西門子S7-200SMART模塊河南代理價(jià)格

PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層

    1．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層總線存取方式

    根據(jù)OSI參考模型，數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定總線存取控制、數(shù)據(jù)安全性以及傳輸協(xié)議和報(bào)文的處理，三種PROFIBUS (DP、FMS、PA)均使用*的總線存取協(xié)議。PROFIBUS( DP、FMS、PA)協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖7- 16所示。介質(zhì)存取控制MAC(Medium Access Control)是具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍?/span>MAC必須確保在任何一個(gè)時(shí)刻都只有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

    PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計(jì)滿足介質(zhì)控制的兩個(gè)基本要求：

    1)在復(fù)雜的自動化系統(tǒng)間進(jìn)行通信，必須保證在確切限定的時(shí)間間隔中，任何一個(gè)站點(diǎn)有足夠的時(shí)間來完成通信任務(wù)。

    2)在復(fù)雜的PLC或PC和簡單的UO外圍設(shè)備間通信，盡可能簡單快速地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，因通信協(xié)議增加的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間應(yīng)盡量少。

    PROFIBUS采用混合的總線存取控制機(jī)制實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)（如圖7-17所示），它包括主站( Master)之間的令牌(Token)傳遞方式和主站與從站(Slave)之間的主一從方式。當(dāng)某主站得到令牌報(bào)文后可以與所有主站和從站通信。在總線初始化和起動階段建立令牌環(huán)。在總線運(yùn)行期間，從令牌環(huán)中去掉有故障的主動節(jié)點(diǎn)，將新上電的主動節(jié)點(diǎn)加入到令牌環(huán)中。監(jiān)視傳輸介質(zhì)和收發(fā)器是否有故障，檢查站點(diǎn)地址是否出錯(cuò)，以及令牌是否丟失或有多個(gè)令牌。DP主站與DP從站間的通信基于主一從原理，DP主站按輪詢表依次訪問DP從站。報(bào)文循環(huán)由DP主站發(fā)出的請求幀（輪詢報(bào)文）和由DP從站返回的響應(yīng)幀組成。

    2．報(bào)文格式

    數(shù)據(jù)鏈路層的報(bào)文格式如圖7-18所示，所有報(bào)文均具有海明距離(HD=4)，即在數(shù)據(jù)報(bào)文中可以檢測出多3個(gè)同時(shí)出錯(cuò)的位。這一要求是通過使用國家標(biāo)準(zhǔn)IEC 870-5-1的規(guī)定、選擇特殊的報(bào)文起始和終止標(biāo)識符、使用無間隙同步以及使用奇偶校驗(yàn)和控制字節(jié)來實(shí)現(xiàn)的。它可以檢測出下列類型的錯(cuò)誤：字符格式出錯(cuò)（奇偶校驗(yàn)、溢出、幀出錯(cuò)）、協(xié)議出錯(cuò)、起始和終止分界符出錯(cuò)、幀校驗(yàn)序列字節(jié)出錯(cuò)和報(bào)文長度出錯(cuò)。出錯(cuò)的報(bào)文至少被自動重發(fā)一次，重發(fā)次數(shù)多可以設(shè)定為8次。

    圖7-18    PROFIBUS報(bào)文結(jié)構(gòu)

    除點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸外，數(shù)據(jù)鏈路層還允許進(jìn)行廣播和群播通信的多點(diǎn)傳輸。在廣播通信中，一個(gè)主站發(fā)送信息給所有其他的主站和從站。在群播通信中，一個(gè)主站發(fā)送信息給一組站（主站和從站），數(shù)據(jù)的接收不需要應(yīng)答。

    服務(wù)存取點(diǎn)分為目的服務(wù)存取點(diǎn)( DSAP)和源服務(wù)存取點(diǎn)(SSAP)兩種。網(wǎng)絡(luò)層通過數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)存取點(diǎn)( SAP)調(diào)用這些服務(wù)所有的主站和從站，允許同時(shí)使用若干個(gè)服務(wù)存取點(diǎn)。

    1．工業(yè)以太網(wǎng)

    工業(yè)以太網(wǎng)( Industrial Ethernet)用于工廠管理和單元層的通信系統(tǒng)，它符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，用于對時(shí)間要求不太嚴(yán)格，需要傳送大量數(shù)據(jù)的通信場合?？梢酝ㄟ^網(wǎng)關(guān)來連接遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。西門子的工業(yè)以太網(wǎng)傳輸速率為10Mb/s或100Mb/s，多1024個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的大范圍為150km。

