【文章內(nèi)容簡介】 主站交換數(shù)據(jù)的狀態(tài)時(shí)），DX MODE燈變綠直到數(shù)據(jù)交換狀態(tài)結(jié)束。（3）如果DP通訊中斷，強(qiáng)迫EM277模塊退出數(shù)據(jù)交換模式，此時(shí)，DX MODE燈熄滅而DP ERROR燈變紅。此狀態(tài)一直保持到S7200 PLC斷電或數(shù)據(jù)交換重新開始。（4）如果主站寫入EM277模塊的I/O組態(tài)或參數(shù)信息錯(cuò)誤，則DP ERROR的紅燈將閃爍。（5）如果沒有24VDC供電，POWER（電源）燈將熄滅。表31 總結(jié)了EM277狀態(tài)指示器的各種狀態(tài)LEDOFF紅色紅色閃爍綠色CPU故障模塊良好內(nèi)部模塊故障POWER沒有24 DC24VDC用戶電源良好DP ERROR沒有錯(cuò)誤脫離數(shù)據(jù)交換模式參數(shù)化/組態(tài)錯(cuò)誤DX MODE不在數(shù)據(jù)交換模式在數(shù)據(jù)交換模式 EM277在數(shù)據(jù)采集中的作用除7臺(tái)異纖微塵分離機(jī)和5臺(tái)往復(fù)式抓棉機(jī)預(yù)留有RS485通訊接口外，其他控制器及濾塵機(jī)組都是采用西門子S7200 PLC，因此可采用EM277 PROFIBUS DP擴(kuò)展從站模塊將這些S7200 PLC連接到PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上。EM277經(jīng)過串行I/O總線連接到S7200 PLC。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過其DP通信端口，連接到EM277 PROFIBUS DP模塊?？梢詫?shí)現(xiàn)S7200 PLC與PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上主站的物理連接。當(dāng)給EM277 PROFIBUS DP模塊設(shè)定了與主站組態(tài)中的地址相匹配的DP端口地址，并且已用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上DP主站成功地進(jìn)行了組態(tài)，EM277和DP主站就進(jìn)入數(shù)據(jù)交換模式。在數(shù)據(jù)交換模式中，主站將輸出數(shù)據(jù)寫入到EM277 PROFIBUS DP模塊，然后，EM277模塊響應(yīng)最新的S7200 PLC輸入數(shù)據(jù)。EM277模塊不斷地更新其從S7200 PLC來的輸入，以便向DP主站提供最新的輸入數(shù)據(jù)。然后，該模塊將輸出數(shù)據(jù)傳送給S7200 PLC。從主站來的輸出數(shù)據(jù)放在V存儲(chǔ)器中由某地址開始的區(qū)域內(nèi)，而該地址是在初始化期間，由DP主站所提供的。到主站的輸入數(shù)據(jù)在輸出數(shù)據(jù)之后立刻從V存儲(chǔ)區(qū)中提取出來。S7200 PLC通過EM277 PROFIBUS DP擴(kuò)展從站模塊連接到PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上?？梢詫?shí)現(xiàn)其與網(wǎng)絡(luò)上的主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，S7200 PLC控制器對設(shè)備上的信息進(jìn)行采集，并將其放到V存儲(chǔ)器內(nèi)，當(dāng)要把采集來的數(shù)據(jù)上傳給主站時(shí)，數(shù)據(jù)就會(huì)從S7200 PLC的 V存儲(chǔ)器復(fù)制到EM277中，以便同時(shí)傳送到主站，進(jìn)而通過主站上的通信模塊將采集來的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)系統(tǒng)。EM277是實(shí)現(xiàn)S7200 PLC與主站數(shù)據(jù)交換的中轉(zhuǎn)站。 RS485/DP模塊 RS485/DP模塊的介紹首先介紹一下RS485/DP模塊的工作原理如圖32所示，其中SPC3是西門子公司的PROFIBUS通信協(xié)議芯片。PROFIBUS Interface 是PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)電路，RS485 Interface是標(biāo)準(zhǔn)的RS485驅(qū)動(dòng)電路，兩者都由光隔及RS485驅(qū)動(dòng)芯片組成。圖32 RS485/DP總線橋的工作原理圖RS485/DP模塊主要用于將具有RS485接口的設(shè)備連接到PROFIBUS總線上，使設(shè)備成為PROFIBUS 總線上的一個(gè)從站，如圖33所示。