西门子工业通信应用技术：主站PROFIBUS通信成果

1.项目说明

本项目实现CP342-5作为主站的PROFIBUS DP通信，使用通信处理器的通信方式与使用带集成DP接口的CPU的通信方式相比，降低了成本提高了通信效率。

CP342-5带有PROFIBUS接口，可以作为PROFIBUS-DP的主站或从站，但是不能同时作为主站和从站，且只能在S7-300的中央机架上使用，不能在分布式从站上使用，而且分布式I/O模块上不能插入智能模块，如FM350-1。CP342-5与CPU上集成的DP接口不一样，它对应的通信接口区是虚拟的通信区，需要调用CP通信功能FC1和FC2。通信任务如图6-95所示。

2.系统组成

CP342-5作为DP主站插在S7-300的中央机架上，CPU模块为CPU 315-2DP，PRO-FIBUS总线接在CP342-5的DP接口，站地址为3；DP从站使用分布式I/O ET 200M，站地址为4。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6-96所示。

图6-95 通信任务

图6-96 系统组成图

3.硬件组态

（1）新建项目，插入主站

新建项目“MS_CP1”，单击右键，在弹出的菜单中选择“Insert New Object”中的“SI-MATIC300 Station”，插入S7-300站，作为DP主站。

在管理器中选中“SIMATIC 300”站对象，双击右侧“Hardware”图标，打开HW Con-fig界面。插入机架（RACK），在1号插槽插入电源PS 3075A，在2号插槽插入CPU 315-2DP。3号插槽留作扩展模块。从4号插槽到7号插槽插入输入/输出模块，在8号插槽插入CP342-5，如图6-97所示。

图6-97 主站模块

a）主站组态 b）主站模块信息

（2）组态主站

插入CP342-5时同时弹出PROFIBUS组态界面。或者双击CP342-5插槽，出现CP342-5属性对话框，如图6-98所示。在“Operation Mode”选项卡中，设置它的工作模式为“DP Master”。在“Address”选项卡中，如图6-99所示，可以看到默认的输入/输出的字节数为16B，起始字节地址均为320，起始字节地址默认值与CP所在的槽号有关，这16B的长度是CPU分配给CP342-5的硬件地址区，CPU就是通过这个硬件地址区访问CP342-5模块的。这16B的地址数据区与CP342-5连接的PROFIBUS从站没有直接的关系，它并不影响主站所带的从站个数，以及主站和从站交换数据的长度。CP342-5与PROFIBUS从站进行数据交换使用的是另外一个独立的数据存储区，输入、输出区均为2160B。

图6-98 CP342-5属性

图6-99 CP342-5地址

（3）配置PROFIBUS DP网络

单击“General”选项卡，类型选择“PROFIBUS”。单击“Properties”按钮，打开属性配置界面，如图6-100所示。新建一条PROFIBUS电缆，设置主站地址为3，通信速率为1.5Mbps，行规为DP。然后单击“OK”按钮，返回DP接口属性对话框。可以看到“Sub-net”列表中出现了新的“PROFIBUS（1）”子网。单击“OK”按钮，返回HW Config界面。CP342-5插槽引出了一条PROFIBUS（1）网络，默认DP主站系统的编号为180，如图6-101所示。保存并编译组态信息。

图6-100 配置PROFIBUS网络

（4）组态从站

打开硬件目录窗口，按照路径“\PROFIBUS DP\DPV0Slaves\ET 200M”，单击ET 200M，将该站拖到硬件组态窗口的PROFIBUS网络线上，即将ET 200M接入PROFIBUS网络。在自动打开的属性对话框中，设置该DP从站的站地址为4，单击“OK”按钮。ET 200M模块组态的站地址应该与实际DIP开关设置的站地址相同。选中该从站，按照图6-102所示，组态输入/输出模块。

