【文章內容簡介】 主站交換數(shù)據(jù)的狀態(tài)時），DX MODE燈變綠直到數(shù)據(jù)交換狀態(tài)結束。（3）如果DP通訊中斷，強迫EM277模塊退出數(shù)據(jù)交換模式，此時，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故障模塊良好內部模塊故障POWER沒有24 DC24VDC用戶電源良好DP ERROR沒有錯誤脫離數(shù)據(jù)交換模式參數(shù)化/組態(tài)錯誤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臺異纖微塵分離機和5臺往復式抓棉機預留有RS485通訊接口外，其他控制器及濾塵機組都是采用西門子S7200 PLC，因此可采用EM277 PROFIBUS DP擴展從站模塊將這些S7200 PLC連接到PROFIBUS DP網(wǎng)絡上。EM277經(jīng)過串行I/O總線連接到S7200 PLC。PROFIBUS網(wǎng)絡經(jīng)過其DP通信端口，連接到EM277 PROFIBUS DP模塊?？梢詫崿F(xiàn)S7200 PLC與PROFIBUS DP網(wǎng)絡上主站的物理連接。當給EM277 PROFIBUS DP模塊設定了與主站組態(tài)中的地址相匹配的DP端口地址，并且已用PROFIBUS網(wǎng)絡上DP主站成功地進行了組態(tài)，EM277和DP主站就進入數(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存儲器中由某地址開始的區(qū)域內，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存儲區(qū)中提取出來。S7200 PLC通過EM277 PROFIBUS DP擴展從站模塊連接到PROFIBUS DP網(wǎng)絡上?？梢詫崿F(xiàn)其與網(wǎng)絡上的主站進行數(shù)據(jù)交換，S7200 PLC控制器對設備上的信息進行采集，并將其放到V存儲器內，當要把采集來的數(shù)據(jù)上傳給主站時，數(shù)據(jù)就會從S7200 PLC的 V存儲器復制到EM277中，以便同時傳送到主站，進而通過主站上的通信模塊將采集來的數(shù)據(jù)傳送給上位機系統(tǒng)。EM277是實現(xiàn)S7200 PLC與主站數(shù)據(jù)交換的中轉站。 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標準驅動電路，RS485 Interface是標準的RS485驅動電路，兩者都由光隔及RS485驅動芯片組成。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接口的設備連接到PROFIBUS總線上，使設備成為PROFIBUS 總線上的一個從站，如圖33所示。S7300PLCRS485/DPRS485設備PROFIBUS DP圖33 RS485設備通過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)的一個從站，通過RS485 接口與設備連接?？偩€橋可以作為RS485設備的主站（主動向RS485 設備發(fā)送的通信信息，等待設備回答），也可以作為RS485 設備的從站（RS485 設備主動發(fā)送的通信信息）。總線橋在PROFIBUS一側是PROFIBUS從站，因此需要設置PROFIBUS從站地址。地址設置由產(chǎn)品正面的兩個十進制旋轉開關SA 來設置。如果需要設置大于99 的PROFIBUS 地址，需要使用產(chǎn)品背面的功能選擇開關SW 配合設置地址，如果SW3=OFF（向下），這個從站的地址就是SA（19）；如果SW3=ON（向上），這個從站的地址就是100+SA（19）=119；如果SA ≥27，即使SW3=ON（向上），本產(chǎn)品PROFIBUS仍然是27，因為PROFIBUS 規(guī)定從站地址范圍0～126?？偩€橋作為PROFIBUS 的一個從站，通過RS485接口與設備連接，實現(xiàn)PROFIBUS主站與RS485設備之間通信數(shù)據(jù)透明傳送。