S7300PLCRS485/DPRS485設(shè)備PROFIBUS DP圖33 RS485設(shè)備通過RS485/DP連接到總線上在PLC 為主站的PROFIBUS 系統(tǒng)中，總線橋作為系統(tǒng)的一個(gè)從站，通過RS485 接口與設(shè)備連接?？偩€橋可以作為RS485設(shè)備的主站（主動(dòng)向RS485 設(shè)備發(fā)送的通信信息，等待設(shè)備回答），也可以作為RS485 設(shè)備的從站（RS485 設(shè)備主動(dòng)發(fā)送的通信信息）?？偩€橋在PROFIBUS一側(cè)是PROFIBUS從站，因此需要設(shè)置PROFIBUS從站地址。地址設(shè)置由產(chǎn)品正面的兩個(gè)十進(jìn)制旋轉(zhuǎn)開關(guān)SA 來設(shè)置。如果需要設(shè)置大于99 的PROFIBUS 地址，需要使用產(chǎn)品背面的功能選擇開關(guān)SW 配合設(shè)置地址，如果SW3=OFF（向下），這個(gè)從站的地址就是SA（19）；如果SW3=ON（向上），這個(gè)從站的地址就是100+SA（19）=119；如果SA ≥27，即使SW3=ON（向上），本產(chǎn)品PROFIBUS仍然是27，因?yàn)镻ROFIBUS 規(guī)定從站地址范圍0～126。總線橋作為PROFIBUS 的一個(gè)從站，通過RS485接口與設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)PROFIBUS主站與RS485設(shè)備之間通信數(shù)據(jù)透明傳送。RS485只是設(shè)備通信物理層的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，因此PROFIBUS主站必須向RS485設(shè)備傳送它能夠理解的數(shù)據(jù)，這就是RS485設(shè)備的通信協(xié)議。所以，為實(shí)現(xiàn)PROFIBUS主站與RS485設(shè)備的有效數(shù)據(jù)通信，PROFIBUS主站編程人員應(yīng)該了解RS485設(shè)備的通信協(xié)議。RS485設(shè)備的通信協(xié)議通常有以下兩類：[12]（1）具有應(yīng)答關(guān)系和若干通信指令的通信協(xié)議這是應(yīng)用比較廣泛的通信格式，通信數(shù)據(jù)可能是ASCII 碼（如研華的ADAM模塊）或二進(jìn)制數(shù)據(jù)。對于這種設(shè)備，（以總線橋是RS485主設(shè)備為例）用戶在主站上編程，按照協(xié)議規(guī)定的報(bào)文格式將通信數(shù)據(jù)填入總線橋的PROFIBUS數(shù)據(jù)輸出區(qū)，然后啟動(dòng)總線橋發(fā)送（觸發(fā)發(fā)送或定時(shí)自動(dòng)發(fā)送）將通信數(shù)據(jù)通過RS485接口發(fā)送到設(shè)備；然后，總線橋自動(dòng)轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)；當(dāng)總線橋接收完畢RS485設(shè)備的回答報(bào)文數(shù)據(jù)后，將回答報(bào)文數(shù)據(jù)自動(dòng)填入PROFIBUS數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)，這樣，PROFIBUS主站可以在PROFIBUS數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)得到RS485設(shè)備的回答報(bào)文數(shù)據(jù)。（2）無應(yīng)答關(guān)系、單純接收或發(fā)送數(shù)據(jù)的通信總線橋單純接收：如條碼掃描器通過RS485接口PROFIBUS主站發(fā)送ASCII 碼或二進(jìn)制數(shù)據(jù)；總線橋單純發(fā)送：如PROFIBUS主站通過RS485接口向顯示屏發(fā)送ASCII碼或二進(jìn)制數(shù)據(jù)；PROFIBUS主站實(shí)現(xiàn)這類簡單通信協(xié)議的原理與第一種協(xié)議相同，只是編程簡單而已。數(shù)據(jù)的發(fā)送與接受過程：（1）發(fā)送總線橋發(fā)送有2種方式：觸發(fā)發(fā)送模式、自動(dòng)定時(shí)發(fā)送模式。發(fā)送模式由控制字D1位auto_txd選擇。① 觸發(fā)發(fā)送：控制字D1：auto_txd=0，即默認(rèn)方式是觸發(fā)發(fā)送。觸發(fā)發(fā)送靠控制字D0 位start_tr的上升沿啟動(dòng)一次發(fā)送。② 自動(dòng)定時(shí)發(fā)送：控制字D1:auto_txd=1，是自動(dòng)定時(shí)發(fā)送。當(dāng)auto_txd與start_tr 同時(shí)為1是啟動(dòng)自動(dòng)定時(shí)發(fā)送。定時(shí)發(fā)送時(shí)間間隔在總線橋配置時(shí)選定，默認(rèn)時(shí)間是1秒。