西门子工业通信：主站与从站打包通信技术

1.项目说明

在实际工程中，往往为了实现复杂的控制功能，需要传送复杂类型的数据。这类存储复杂的比双字更大的连续不可分割的数据区称为“一致性”数据区。需要绝对一致性传送的数据量越大，系统中断反应的时间越长。

本项目实现DP主站和智能DP从站的“打包”通信，即通过调用系统功能SFC进行一致性数据通信。相比“不打包”通信，这种方式一次可以传送更多的数据。通信组态的关键是组态DP从站的传输存储区。

本项目需要实现如图6-31所示的通信任务，即将一个站点的DB1的10个字的数据映射到另一个站点的DB2中。

图6-31 通信任务

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6-32所示。

3.硬件组态

（1）新建项目，插入主从站点

新建项目“MS_PACK”，单击右键，在弹出的菜单中选择“Insert New 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），对应主站和从站。如图6-33所示。

图6-32 系统组成图

图6-33 插入站点

（2）组态从站

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，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6-34和图6-35所示。

图6-34 从站组态

图6-35 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6-36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6-37所示，设置该CPU在DP网络中的地址为2。

图6-36 Properties-MPI/DP

图6-37 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6-38所示，单击“OK”按钮，返回“Properties-PROFIBUS interface”对话框。此时在图6-37中可以看到“Subnet”子网列表中出现了新的PROFIBUS（1）子网。

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6-39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。

图6-38 Properties-New subnet PROFIBUS

图6-39 Operating Mode

（4）组态主站

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6-40和图6-41所示。

图6-40 主站组态（1）

图6-41 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

选中PROFIBUS（1）网络线，在如图6-42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“Connection”连接选项卡中，选中CPU315-2PN/DP，单击“Connection”按钮，DP从站就连接到DP网络中了，此时“Discon-nect”按钮由灰色变为黑色，如图6-43所示。单击“OK”按钮，可以看到DP从站连接到了PROFIBUS（1）网络线上。

（7）通信组态

双击图6-44中的DP从站，打开“DP slave properties”DP从站属性对话框，选择“Configuration”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6-45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6-46配置行2，配置完成如图6-47所示。单击“Edit”按钮，可以编辑所选中的行。单击“De-lete”按钮可以删除所选中的行。

图6-42 DP从站路径

图6-43 将从站连接到网络

(www.xing528.com)

图6-44 DP从站连入网络

图6-45 行1组态

图6-46 行2组态

图6-47 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QB100～QB119把数据传送给本地（从站）的IB100～IB119，“Consistency”一致性为“ALL”表示数据将进行打包；行2表示通信模式为“MS”主从通信，通信伙伴（主站）用IB100～IB119接收本地（从站）通过QB100～QB119发送的数据，“Consistency”一致性为“ALL”表示数据将进行打包。

数据连续性是“Unit”时，表示直接访问输入和输出区；如果数据连续性是“All”或“Total length”，需要在程序中调用SFC14/15对数据进行打包/解包。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。

单击“OK”按钮，返回“HW Config”，单击“Save and Compile”按钮，保存并编译组态信息。

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6-48所示的网络组态，两个站点均连接到PROFIBUS网络。

图6-48 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6-3。

表6-3 软件资源分配表

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，要使主站的从站对应的I/O区进行通信，还需要进一步编程实现。程序结构如图6-49所示。

图6-49 程序结构图

在初始化组织块OB100中，为主站和从站的DB1置初值，DB2清零。在循环中断组织块OB35中，DB1.DBW2每100ms循环加1。如果通信成功，一个站点的DB1的10个字的数据映射到另一个站点的DB2中。

STEP 7提供了两个系统功能SFC15和SFC14来访问一致性的输入/输出数据区。SFC15的功能是对要发送的数据进行打包，并传给发送区；SFC14的功能是对接收的数据进行解包，并转存至数据存储区。

1）SFC15参数说明，见表6-4。

表6-4 SFC15参数说明表

2）SFC14参数说明，见表6-5。

表6-5 SFC14参数说明表

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。主站程序块如图6-50所示。

图6-50 主站程序块

（1）生成DB块

选中“SIMATIC 300（M）”主站，展开分级目录，单击“Blocks”，在右侧单击右键，选择“Insert New Object”插入“Data Block”，单击“OK”按钮插入DB1。双击“DB1”打开DB编辑器，输入长度为10个字的WORD-ARRAY。右键单击临时生成的INT型的占位符变量，在出现的菜单的“Complex Type”复杂类型中选择“ARRAY”数组类型。在ARRAY后面的方括号中输入“1…10”，表示该数组有10个元素。删除原有初值，双击两次回车键，ARRAY下方出现新的空白行，右键单击“Type”列的空白单元，选择“Elementary Type”元素类型为“WORD”，表示元素类型为单字型。命名为SEND，生成的DB块如图6-51所示，保存数据块，用同样方法生成主站的DB2（RECEIVE）、从站的DB1（SEND）和DB2（RECEIVE）。

（2）主站OB100和OB35

OB100初始化组织块完成数据接收区的清零和数据发送区的置初值。

图6-51 主站数据发送DB块

OB35循环中断组织块在完成数据的发送和接收，在“Libraries/Standard Library/System Function Block”路径下选择SFC14/15，编写程序如图6-52和图6-53所示。

图6-52 主站OB100

图6-53 主站OB35

（3）从站OB100和OB35

从站的程序与主站基本一致，只需将从站的OB100中DB1的初值改为W#16#123。

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数据接收区DB2，单击工具栏“Monitor”按钮进入监控模式，此时DB2进入“Data View”数据视图显示方式。如果通信成功，可以看到主站的DB2中的数据均为16#123，DB2.DBW2在不断变化。从站DB2的数据均为16#47E，DB2.DBW2在不断变化。

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。