RS485只是設備通信物理層的一個標準，因此PROFIBUS主站必須向RS485設備傳送它能夠理解的數(shù)據(jù)，這就是RS485設備的通信協(xié)議。所以，為實現(xiàn)PROFIBUS主站與RS485設備的有效數(shù)據(jù)通信，PROFIBUS主站編程人員應該了解RS485設備的通信協(xié)議。RS485設備的通信協(xié)議通常有以下兩類：[12]（1）具有應答關系和若干通信指令的通信協(xié)議這是應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）或二進制數(shù)據(jù)。對于這種設備，（以總線橋是RS485主設備為例）用戶在主站上編程，按照協(xié)議規(guī)定的報文格式將通信數(shù)據(jù)填入總線橋的PROFIBUS數(shù)據(jù)輸出區(qū)，然后啟動總線橋發(fā)送（觸發(fā)發(fā)送或定時自動發(fā)送）將通信數(shù)據(jù)通過RS485接口發(fā)送到設備；然后，總線橋自動轉入接收狀態(tài)；當總線橋接收完畢RS485設備的回答報文數(shù)據(jù)后，將回答報文數(shù)據(jù)自動填入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設備的回答報文數(shù)據(jù)。（2）無應答關系、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碼或二進制數(shù)據(jù)；PROFIBUS主站實現(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、自動定時發(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的上升沿啟動一次發(fā)送。② 自動定時發(fā)送：控制字D1:auto_txd=1，是自動定時發(fā)送。當auto_txd與start_tr 同時為1是啟動自動定時發(fā)送。定時發(fā)送時間間隔在總線橋配置時選定，默認時間是1秒。（2）接收總線橋有2 種控制接收結束方式：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)及有無校驗位有關），沒有接收下一個字符時，認為報文結束。② 按長度接收：按照用戶給定的接收報文長度控制接收結束。接收報文長度放在PROFIBUS 輸出區(qū)最后一個字節(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計中有7臺異纖微塵分離機和5臺往復式抓棉機預留有RS485通訊接口，因此這些設備可以通過RS485/DP模塊連接到PROFIBUS DP網(wǎng)絡上，使設備成為PROFIBUS總線上的一個從站。RS485/DP模塊經(jīng)過其RS485串行通信總線連接到預留有RS485通訊接口的設備上，PROFIBUS DP網(wǎng)絡經(jīng)過其DP通信端口，連接到RS485/DP模塊，這樣實現(xiàn)了設備與總線的連接。當給RS485/DP模塊設定了與主站組態(tài)中的地址相匹配的DP端口地址，并且已用PROFIBUS網(wǎng)絡上DP主站成功地進行了組態(tài)，RS485/DP模塊和DP主站就進入數(shù)據(jù)交換模式。設備有數(shù)據(jù)要傳送給PROFIBUS DP網(wǎng)絡上的S7300的主站，需要在其相應的控制器中編寫相應發(fā)送數(shù)據(jù)的程序，還要在主站中運行相應的接受數(shù)據(jù)程序。然后先有其控制器將數(shù)據(jù)采集到其存儲區(qū)，需要發(fā)送時從控制器的存儲區(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)送給上位機系統(tǒng)。RS485/DP模塊是主站與從站通信的橋梁?？梢詫崿F(xiàn)從站與主站的數(shù)據(jù)交換，將設備的信息通過其對應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)器或轉發(fā)器。它用于連接兩個相同的網(wǎng)絡，負責在兩個節(jié)點的物理層上傳遞信息，完成對信號的復制、調整和放大等功能。