（2）接收總線橋有2 種控制接收結(jié)束方式：按字符間隔接收模式、按長度接收模式。接收模式由控制字D2 位relen選擇。① 按字符間隔接收：（與波特率、字符位數(shù)及有無校驗(yàn)位有關(guān)），沒有接收下一個(gè)字符時(shí)，認(rèn)為報(bào)文結(jié)束。② 按長度接收：按照用戶給定的接收報(bào)文長度控制接收結(jié)束。接收報(bào)文長度放在PROFIBUS 輸出區(qū)最后一個(gè)字節(jié)。典型通信過程：有“發(fā)→收→發(fā)→收→”、“收→發(fā)→收→發(fā)→”、“發(fā)→發(fā)→”、“收→收→” 4種典型的通信過程。 RS485/DP模塊在數(shù)據(jù)采集中的作用在此設(shè)計(jì)中有7臺(tái)異纖微塵分離機(jī)和5臺(tái)往復(fù)式抓棉機(jī)預(yù)留有RS485通訊接口，因此這些設(shè)備可以通過RS485/DP模塊連接到PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上，使設(shè)備成為PROFIBUS總線上的一個(gè)從站。RS485/DP模塊經(jīng)過其RS485串行通信總線連接到預(yù)留有RS485通訊接口的設(shè)備上，PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過其DP通信端口，連接到RS485/DP模塊，這樣實(shí)現(xiàn)了設(shè)備與總線的連接。當(dāng)給RS485/DP模塊設(shè)定了與主站組態(tài)中的地址相匹配的DP端口地址，并且已用PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)上DP主站成功地進(jìn)行了組態(tài)，RS485/DP模塊和DP主站就進(jìn)入數(shù)據(jù)交換模式。設(shè)備有數(shù)據(jù)要傳送給PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上的S7300的主站，需要在其相應(yīng)的控制器中編寫相應(yīng)發(fā)送數(shù)據(jù)的程序，還要在主站中運(yùn)行相應(yīng)的接受數(shù)據(jù)程序。然后先有其控制器將數(shù)據(jù)采集到其存儲(chǔ)區(qū)，需要發(fā)送時(shí)從控制器的存儲(chǔ)區(qū)中讀取并通過RS485/DP模塊將采集來的數(shù)據(jù)發(fā)送給主站，并通過主站上的通信模塊發(fā)送給上位機(jī)系統(tǒng)。RS485/DP模塊是主站與從站通信的橋梁。可以實(shí)現(xiàn)從站與主站的數(shù)據(jù)交換，將設(shè)備的信息通過其對應(yīng)的控制器傳送到主站，完成數(shù)據(jù)采集。 中繼器 中繼器的介紹中繼器又稱為重發(fā)器或轉(zhuǎn)發(fā)器。它用于連接兩個(gè)相同的網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理層上傳遞信息，完成對信號(hào)的復(fù)制、調(diào)整和放大等功能。通俗地理解中繼器的功能就是增加了網(wǎng)絡(luò)的長度。從理論上來講，中繼器的使用個(gè)數(shù)可以是無限個(gè)，即網(wǎng)絡(luò)的長度可以無限延長，但實(shí)際上這是不可能的。因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中都對信號(hào)的延遲范圍做了具體的規(guī)定，如果延遲太長，協(xié)議就不能正常工作，因此網(wǎng)絡(luò)中使用的中繼器的個(gè)數(shù)也是受到限制的。[9]如在PROFIBUS DP總線網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器的個(gè)數(shù)一般不允許超過4個(gè)，并且由于選擇了不同的通信速率，其網(wǎng)絡(luò)的最大拓?fù)溟L度也是不同的?？傮w趨勢是波特率越高，網(wǎng)絡(luò)最大延伸長度反而越短。所以選擇中繼器個(gè)數(shù)也要根據(jù)實(shí)際情況而定的。在PROFIBUS DP總線網(wǎng)絡(luò)中中繼器主要用于網(wǎng)絡(luò)段之間的連接，如果在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段中設(shè)備數(shù)量多于32個(gè)或由于受距離以及設(shè)備性質(zhì)的限制，必須劃分成多個(gè)網(wǎng)絡(luò)段。那么在這時(shí)中繼器承擔(dān)其重任，連接兩個(gè)網(wǎng)段，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大和傳遞。