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一．PROFIBUS 简介

1. PROFIBUS 基本性质

PROFIBUS规定了串行现场总线系统的技术和功能特性。通过这个系统，从底层（传感器、执行器级）到中层（单元级）的分布式、数字现场可编程控制器都可以连网。PROFIBUS区分为主站和从站。

> 主站 主站掌握总线中数据流的控制权。只要它拥有访问总线权（令牌），主站就可在没有外部请求的情况下发送信息。在PROFIBUS协议中，主站也被称作主动节点。

> 从站 从站是简单的输入、输出设备。典型的从站为传感器，执行器以及变频器。从站也可为智能从站，如S7300／400带集成口的CPU等。从站不 会拥有总线访问的授权。从站只能确认收到的信息或者在主站的请求下发送信息。从站也被称作被动节点。

> 传输方法 符合美国标准EIA RS485的闭合电路传输，是制造工程、建筑服务管理 系统和动力工程的基本标准。它采用铜导体的双绞线，也可用光纤。

> 传输速度 PROFIBUS总线的传输速率从9.6Kbit/s—12Ｍbit/s。

网段总线长度与传输速率的关系

传输速率/(Kbit/s)    9.6—187.5    500    1500    3000--12000

总线长度/m                

> 较大节点数 127（地址0－126）

2． ROFIBUS现场应用类型

PROFIBUS提供了三种通信协议类型：FMS，DP和PA

> PROFIBUS－FMS： 用于现场通用通信任务的FMS接口（DIN 19245 T.2）

> PROFIBUS－DP：　用于与分布式I/O进行高速通讯

> PROFIBUS－PA： 用于执行规定现场设备特性的PA设备，它使用扩展的PROFIBUS－DP协议进行数据传输。

3． 利用PROFIBUS DP进行的通信

PROFIBUS－DP是为了实现在传感器－执行器级快速数据交换而设计的。中央控制装置（例如可编程控制器）在这里通过一种快速的串行接口与分布式输入和输出设备通信。与这些装置的通信一般是循环发生的。

中央控制器（主站）从从站读取输入信息并将输出信息写到从站。

单主站或者多主站系统可以由PROFIBUS－DP来实现。这使得系统配置异常方便。一条总线较多可以连接126个设备（主站或从站）。

> 系统配置

系统配置的规范包含一系列的站点，I/O地址的分配， 输入输出数据的完整性，诊断信息的格式以及总线参数。

> 设备类型

DP1类主站            这是一种在给定的信息循环中与分布式站点（DP从站）交换信息

                               的中央控制器。

典型的设备有：   可编程控制器（PLC），微机数值控制（CNC）或计算机（PC）

                               等。 

DP2类主站           属于这一类的装置包括编程器，组态装置和诊断装置，例如上位

                              机。这些设备在DP系统初始化时用来生成系统配置。

DP从站                 一台DP从站是一种对过程读和写信息的输入、输出装置（传感器/

                              执行器），例如分布式I/O,ET200，变频器等。

二．通过PROFIBUS－DP实现两CPU集成DP接口之间的主从通信

PROFIBUS－DP从站不仅仅是ET200系列的远程I/O站，当然也可以是一些智能从站，如带集成DP接口和PROFIBUS 通信模块的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作为DP的从站。下面我们将以两个CPU315-2DP CPU之间主从通信为例介绍连接智能从站的组态方法。

1． 硬件和软件需求

硬件：

PROFIBUS-DP主站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)，SM374

PROFIBUS-DP从站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)；SM374

PROFIBUS电缆及接头

CP5512（PCMCIA卡，用于笔记本电脑）或PC适配器，CP5611（PC机）

软件：

STEP7 V5.3 SP2

2． 网络组态及参数设置

1) 新建项目：

在STEP7中创建一个新项目，然后选择Insert ? Station ? Simatic 300 station，插入两个S7 300站，这里命名为Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。当然也可完成一个站的配置后，再建另一个。如图1。

