现场总线PROFIBUS系统集成与产品开发（1）

统集成 （一）系统结构 1、单主的系统 2、带监控站的系统 3、多主系统及分层的多主系统 4、几种特殊结构 5、-PA网络结构 （二）非标通信设备及不同标准总线设备与PROFIBUS连接 （三）现场安装及系统可靠性 关于产品开发 （一）可行性 （二）可选择的解决方案 （三）DP从站开发详谈 关于系统集成（一） 系统结构 1、单主的系统 2、带监控站的系统 3、多主系统及分层的多主系统 4、几种特殊结构 （1）段、中继、站点 （2）分支及树形结构 （3）光纤网 5、-PA网络结构 关于系统集成（一）系统结构 从系统结构角度对系统集成分类 1、单主站的系统 　　根据PROFIBUS技术原理，一个最小系统至少由一个PROFIBUS （一类）主站和若干PROFIBUS从站组成。 　　PROFIBUS总线访问协议：主站间的逻辑令牌环、主从站间的主从协议。主动站在一个限定时间内 (Token Hold Time)对总线有控制权，从站只是响应主站的请求，它们对总线没有控制权 主站 一类主站：一类主站完成总线通信控制与管理，完成周期性数据访问。PLC、PC或可做一类主站的控制器。 二类主站：二类主站完成非周期性数据访问，如数据读写、系统配置、故障诊断等。二类主站包括：操作员工作站（如PC机加图形监控软件）、编程器、HMI等。 从站 (1) PLC或其它控制器：PLC可做PROFIBUS上的一个从站。PLC自身有程序存储，PLC执行程序并按程序指令驱动I/O。做为PROFIBUS主站的一个从站，在PLC存储器中有一段特定区域作为与主站通信的共享数据区。主站可通过通信间接控制从站PLC的I/O。 (2) 分散式I/O： 分散式I/O不具有程序存储和程序执行，通信适配器部分接收主站指令，按主站指令驱动I/O，并将I/O输入及故障诊断等信息返回给主站。通常分散型I/O是由主站统一编址，主站编程时使用分散式I/O与使用主站的I/O没有什么区别。 (3) 智能现场现场设备：即带PROFIBUS接口的现场设备，可由主站在线完成系统配置、参数修改、数据交换等功能。至于那些参数可进行通信及参数格式由PROFIBUS行规决定。 （1）PLC做PROFIBUS一类主站 控制器：如S7-300（-2DP、CP342-5）；S7-400（-2DP、CP442-5） 配置/控制软件：STEP 7 从站提供：GSD文件 PLC做PROFIBUS一类主站构成应用广泛的单机控制系统： 最简单的单机控制系统：PLC+PROFIBUS I/O （2）另一种单主站系统：PC+网卡做PROFIBUS一类主站： 网卡：如CP511；CP5613……. 配置/驱动软件：COM PROFIBUS、SIMATIC NET 控制软件：WinAC、WinCC……. 从站提供：GSD文件 关于其他公司PLC或网卡做PROFIBUS一类主站： 1、PLC中插入（第三方的）PROFIBUS通信模块，使用相关配置软件：如PLC-5、SLC500C插入SST公司PROFIBUS通信模块；其它：OMRON、MODICON、三菱PLC都有PROFIBUS主站解决方案。 2、注意技术指标：最大多少从站、每个从站最大I/O、最大波特率…….. 3、注意配置软件功能：如有些配置软件不支持复杂的GSD文件结构、少数配置软件不支持用户参数化功能…….. 4、使用多家第三方的产品互连的建议： ① 西门子主站+（经测试认证的）第三方从站：比较有把握； ② 其他：建议在下现场之前做连接实验。 2、带监控站的系统 （1） PC+组态软件 （2） HMI （3）其他通信协议监控站的连接 （1） PC+网卡+组态软件：二类主站 （2） HMI：图形、字符、触摸屏 典型的单机控制系统结构 带HMI的单主系统构成应用广泛的单机控制系统；适用于多种行业：机床、冶金、塑料机械、包装机械、纺织机械、印刷机械、制烟……. 控制技术：顺序、过程、运动 HMI做一类主站：HMI、 PLC、主站一体化 (3) 系统中连接其他通信协议的监控站 常见1:RS-232/485(自定义协议、MODBUS） 常见2: MPI、Ethernet、CAN、DeviceNet、InterBus…… 3、多主系统及分层的多主系统 （1）基于PROFIBUS的多主系统 PROFIBUS链路层：支持基于令牌的多主系统； PROFIBUS应用层：定义信息规范FMS 西门子PLC多主系统产品：两种 ① FMS ② S7 FUNCTION PROFIBUS 协议结构 PROFIBUS 总线访问方式兼有多主通信和主从通 基于PROFIBUS S7 FUNCTION多主系统 PROFIBUS-DP 和 PROFIBUS-FMS 的混合系统 基于PROFIBUS-FMS 分层的多主系统