信號(hào)在兩個(gè)網(wǎng)段之間可以實(shí)現(xiàn)再生，在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)信號(hào)不能再生；兩個(gè)網(wǎng)段之間是物理隔離的，因而中繼器除了擴(kuò)展網(wǎng)段外，還有一個(gè)重要的功能是可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離。中繼器在PROFIBUS DP總線中的主要作用有以下幾點(diǎn)：（1） 在一個(gè)網(wǎng)段中從站設(shè)備多于32個(gè)時(shí)要用中繼器將其分成兩個(gè)網(wǎng)段，實(shí)現(xiàn)中繼器作為終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展。如圖34所示：圖34 中繼器作為終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展（2） 當(dāng)一個(gè)網(wǎng)段中從站分布過于離散，距離太遠(yuǎn)，要根據(jù)實(shí)際情況將使用中繼器將網(wǎng)段延伸，實(shí)現(xiàn)中繼器作為網(wǎng)段的中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。?） 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)有分叉電路時(shí)會(huì)影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要采用中繼器來替代分叉電路確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行。如圖35所示：圖35 中繼器替代分叉電路需要說明的是由于在一個(gè)RS485物理網(wǎng)段中，只能夠連接32個(gè)物理設(shè)備，但RS485中繼器本身也是一個(gè)特殊的DP從站設(shè)備，在連接的兩個(gè)網(wǎng)段中，都要分別占用一個(gè)設(shè)備數(shù)量資源（但不用分配站地址）。因而實(shí)際在這兩個(gè)網(wǎng)段中都只能再連接31個(gè)DP主站/從站設(shè)備[13]。并且中繼器上的終端電阻要根據(jù)實(shí)際情況而設(shè)定。中繼器作為DP網(wǎng)絡(luò)的中間設(shè)備時(shí)，其處于同一網(wǎng)段中不需要設(shè)置終端電阻；當(dāng)中繼器處于一網(wǎng)段的終端則需要設(shè)置終端電阻。 中繼器在信號(hào)傳遞中的作用在清花工序中現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備分布范圍較廣，數(shù)量較多，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段內(nèi)最多能帶32個(gè)設(shè)備，而此系統(tǒng)中除了一個(gè)主站外還有45個(gè)從站設(shè)備并且中繼器也需要占用設(shè)備數(shù)量資源，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它所帶設(shè)備的能力，因此根據(jù)實(shí)際情況和冗余方面的考慮需要運(yùn)用中繼器將其分成三個(gè)網(wǎng)段，并組建成一個(gè)有45個(gè)從站設(shè)備和1個(gè)主站的網(wǎng)絡(luò)，保證了主站與從站在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的可靠連接，為通信建立基礎(chǔ)。并且基于其設(shè)備比較分散，從站設(shè)備之間距離比較遠(yuǎn)，而由于通訊速率的選擇和設(shè)備性質(zhì)的限制，網(wǎng)絡(luò)段的長度受到了限制。因此根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況必須選擇使用中繼器延長網(wǎng)絡(luò)的長度。中繼器處于兩個(gè)DP網(wǎng)絡(luò)段之間，在網(wǎng)絡(luò)中它的主要作用是實(shí)現(xiàn)主站和從站通信信號(hào)的放大和傳遞，保證了信號(hào)的可靠傳輸。中繼器在此DP網(wǎng)絡(luò)中作為中間設(shè)備，因此要設(shè)置其上的終端電阻以減少信號(hào)的反射?？傊?，中繼器在此系統(tǒng)中的主要作用有：延長DP網(wǎng)絡(luò)的長度、增加網(wǎng)絡(luò)所帶設(shè)備的能力、保證信號(hào)的可靠傳遞。4 軟件設(shè)計(jì) 運(yùn)用STEP7對整個(gè)系統(tǒng)硬件進(jìn)行組態(tài)一個(gè)DP主站組態(tài)應(yīng)包含地址，從站類型以及從站所需要的任何參數(shù)賦值信息。還應(yīng)告訴主站由從站（輸入）讀入的數(shù)據(jù)應(yīng)放置何處，以及從何處獲得寫入從站（輸出）的數(shù)據(jù)。DP主站建立網(wǎng)絡(luò)，然后初始化其DP從站。主站將參數(shù)賦值信息和I/O組態(tài)寫入到從站。然后，主站從從站那里讀出診斷信息，