图1 在STEP7 硬件组态中插入两个S7 300站

2) 组态从站：在两CPU主从通信组态配置是，原则上要先组态从站。

> 硬件组态

双击Simatic 300(slave)“Hardware”，进入硬件组态窗口，在功能按钮栏中点击“Catalog”图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插入机架、电源、CPU和SM374等进行硬件组态。

插入CPU时会同时弹出PROFIBUS接口组态窗口。也可以插入CPU后，双击DP(X2)插槽，打开DP属性窗口点击属性按钮进入PROFIBUS接口组态窗口。点击“NEW”按钮新建PROFIBUS网络，分配 PROFIBUS站地址，本例设为3号站。点击“Propertives”按钮组态网络属性，选择“Network Setting”进行网络参数设置，如波特率、行规。本例传输速率为1.5Mbit/s，行规为DP。如图2。

图2 Profibus DP 网络参数设置

确认上述设置后，PROFIBUS接口状态如图3。

图3 Profibus 接口状态

> DP 模式选择

同样在DP属性设置对话框中，选择“Operating Mode”标签，激活“DP slave”操作模式。如果“Test,commissioning,routing”选项被激活，则意味着这个接口既可以作为DP从站，同时还可以通过这个接口监控程序。也可以用STEP7 F1帮助功能查看详细信息。

图4 DP 模式选择

> 定义从站通信接口区

选择“Configuration”标签，打开I/O通信接口区属性设置窗口，点击“New”按钮新建一行通信接口区，如图5可以看到当前组态模式为主从（MS，Master-slave configuration）。注意此时只能对本地（从站）进行通信数据区的配置。

Address type:    选择“Input”对应输入区，“Output”对应输出区。          

Address:           设置通信数据区的起地址。               

Length:             设置通信区域的大小，较多32字节。          

Unit:                  选择是按字节（byte）还是按字（word）来通信。     

Consistency:    选择“Unit”是按在“Unit”中定义的数据格式发送，即按字节或字发送；

                         若选择“All”表示是打包发送，每包较多32字节。此时通信数据大于4个

                         字节时，应用SFC14，SFC15。

设置完成后点击“Apply”按钮确认。同样可根据实际通信数据建立若干行，但较大不能**过244字节。在本例中分别创建一个输入区和一个输出区，长度为4字节，设置完成后可在“Configuration”窗口中看到这两个通信接口区。如图6。

图5 通信接口区设置

图6 设置完成后的从站通信区

> 设置通信区完成后，点击编译存盘按钮，编译无误后即完成从站的组态。

图7 从站的编译存盘

3) 组态主站

> 完成从站组态后，就可以对主站进行组态，基本过程与从站相同。在完成基本 硬件组态后对DP接口参数进行设置，如图8。本例中地址设为2，并选择与从站相同的PROFIBUS网络（PROFIBUS1）。波特率以及行规与从站应设置相同。（1.5Mbit/s；DP）。

> 然后在DP属性设置对话框中，选择“Operating Mode”标签，选择“DP Master”操作模式。如图9所示。

图8 主站DP接口参数设置

图9 DP接口为主站

> 连接从站：在硬件组态（HW Config）窗口中，打开硬件目录，选择“ PROFIBUS DP ? Configured Stations”文件夹，将CPU31x拖拽到主站系统DP接口的PROFIBUS总线上，这时会同时弹出DP从站连接属性对话框，选择所要连接的从站后，点击“Connect”按钮确认。如图10。

注：如果有多个从站存在时，要一一连接。

图10 连接从站

> 通信接口区：连接完成后，点击“Configuration”标签，设置主站的通信接口区从站的输出区与主站的输入区相对应，从站的输入区同主站的输出区相对应，如图11所示。图12为设置完成I/O通信区。

图11 通信数据区设置

图12 通信数据区

确认上述设置后，在硬件组态（HW Config）中，选择编译存盘按钮，编译无误后即完成主从通信组态配置。

图 13 组态的编译存盘

简单编程：在程序调试阶段，建议将OB82，OB86，OB122下载到CPU中，这样可使在CPU有上述中断触发时， CPU仍可运行。相关OB的解释可以参照STEP7帮助。

