输入/输出区。同样步骤按照图6-25配置行2，配置完成如图6-26所示。单击“Edit”按钮，可以编辑所选中的行。单击“Delete”按钮可以删除所选中的行。

图6-24 DP从站连接入网络

图6-25 行1和行2

图6-26 通信组态

行1表示通信模式为“MS”主从通信，通信伙伴（主站）通过QW16把数据传送给本地（从站）的IW12，“Consistency”一致性为“UNIT”数据不打包；行2表示通信模式为“MS”主从通信，通信伙伴（主站）用IW12接收本地（从站）通过QW16发送的数据，“Consistency”一致性为“UNIT”表示数据不打包。数据长度最大为32字节。需要注意的是，通信双方所使用的输入/输出区不能与实际硬件占用的过程映像输入/输出区重叠。

4.网络组态

单击快捷菜单中的“Configure Network”按钮，打开Netpro网络组态界面，可以看到如图6-27所示的网络组态。

图6-27 网络组态

5.资源分配

根据项目需要进行软件资源的分配，见表6-2。

表6-2 软件资源分配

6.程序设计

通过硬件组态完成了主站和从站的接收区和发送区的连接，要使主站与从站对应的I/O区进行通信，还需要进一步编程实现。程序结构如图6-28所示。

为了避免不存在诊断OB和错误处理OB而导致DP主站的CPU转向STOP模式，应当在DP主站CPU中设置OB82和OB86。

（1）主站OB1

主站OB1中程序如图6-29所示，这段程序的功能是将内存MW0中的数据传送给输出缓冲区QW16，由通信网络自动将QW16的数据传送给从站的IW12；另外将接收缓冲区IW12中的数据读取进来并存入MW2，IW12内存储的是从站发送来的数据。

图6-28 程序结构图

图6-29 主站程序

（2）从站OB1

从站OB1中程序如图6-30所示，这段程序的功能是将内存MW10内的数据传送给输出缓冲区QW16，由通信网络自动将QW16的数据传送给主站的IW12；另外将接收缓冲区IW12中的数据读取进来并存入MW12内，IW12内存储的是主站发送来的数据。

7.通信调试

下载组态和程序到PLC中，确保PLC处于“RUN”模式。分别打开主站和从站的变量表。如果通信成功，改变主站MW0的值，可以看到从站MW10的值也发生变化，始终与主站的MW0保持一致；改变从站MW12的值，可以看到主站MW2的值也发生变化，始终与从站的MW12保持一致。

如果通信不成功，首先检查硬件连接是否正确，总线连接器终端电阻是否打开；然后检查硬件组态中的通信组态是否正确，是否与程序中所用到的地址一致；程序块中是否有OB82、OB86。确保无误，再重新调试，直至通信成功。

图6-30 从站程序