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更新時間：2025-06-17
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PROFIBUS 簡介
1. PROFIBUS 基本性質
PROFIBUS規定了串行現場總線系統的技術和功能特性。通過這個系統，從底層（傳感器、執行器級）到中層（單元級）的分布式、數字現場可編程控制器都可以連網。PROFIBUS區分為主站和從站。
> 主站 主站掌握總線中數據流的控制權。只要它擁有訪問總線權（令牌），主站就可在沒有外部請求的情況下發送信息。在PROFIBUS協議中，主站也被稱作主動節點。
> 從站 從站是簡單的輸入、輸出設備。典型的從站為傳感器，執行器以及變頻器。從站也可為智能從站，如S7300／400帶集成口的CPU等。從站不 會擁有總線訪問的授權。從站只能確認收到的信息或者在主站的請求下發送信息。從站也被稱作被動節點。
> 傳輸方法 符合美國標準EIA RS485的閉合電路傳輸，是制造工程、建筑服務管理 系統和動力工程的基本標準。它采用銅導體的雙絞線，也可用光纖。
> 傳輸速度 PROFIBUS總線的傳輸速率從9.6Kbit/s—12Ｍbit/s。
網段總線長度與傳輸速率的關系
| 傳輸速率/(Kbit/s) | 9.6—187.5 | 500 | 1500 | 3000--12000 |
| 總線長度/m | 1000 | 400 | 200 | 100 |
> 大節點數 127（地址0－126）
2． ROFIBUS現場應用類型
PROFIBUS提供了三種通信協議類型：FMS，DP和PA
> PROFIBUS－FMS： 用于現場通用通信任務的FMS接口（DIN 19245 T.2）
> PROFIBUS－DP： 用于與分布式I/O進行高速通訊
> PROFIBUS－PA： 用于執行規定現場設備特性的PA設備，它使用擴展的PROFIBUS－DP協議進行數據傳輸。
3． 利用PROFIBUS DP進行的通信
PROFIBUS－DP是為了實現在傳感器－執行器級快速數據交換而設計的。中央控制裝置（例如可編程控制器）在這里通過一種快速的串行接口與分布式輸入和輸出設備通信。與這些裝置的通信一般是循環發生的。
中央控制器（主站）從從站讀取輸入信息并將輸出信息寫到從站。
單主站或者多主站系統可以由PROFIBUS－DP來實現。這使得系統配置異常方便。一條總線多可以連接126個設備（主站或從站）。
> 系統配置
系統配置的規范包含一系列的站點，I/O地址的分配， 輸入輸出數據的完整性，診斷信息的格式以及總線參數。
> 設備類型
| DP1類主站 這是一種在給定的信息循環中與分布式站點（DP從站）交換信息 的中央控制器。 | |||||||
| 典型的設備有： 可編程控制器（PLC），微機數值控制（CNC）或計算機（PC） 等。 | |||||||
| DP2類主站 屬于這一類的裝置包括編程器，組態裝置和診斷裝置，例如上位 機。這些設備在DP系統初始化時用來生成系統配置。 | |||||||
| DP從站 一臺DP從站是一種對過程讀和寫信息的輸入、輸出裝置（傳感器/ 執行器），例如分布式I/O,ET200，變頻器等。 |
二．通過PROFIBUS－DP實現兩CPU集成DP接口之間的主從通信
PROFIBUS－DP從站不僅僅是ET200系列的遠程I/O站，當然也可以是一些智能從站，如帶集成DP接口和PROFIBUS 通信模塊的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作為DP的從站。下面我們將以兩個CPU315-2DP CPU之間主從通信為例介紹連接智能從站的組態方法。
1． 硬件和軟件需求
硬件：
PROFIBUS-DP主站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)，SM374
PROFIBUS-DP從站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)；SM374
PROFIBUS電纜及接頭
CP5512（PCMCIA卡，用于筆記本電腦）或PC適配器，CP5611（PC機）
軟件：
STEP7 V5.3 SP2
2． 網絡組態及參數設置
1) 新建項目：
在STEP7中創建一個新項目，然后選擇Insert ? Station ? Simatic 300 station，插入兩個S7 300站，這里命名為Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。當然也可完成一個站的配置后，再建另一個。如圖1。