1 WinCC 访问 S7-200 可使用哪些选项

1．1通过 OPC 进行通信

S7-200 PC Access

使用 S7-200 的 OPC server PC Access 可以建立 S7-200 和 WinCC 之间的 OPC 通信。

SIMATIC NET OPC Server

可以使用 SIMATIC NET 的 OPC server 建立S7-200 和 WinCC 之间的连接。

1．2使用 PROFIBUS DP 的通信

通过 PROFIBUS DP 的连接是比较快的通信方式。为了使用 PROFIBUS DP 进行通信，需要 S7-200 通信模块 EM277。本文档主要针对这种方法做详细介绍。

2 WinCC 如何通过 EM277 与 200PLC 进行 Profibus DP 通信

2.1网络配置

CP5611作为主站， EM277作为从站的一个标准的主从网络，如图1所示。

图1

2.2 所使用的硬件和软件

硬件：

1） S7-200 CPU224

2） EM277

3） CP5611

4） PROFIBUS电缆及接头

软件：

1） WinCC 7.0 SP1

2） SOFTNET-DP V7.1

2.3网络组态及参数设置

组态PC 站

1 插入 PC 站

在 STEP7 中创建一个新项目，在硬件组态中，根据 WINCC及Simatic Net 版本选择对应的 Application，插入槽中, ，如图2、图3所示。

图2

图3

2 配置网卡

西门子DP通讯总线接头

图4

插入一个CP5611， 并创建一个 PROFIBUS 网络，设置网络地址，及波特率, 如图4所示。配置CP5611 作为 DP-MASTER, 如图5所示。

图5

3 插入 EM277

EM277作为从站的一个标准的主从网络。

从网上下载EM277 的GSD文件，保存到本机路径下。

下载地址：  113652

在STEP7中，点击选项“Option”--- “Install New GSD”，找到 EM277 GSD 文件的目录，安装GSD文件到 STEP7 中，如图6所示。EM277安装后，可以在硬件目录“PROFIBUS DP”--“Additions Field Devices”--“SIMATIC”中找到EM277。

将 EM277挂到PROFIBUS 网络上。设置地址为4，为通信配置通信接口区，以 S7-200中 VW1200以后16字节输入，16字节输出作为S7-200侧的数据交换区，VB1200-1231作为S7-200 的输入区，VB1232-1263作为S7-200 的输出区，如图7所示。

3 总结

通过 PROFIBUS DP 的连接是比较快的通信方式， 性能遵循PROFIBUS DP 的性能限制,除了可以使用CP5611,常用的板卡有CP5613、CP5512、Cp5614，它们作为主站时可以连接从站的数目如图18所示，其中也列出了输入输出字节数限制。使用 S7-200 PC Access OPC server，可以同时从较多 8 台 S7-200 目标系统读取数据。 更多关于 S7-200 OPC server 的信息参见 S7-200 PC Access 在线帮助，条目 ID: 19301654 。使用 SIMATIC NET 的 OPC server 建立连接时，哪个版本的 SIMATIC WinCC 发布用于哪个版本的 SIMATIC NET，及哪个版本的 SIMATIC NET 由 SIMATIC WinCC 提供的信息参见条目 ID: 21927773。

图18

网卡及电缆    6ES7 972-0BB60-0XA0 

6ES7 972-0CB20-0XA0    USB接口编程适配器（USB接口编程电缆）

6ES7 972-0CB35-0XA0    TS适配器II 用于调制解调器远程服务

6ES7 972-0CC35-0XA0    TS适配器II 用于ISDN 远程服务

6GK1 561-1AA01    CP5611网卡(PCI总线软卡,支持MPI,PPI,PROFIBUS-DP)

6GK1 551-2AA00    CP5512网卡(PCMCIA总线软卡,支持MPI,PPI,PROFIBUS-DP,笔记本电脑用，32BIT)

6GK1 561-3AA01    CP5613网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站)

6GK1 561-3FA00    CP5613光纤网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站