    采用交換式局域網(wǎng)，每個(gè)網(wǎng)段都能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的整體性能和數(shù)據(jù)傳輸速率，電氣交換模塊與光纖交換模塊將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)網(wǎng)段，在多個(gè)網(wǎng)段中可以同時(shí)傳輸多個(gè)報(bào)文。本地?cái)?shù)據(jù)通信在本地網(wǎng)段進(jìn)行，只有的數(shù)據(jù)包可以超出本地網(wǎng)段的范圍。全雙工模式使一個(gè)站能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不會發(fā)生沖突。傳輸速率到20Mb/s和200Mb/s?？梢詷?gòu)建環(huán)形冗余工業(yè)以太網(wǎng)。大的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間為0. 3s。自適應(yīng)功能自動檢測出信號傳輸速率（10Mb/s或100Mb/s）。自協(xié)商是高速以太網(wǎng)的配置協(xié)議，通過協(xié)商確定數(shù)據(jù)傳輸速率和工作方式。

    2．多點(diǎn)接口MPI

    MPI是多點(diǎn)接口(Multi-Point Interface)的簡稱，S7-300/400CPU都集成了MPI通信協(xié)議，MPI的物理層是RS-485，大傳輸速率為12Mb/s。PLC通過MPI能同時(shí)連接運(yùn)行STEP 7的編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面(HMI)及其他SIMATIC S7、M7和C7等。連接在MPI網(wǎng)上的CPU可以通過MPI接口實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。每個(gè)CPU可以使用的MPI連接總數(shù)與CPU的型號有關(guān)，一般為6至64個(gè)。

    3．PROFIBUS

    工業(yè)現(xiàn)場總線PROFIBUS是用于車間級監(jiān)控和現(xiàn)場層的通信系統(tǒng)，它符合IEC61158標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性，凡是符合該標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都可以接入同一網(wǎng)絡(luò)中。S7-300/400 CPU可以通過通信處理器或集成在CPU上的PROFIBUS-DP接口連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上。

    帶有PROFIBUS-DP主站／從站接口的CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高速和便捷的分布式I/O控制。對于用戶來說分布式I/O和集中式I/O一樣，系統(tǒng)組態(tài)和編程的方法*相同。

    PROFIBUS的物理層是RS-485，大傳輸速率為12Mb/s。多可以與127個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)中多可以串接10個(gè)中繼器來延長通信距離。使用光纖作通信介質(zhì)，通信距離可達(dá)90km。

    4．點(diǎn)對點(diǎn)連接

    可以連接S7 PLC和其他串口設(shè)備。使用CP340、CP341、CP440、CP441通信處理模塊，或CPU31xC-2PtP集成的通信接口。接口有20mA (TTY)，RS-232C和RS-422A/RS-485。通信協(xié)議有ASCⅡ驅(qū)動器、3964 (R)和RK512（只適用于部分CPU）。使用通信軟件PRODAVE和編程用的PC/MPI適配器，通過PLC的MPI編程接口，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與S7 -300/400的通信。

    5．AS-i網(wǎng)絡(luò)的過程通信

    西門子SIMATIC NET網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如圖7- 11所示）將執(zhí)行器和傳感器單獨(dú)分為一層，主要使用AS-i網(wǎng)絡(luò)。AS-i是執(zhí)行器，傳感器接口(Actuator Sensor Interface)的簡稱，位于底層。AS-i每個(gè)網(wǎng)段只能有一個(gè)主站。AS-i所有分支電路的大總長度為lOOm，可以用中繼器延長。可以用屏蔽的或非屏蔽的兩芯電纜，支持總線供電。DP/AS-i網(wǎng)關(guān)(Gate-way)用來連接PROFIBUS-DP和AS-i網(wǎng)絡(luò)。CP342-2多可以連接62個(gè)數(shù)字量或31個(gè)模擬量AS-i從站。多可以訪問248個(gè)DI和186個(gè)DO。通過內(nèi)部集成的模擬量處理程序，可以像處理數(shù)字量值那樣非常容易地處理模擬量值。西門子提供各種各樣的AS-i產(chǎn)品，西門子的“LOGO！”微型控制器可以接入AS-i網(wǎng)絡(luò)。

    圖7-11    SIMATIC NET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

西門子S7-200SMART模塊河南代理價(jià)格