Tag Archives: PROFIBUS

Глоссарий Siemens PLC (продолжение)

Программа пользователя — В SIMATIC проводится различие между  операционной системой CPU и программами пользователя. Последние создаются с помощью программного пакета STEP 7 на возможных языках программирования (контактный план, функциональный план и список команд) и сохраняются в кодовых блоках. Данные сохраняются в блоках данных.

Программируемые контроллеры (ПЛК) . это электронные устройства управления, функции которых хранятся в виде программы в устройстве управления. Поэтому монтаж и подключение устройства не зависят от выполняемой им функции. Программируемый контроллер имеет структуру вычислительной машины; он состоит из  CPU (центрального процессора) с памятью, модулей ввода/вывода и внутренней системы шин. Периферия и язык программирования ориентируются на потребности техники управления.

Рабочая память — это RAM.память в CPU, к которой процессор обращается во время обработки программы пользователя.

Рабочий режим — Режимами работы ПЛК SIMATIC S7 являются: STOP, START-UP, RUN.

Реакция на  ошибку исполнения. Операционная система может реагировать следующим образом: перевод системы автоматизации в состояние STOP, вызов организационного блока, в котором пользователь может запрограммировать реакцию или отображение ошибки.

Связь с помощью глобальных данных . это способ передачи глобальных данных между CPU (без CFB).

Сжатие — С помощью онлайновой функции PG .Сжатие (Compress). все действительные блоки в ОЗУ CPU сдвигаются к началу памяти пользователя, образуя связную, без пробелов область. Благодаря этому ликвидируются все пробелы, возникающие при стирании или корректировке блоков.

Сигнальные модули (SM) образуют интерфейс между процессом и ПЛК. Имеются цифровые модули ввода и вывода, а также аналоговые модули ввода и вывода.

Система автоматизации — это устройство управления с программой, хранящейся в памяти, в SIMATIC S7, программируемый логический контроллер.

Системная диагностика . это распознавание, анализ и формирование сообщений об ошибках, возникающих внутри системы автоматизации. Примерами таких ошибок являются: программные ошибки или неисправности в модулях. Системные ошибки могут отображаться с помощью светодиодных индикаторов или в STEP 7.

Системная память встроена в центральный процессор и выполнена в виде RAM. В системной памяти хранятся области операндов (напр., таймеры, счетчики, биты памяти), а также области данных, внутренне нужных операционной системе (напр., буфер для связи).

Системная функция (SFC) . это функция, встроенная в операционную систему CPU, которая при необходимости может быть вызвана в программе пользователя STEP 7.

Системный функциональный блок (SFB) . это  функциональный блок, встроенный в операционную систему CPU, который при необходимости может быть вызван в программе пользователя STEP 7.

Скорость передачи — Скорость при передаче данных (бит/с)

Согласованные данные — Данные, которые содержательно связаны и не могут быть разделены, называются согласованными данными. Например, значения, получаемые от аналоговых модулей, всегда должны обрабатываться согласованно, т.е. значение с аналогового модуля не должно быть искажено из-за считывания в два различных момента времени.

Сохраняемость — Сохраняемой является область памяти, содержимое которой сохраняется также и после исчезновения напряжения сети и после перехода из STOP в RUN. Несохраняемая область битов памяти (меркеров), таймеров и счетчиков после исчезновения напряжения сети и после перехода из STOP в RUN сбрасывается.

Сохраняемыми могут быть:

• Биты памяти (меркеры)

• Таймеры S7

• Счетчики S7

• Области данных

Список состояний системы содержит данные, описывающие текущее состояние системы. С его помощью можно в любое время создать обзор:

• конфигурации S7.300

• текущей параметризации CPU и параметрируемых сигнальных модулей

• текущих состояний и процессов в CPU и параметрируемых сигнальных

модулях.

Счетчики . это составные части  системной памяти CPU. Содержимое счетчиков может быть изменено с помощью команд STEP 7 (например, прямой или обратный счет).