6GK1 561-4AA01    CP5614网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站/从站)

6GK1 561-4FA00    CP5614光纤网卡(PCI总线硬卡,支持PROFIBUS-DP主站/从站)

6GK1562-1AA00    CP5621通讯卡             货期8周

6GK1571-1AA00    CP5711卡  USB接口  和9针插口

6FX800开头    是动力电缆跟信号电缆

6XV1 840-2AH10    4芯电缆 网线

6FC5210-0DF22-2AA0    PCU50

6XV1 830-0PBH30    TD / OP 与 S5-90U 至 -155U 的电缆 6XV1 440-2A

6XV1 830-0EH10    PROFIBUS通讯电缆

6XV1 830-3EH10    西门子拖缆

6XV1 830-0AH10    DP电缆

6XV1 820-5AH10    光纤电缆(米)

6XV1 820-5BH50    光纤电缆 含BFOC (5米)

6XV1 820-5BT10    光纤电缆 含BFOC (100米)

6GK1 901-0DA20-0AA0    BFOC接头（每包20只）

6ES7 901-0BF00-0AA0    5米MPI电缆  9针插头   PLC通讯电缆

6ES7 901-1BF00-0XA0    RS232电缆

链接模板    

6GK1 415-2AA01    DP-AS-i 网关 IP20

6GK1 415-0AA01    DP-EIB 网关

6ES7 158-0AD01-0XA0    DP/DP 耦合器 

6ES7 157-0AC83-0XA0    DP/PA 耦合器 ，非本安区

6ES7 157-0AD82-0XA0    DP/PA 耦合器 ，本安区

6XV1 830-5EH10    PROFIBUS FC 过程电缆( 易爆区 )

6XV1 830-5FH10    PROFIBUS FC 过程电缆( 非易爆区 )

6ES7 195-7HF80-0XA0    DP/PA耦合器有源总线单元

6GK1 905-0AA00    SpliTConnect分接头（10件）

6GK1 905-0AD00    SpliTConnect终端(Ex)（5件）

6GK1 905-0AB10    SpliTConnect M12输出端（5件）

6GK1 905-0AC00    SpliTConnect 耦合器（10件）

总线连接器    

6GK1 905-6AA00    "快速剥线工具6ES7972-0CB20-0XA0

"