圖1 在STEP7 硬件組態中插入兩個S7 300站
2) 組態從站：在兩CPU主從通信組態配置是，原則上要先組態從站。
> 硬件組態
雙擊Simatic 300(slave)“Hardware”，進入硬件組態窗口，在功能按鈕欄中點擊“Catalog”圖標打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插入機架、電源、CPU和SM374等進行硬件組態。
插入CPU時會同時彈出PROFIBUS接口組態窗口。也可以插入CPU后，雙擊DP(X2)插槽，打開DP屬性窗口點擊屬性按鈕進入PROFIBUS接口組態窗口。點擊“NEW”按鈕新建PROFIBUS網絡，分配 PROFIBUS站地址，本例設為3號站。點擊“Propertives”按鈕組態網絡屬性，選擇“Network Setting”進行網絡參數設置，如波特率、行規。本例傳輸速率為1.5Mbit/s，行規為DP。如圖2。
圖2 Profibus DP 網絡參數設置
確認上述設置后，PROFIBUS接口狀態如圖3。
圖3 Profibus 接口狀態
> DP 模式選擇
同樣在DP屬性設置對話框中，選擇“Operating Mode”標簽，激活“DP slave”操作模式。如果“Test,commissioning,routing”選項被激活，則意味著這個接口既可以作為DP從站，同時還可以通過這個接口監控程序。也可以用STEP7 F1幫助功能查看詳細信息。
圖4 DP 模式選擇
> 定義從站通信接口區
選擇“Configuration”標簽，打開I/O通信接口區屬性設置窗口，點擊“New”按鈕新建一行通信接口區，如圖5可以看到當前組態模式為主從（MS，Master-slave configuration）。注意此時只能對本地（從站）進行通信數據區的配置。
| Address type: 選擇“Input”對應輸入區，“Output”對應輸出區。 | |||||||
| Address: 設置通信數據區的起地址。 | |||||||
| Length: 設置通信區域的大小，多32字節。 | |||||||
| Unit: 選擇是按字節（byte）還是按字（word）來通信。 | |||||||
| Consistency: 選擇“Unit”是按在“Unit”中定義的數據格式發送，即按字節或字發送； 若選擇“All”表示是打包發送，每包多32字節。此時通信數據大于4個 字節時，應用SFC14，SFC15。 | |||||||
設置完成后點擊“Apply”按鈕確認。同樣可根據實際通信數據建立若干行，但大不能超過244字節。在本例中分別創建一個輸入區和一個輸出區，長度為4字節，設置完成后可在“Configuration”窗口中看到這兩個通信接口區。如圖6。
圖5 通信接口區設置
問題：
調試階段，診斷DP主站系統中的錯誤，有哪幾種方法？
解答：
下列原因可能導致PROFIBUS DP網絡發生故障：
下面，我們將介紹用于處理上述各種故障源的診斷工具。
總線電纜接線/安裝錯誤
BT200 BUS TESTER
BT200 Bus Tester(BT200總線測試工具)用于檢查接線。PROFIBUS電纜未處于使用中時，可使用BT200 Bus Tester進行下列測試：
檢查PROFIBUS電纜：
網絡處于使用中時，也可以使用BT200 Bus Tester進行診斷：
檢查從站的可用性：
檢查主站和從站的RS 485接口：
使用示波器測量信號電平
使用示波器可以顯示PROFIBUS上的信號電平。應當使用矩形顯示窗口的示波器，需 要專業人員來對示波器圖像進行評估.
DP主站和DP從站的組態
在HW Configuration中可以在線或者離線監視總線，從而檢查總線上連接的DP主站和DP從站的組態。可 以從CPU中將組態下載下來用于離線分析。
如果在HW Configuration中對組態進行在線分析，可以識別故障或者有缺陷的模塊。對于支持診斷的模塊，也 可以探測潛在的通道故障(如斷線)。
圖 1：HW Configuration的在線視圖
如果模塊發生故障，則故障時間被記錄在診斷緩沖區中。
圖 2：從站發生故障時CPU的診斷緩沖區
PROFIBUS DP網絡
有些用于PROFIBUS的PC接口可提供診斷功能。可通過“Set PG/PC Interface”或“Set PC Station”找到它們。
在這里，可以讀出實際總線參數，并以PROFIBUS可用節點的形式表示。