通俗地理解中繼器的功能就是增加了網(wǎng)絡的長度。從理論上來講，中繼器的使用個數(shù)可以是無限個，即網(wǎng)絡的長度可以無限延長，但實際上這是不可能的。因為在網(wǎng)絡標準中都對信號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)絡中使用的中繼器的個數(shù)也是受到限制的。[9]如在PROFIBUS DP總線網(wǎng)絡中使用中繼器的個數(shù)一般不允許超過4個，并且由于選擇了不同的通信速率，其網(wǎng)絡的最大拓撲長度也是不同的?？傮w趨勢是波特率越高，網(wǎng)絡最大延伸長度反而越短。所以選擇中繼器個數(shù)也要根據(jù)實際情況而定的。在PROFIBUS DP總線網(wǎng)絡中中繼器主要用于網(wǎng)絡段之間的連接，如果在同一個網(wǎng)絡段中設備數(shù)量多于32個或由于受距離以及設備性質的限制，必須劃分成多個網(wǎng)絡段。那么在這時中繼器承擔其重任，連接兩個網(wǎng)段，實現(xiàn)信號的放大和傳遞。信號在兩個網(wǎng)段之間可以實現(xiàn)再生，在同一個網(wǎng)段內信號不能再生；兩個網(wǎng)段之間是物理隔離的，因而中繼器除了擴展網(wǎng)段外，還有一個重要的功能是可以進行網(wǎng)絡隔離。中繼器在PROFIBUS DP總線中的主要作用有以下幾點：（1） 在一個網(wǎng)段中從站設備多于32個時要用中繼器將其分成兩個網(wǎng)段，實現(xiàn)中繼器作為終端設備的網(wǎng)絡拓展。如圖34所示：圖34 中繼器作為終端設備的網(wǎng)絡拓展（2） 當一個網(wǎng)段中從站分布過于離散，距離太遠，要根據(jù)實際情況將使用中繼器將網(wǎng)段延伸，實現(xiàn)中繼器作為網(wǎng)段的中間設備的網(wǎng)絡拓撲。（3） 當網(wǎng)絡有分叉電路時會影響到系統(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RS485物理網(wǎng)段中，只能夠連接32個物理設備，但RS485中繼器本身也是一個特殊的DP從站設備，在連接的兩個網(wǎng)段中，都要分別占用一個設備數(shù)量資源（但不用分配站地址）。因而實際在這兩個網(wǎng)段中都只能再連接31個DP主站/從站設備[13]。并且中繼器上的終端電阻要根據(jù)實際情況而設定。中繼器作為DP網(wǎng)絡的中間設備時，其處于同一網(wǎng)段中不需要設置終端電阻；當中繼器處于一網(wǎng)段的終端則需要設置終端電阻。 中繼器在信號傳遞中的作用在清花工序中現(xiàn)場機械設備分布范圍較廣，數(shù)量較多，一個網(wǎng)絡段內最多能帶32個設備，而此系統(tǒng)中除了一個主站外還有45個從站設備并且中繼器也需要占用設備數(shù)量資源，遠遠超出了它所帶設備的能力，因此根據(jù)實際情況和冗余方面的考慮需要運用中繼器將其分成三個網(wǎng)段，并組建成一個有45個從站設備和1個主站的網(wǎng)絡，保證了主站與從站在一個網(wǎng)絡中的可靠連接，為通信建立基礎。并且基于其設備比較分散，從站設備之間距離比較遠，而由于通訊速率的選擇和設備性質的限制，網(wǎng)絡段的長度受到了限制。因此根據(jù)現(xiàn)場的實際情況必須選擇使用中繼器延長網(wǎng)絡的長度。中繼器處于兩個DP網(wǎng)絡段之間，在網(wǎng)絡中它的主要作用是實現(xiàn)主站和從站通信信號的放大和傳遞，保證了信號的可靠傳輸。中繼器在此DP網(wǎng)絡中作為中間設備，因此要設置其上的終端電阻以減少信號的反射。總之，中繼器在此系統(tǒng)中的主要作用有：延長DP網(wǎng)絡的長度、增加網(wǎng)絡所帶設備的能力、保證信號的可靠傳遞。4 軟件設計 運用STEP7對整個系統(tǒng)硬件進行組態(tài)一個DP主站組態(tài)應包含地址，從站類型以及從站所需要的任何參數(shù)賦值信息。還應告訴主站由從站（輸入）讀入的數(shù)據(jù)應放置何處，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，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，