6ES7 972-0BA50-0XA0    快速连线网络接头（不带编程口）升级：6ES7972-0BA52-0XA0

6ES7 972-0BB50-0XA0    快速连线网络接头（带编程口）升级：6ES7972-0BB52-0XA0

6ES7 972-0BA12-0XA0    90度网络接头（不带编程口）

6ES7 972-0BB12-0XA0    90度网络接头（带编程口）

6ES7 972-0BA41-0XA0    35度网络接头（不带编程口）升级为：6ES7 972-0BA42-0XA0

6ES7 972-0BB41-0XA0    35度网络接头（带编程口）升级为：6ES7 972-0BB42-0XA0

6GK1 500-0EA02    无角度网络接头（不带编程口）

6GK1 500-0FC00    无角度快速连线网络接头（不带编程口）

网络部件    

6ES7 972-0AA01-0XA0    12M PROFIBUS 中继器 IP20

6ES7 972-0AB01-0XA0    12M PROFIBUS 诊断中继器

6ES7 972-0DA00-0AA0    有源终端元件

6ES7 972-4AA02-0XA0    电源导轨辅助装置

6GK1 500-3AA00    光纤总线端子OBT

6GK1 503-0AA00    红外线链接模块 ILM

6GK1 503-3CA00    PROFIBUS OLM/P12 （1个RS485接口，两个BFOC）

6GK1 503-2CB00    PROFIBUS OLM/G11 （1个RS485接口，两个BFOC）

6GK1 503-3CB00    PROFIBUS OLM/G12 （1个RS485接口，四个BFOC）

6GK1 503-3CC00    PROFIBUS OLM/G12-1300 （1个RS486接口，四个BFOC）

6ES7 181-0AA01-0AA0    BT200 硬件测试装置

6ES7 193-8MA00-0AA0    BT200 记录软件套装 Win95/98/NT

6ES7 193-8LA00-0AA0    充电器  BT200 230V

6ES7 193-8LB00-0AA0    充电器  BT200 110V

软件    

6GK1 704-5CW64-3AA0    SOFTNET S7 /2005

6GK1 704-5DW64-3AA0    SOFTNET DP /2005

6GK1 704-5SW64-3AA0    SOFTNET DP Slave /2005

6GK1 713-5DB64-3AA0    DP-5613  /2005 网卡驱动程序

6GK1 713-5FB64-3AA0    FMS-5613 /2005 网卡驱动程序

6GK1 713-5CB64-3AA0    S7-5613  /2005 网卡驱动程序

工业以太网    

网卡及电缆：    

6GK1 161-3AA01    CP1613网卡(以太网10M/100M自适应,PCI总线硬卡）

6GK1 161-2AA00    CP1612网卡(以太网10M/100M自适应,PCI总线）

6GK1 161-6AA00    CP1616网卡（32位，33/66M，4个接口，PCI总线）

6GK1 151-2AA00    CP1512网卡(10M/100M以太网,PCMCIA笔记本用)

6GK1 151-5AA00    CP1515网卡(11M无线以太网,PCMCIA笔记本用)

6GK1 611-0TA01-1DV0    MOBIC T8 V1.2

6XV1 850-0AH10    ITP标准工业以太网通讯电缆 (米)

6XV1 850-0BT10    ITP标准工业以太网电缆 (100米) 9/15

6XV1 850-0BN15    ITP标准工业以太网电缆 (15米) 9/15

6XV1 870-3QN10    TP转接软线RJ45/RJ45，10米

6XV1 850-0BH20    ITP标准工业以太网电缆 (2米) 9/15

6XV1 840-2AH10    FC标准工业以太网通讯电缆 (米)

6XV1 850-2LN10    TP转接软线15/RJ45，10米

6XV1 850-2GN10    TP转接软线RJ45/RJ45，10米

6XV1 850-2JN10    TP转接软线9/RJ45，10米

6XV1 850-2HN10    TP XP 转接软线RJ45/RJ45，10米

6GK1 901-1FC00-0AA0    FC引出插座RJ45

网络部件    

OSM/ESM    

6GK1 105-2AA10    工业以太网OSM  ITP62 (六个ITP口) 

6GK1 105-2AB10    工业以太网OSM  TP62 (六个RJ45口)

6GK1 105-2AE00    工业以太网OSM  TP22 (二个RJ45口)

6GK1 105-4AA00    工业以太网OSM  BC08 (八个BFOC口)

6GK1 105-3AA10    工业以太网ESM  (八个ITP口)

6GK1 105-3AB10    工业以太网ESM  (八个RJ45口)

6GK1 105-3AC00    工业以太网ESM  (四个RJ45口)

OMC/ELS    

6GK1 100-2AB00    工业以太网OMC TP11 (多模光纤)

6GK1 100-2AC00    工业以太网OMC TP11-LD (单模光纤)

6GK1 102-6AA00    工业以太网ELS  TP40   (二个RJ45口)

6GK1 102-6AB00    工业以太网ELS  TP40M  (二个RJ45口)

6GK1 102-7AA00    工业以太网ELS  TP80  (八个RJ45口)

SCALANCE X005入门级交换机    

6GK5 005-0BA00-1AA3    X005(五个RJ45口)

6GK5 005-0BA00-1CA3    X005(五个RJ45口),工作温度-40至70摄氏度

SCALANCE X100非网管型交换机    

6GK5 104-2BB00-2AA3    X104-2(四个RJ45口，两个BFOC)

6GK5 106-1BB00-2AA3    X106-1(六个RJ45口，一个BFOC)

6GK5 108-0BA00-2AA3    X108(八个RJ45口)(星型连接）

6GK5 112-2BB00-2AA3    X112-2(12个RJ45口，2个BFOC)