图6-101 主站网络配置

图6-102 组态从站

CPU集成的DP接口作主站时，各非智能从站和中央机架的I/O地址是统一分配的。而CP342-5作DP主站时，它的I/O地址区是虚拟的地址映像区，所以虽然中央机架和作为CP342-5的从站的ET200的DI/DO均使用了0-1号输入字节，它们也不会冲突。

组态完成后保存并编译组态信息。

4.网络组态(www.xing528.com)

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6-103所示的网络组态。

图6-103 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6-10。

6.程序设计

与CPU集成的DP接口不同，CP342-5作主站时，不能通过I、Q区直接读写ET 200M的I/O，需要在OB1中调用CP通信功能FC 1“DP_SEND”和FC2“DP_RECV”，建立虚拟的通信接口区来访问从站。

表6-10 软件资源分配表

CP342-5有一个内部的输入缓冲区和输出缓冲区，用来存放所有DP从站的I/O数据，较新版本的CP342-5模块内部的输入、输出缓冲区分别为2160B。输出缓冲区的数据周期性地写到从站的输出通道上，周期性读取的从站输入通道的数值存放在输入缓冲区，整个过程是CP342-5与PROFIBUS从站之间自动协调完成的，不需编写程序。但是需要在PLC的用户程序中调用FC1和FC2，来读写CP342-5内部的缓冲区。

通信原理如图6-104所示。FC1和FC2的程序块如图6-105所示。

图6-104 通信原理

图6-105 FC1和FC2程序块

CPU调用FC1（DP_SEND），将参数SEND指定的发送数据区的数据传送到CP342-5的输出缓冲区，以便将数据发送到DP从站；CPU调用FC2（DP_RECV），将CP342-5的输入缓冲区接收的DP状态信息和来自分布式I/O的过程数据，存入参数RECV指定的CPU中的接受数据区；参数SEND和RECV指定的DP数据区可以是过程映像区（I/O）、存储器区（M）或数据块（DB）区；输出参数DONE为1、ERROR和STATUS为0时，可以确认数据被正确地传送到了通信伙伴。

DP主站模式的DPSTATUS（见表6-11）的第1位为0时，所有DP从站都处于数据传送状态。第6位为1时，接收的数据溢出，即DP从站接收数据的速度大于DP主站在CPU中用块调用获取数据的速度。读取的已接收数据总是DP从站接收的最后一个数据。

表6-11 DPSTATUS意义

DP从站模式的DPSTATUS第2位为1时，1类DP主站处于CLEAR状态，DP从站接收到的DP输出数据为数值0。

第4位为1时，DP主站更新输入数据速度大于DP从站在CPU中调用FC2获取数据的速度，输入数据溢出。读取的输入数据总是从DP主站接收的最后一个数据。

根据通信原理设计程序，程序结构如图6-106所示。

图6-106 程序结构图

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。程序块如图6-107所示。

（1）DP主站OB1

在OB1中，调用FC1将MB0～MB1打包后发送给ET 200M的QB0～QB1。调用FC2将来自ET200的IB0～IB1的数据存放到MB10～MB11。如果ET 200M的输入/输出起始地址非0，FC1和FC2的对应的地址区也要偏移同样的字节，即若ET 200M的输入点地址设置为QB2～QB4，FC1的参数SEND应设置为P#M0.0 BYTE 5。配置多个从站的虚拟地址区将依次顺延。通过路径“Libraries\Standard Library\Communication Blocks”目录下调用FC1和FC2，OB1程序如图6-108所示。

图6-107 主站程序块

图6-108 DP主站OB1程序

7.通信调试

分别下载组态和程序到PLC中，确保CPU和CP342-5处于“RUN”模式。打开主站的变量表，单击工具栏“Monitor”按钮进入监控模式。根据通信程序，从站的IW0对应主站的MW10，主站的MW0对应从站的QW0。如果通信成功，通过改变从站外接的开关状态，主站的MW10随之变化；通过变量表的修改数值功能改变MW0的值，从站的QW0也会发生相应的改变。