6GK5 116-0BA00-2AA3    X116(16个RJ45口)(星型连接）

6GK5 124-0BA00-2AA3    X124(24个RJ45口)(星型连接）

SCALANCE X200网管型交换机       

6GK5 204-2BB00-2AA3    X204-2(四个RJ45口，两个BFOC，PROFINET)

6GK5 206-1BB10-2AA3    X206-1(六个RJ45口，一个BFOC，PROFINET)

6GK5 208-0BA10-2AA3    X208(八个RJ45口,PROFINET）

6GK5 208-0HA00-2AA6    X208PRO （八个RJ45口，防护等级：IP65）

6GK5 216-0BA00-2AA3    X216(16个RJ45口,PROFINET）

6GK5 224-0BA00-2AA3    X224(24个RJ45口,PROFINET）

6GK5 204-0BA00-2BA3    X204IRT （四个RJ45口）

6GK5 202-2BB00-2BA3    X202-2IRT （二个RJ45口，两个BFOC）

SCALANCE X300增强型可网管交换机    

6GK5 308-2FL00-2AA3    X308-2 （1个10/100/1000M RJ45口，7个10/100M RJ45口,两个1000M SC 接口）

6GK5 310-0FA00-2AA3    X308-2 （3个10/100/1000M RJ45口，7个10/100M RJ45口）

SCALANCE X400千兆模块化交换机    

6GK5 414-3FC00-2AA2    X414-3E 交换机底板,2个1000M RJ45口,12个100M RJ45口,可搭配介质模块和扩展模块

6GK5 408-2FD00-2AA2    X408-2 交换机底板,4个1000M RJ45口,4个100M RJ45口,可搭配介质模块

6GK5 491-2AB00-8AA2    介质模块,两个百兆多模光纤端口-BFOC接口

6GK5 491-2AC00-8AA2    介质模块,两个百兆单模光纤端口-BFOC接口

6GK5 492-2AL00-8AA2    介质模块,两个千兆多模光纤端口-SC接口

6GK5 492-2AM00-8AA2    介质模块,两个千兆单模光纤端口-SC接口

6GK5 495-8BA00-8AA2    扩展模块,八个百兆RJ45接口

6GK5 496-4MA00-8AA2    带有4个可插入介质模块槽位的扩展模块

软件    

6GK1 716-1CB64-3AA0    S7-CP1613/Windows NT 4.0，2000网卡驱动程序

6GK1 716-1TB64-3AA0    TF-CP1613/Windows NT 4.0，2000网卡驱动程序

6GK1 716-1PB62-3AA0    PG-CP1613/Windows NT 4.0，2000网卡驱动程序

6GK1 716-0HB64-3AA0    S7-REDCONNECT/Windows NT 4.0，2000网卡冗余软件

6GK1 704-1CW64-3AA0    S7-SOFTNET/Windows 2006 网卡驱动程序

6GK1 704-1PW64-3AA0    PG-SOFTNET/Windows 2006 网卡驱动程序

6GK1 970-1BA10-0AA1    西门子工业以态网手册

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高级控制器SIMATIC S7-1500和分布式控制器SIMATIC ET200SP关于数据类型，程序代码，符号以及存在装载存储区的注释，与SIMATIC S7-300/S7-400，ET200S和WinAC RTX不同。

描述

高级控制器S7-1500 和 分布式控制器ET200SP(开放式控制器) 的装载存储区存储以下 S7 程序数据：

程序块 (FC，FB 和 OB) 

数据块 (DB)

技术参数

数据类型

PLC 标签

程序代码、符号和注释等相关信息

这意味着 S7-1500 CPU  的程序通常比 S7-300/S7-400 CPU、 ET 200S CPU  、 WinAC RTX 大10倍左右。

S7-1500 CPU 的装载存储区在 SIMATIC 存储卡上。根据以下操作步骤可以确定用户程序所需要的存储区的大小以便确定所需存储卡的大小。

在项目中选中需要确定存储区大小的 CPU。在菜单中点击“工具” 选择“资源”,然后选择“装载存储器” 。如图01和图02。