Таймеры . это составные части системной памяти CPU. Содержимое .таймерных ячеек. обновляется операционной системой автоматически асинхронно по отношению к программе пользователя. С помощью команд STEP 7 определяется точная функция таймерной ячейки (напр., задержка включения) и инициируется ее обработка (например, запуск таймера).

Тактовые биты памяти (меркеры) — Биты памяти, которые могут быть использованы в программе пользователя для получения тактовой частоты (1 байт памяти).

Терминатор — это сопротивление, замыкающее кабель передачи данных во избежание отражения.

Устройства программирования — это, в сущности, персональные компьютеры, пригодные к промышленному использованию, компактные и транспортабельные. Они характеризуются наличием специального аппаратного и программного обеспечения для работы с программируемыми контроллерами SIMATIC.

Функциональное заземление — Заземление, единственной целью которого является обеспечение надлежащего функционирования электрического оборудования. Благодаря функциональному заземлению накоротко замыкаются напряжения помех, которые в противном случае приводят к недопустимым воздействиям на оборудование.

Функциональный блок (FB) . это, в соответствии с IEC 1131.3, кодовый блок со статическими данными. FB предоставляет возможность передачи параметров в программе пользователя. Благодаря этому функциональные блоки пригодны для программирования часто повторяющихся сложных операций, например, регулирования, задания режима работы.

Функция (FC) . это, в соответствии с IEC 1131.3, кодовый блок без статических данных. Функция предоставляет возможность передачи параметров в программе пользователя. Благодаря этому функции пригодны для программирования часто повторяющихся сложных операций, например, расчетов.

Циклическое прерывание генерируется CPU периодически через параметрируемые промежутки времени. Затем вызывается соответствующий организационный блок.

Шина . это средство передачи, соединяющее между собой нескольких абонентов. Передача данных может происходить последовательно или параллельно через электрические или световодные кабели.

Шинный сегмент — это замкнутый участок последовательной системы шин. Шинные сегменты соединяются друг с другом повторителями.

Экземплярный блок данных — Каждому  вызову функционального блока в прикладной программе STEP 7 ставится в соответствие блок данных, который генерируется автоматически. В экземплярном блоке данных сохраняются значения входных, выходных и проходных параметров, а также данные, локализованные в блоке.

Central Processing Unit = центральный модуль системы автоматизации S7 с управляющим и арифметическим устройством, памятью, операционной системой и интерфейсом для устройства программирования.

DPV1 — Аббревиатура DPV1 означает расширение функций ациклических услуг (включая, например, новые прерывания), предоставляемых протоколом DP. Функциональные возможности DPV1 включены в IEC 61158/EN 50170, том 2, PROFIBUS.

Flash EPROM — FEPROM соответствуют по своим свойствам сохранять данные при отключении питания электрически стираемым EEPROM (ЭСППЗУ), однако стираются существенно быстрее (FEPROM = Flash Erasable Programmable Read Only Memory). Они используются на  платах памяти.

FORCE — Функция «Force [Принудительно задать значение]» используется для присваивания фиксированных значений определенным переменным из программы пользователя или CPU (включая входы и выходы). В этом контексте обратите, пожалуйста, внимание на ограничения, приведенные в разделе Обзор тестовых функций в главе Тестирование, диагностика и устранение неисправностей данного руководства.

GD.контур охватывает некоторое количество CPU, которые обмениваются данными через связь с помощью глобальных данных и используются следующим образом:

• Один CPU посылает GD.пакет другим CPU.

• Один CPU посылает и принимает GD.пакет от другого CPU.

GD.контур идентифицируется номером GD.контура.

GD.пакет может состоять из одного или нескольких GD.элементов, которые передаются вместе в одном кадре.

GD.элемент возникает благодаря назначению подлежащих обмену глобальных данных и однозначно обозначается в таблице глобальных данных идентификатором GD.

GSD.файл — В файле основных данных устройства (GSD.файле) хранятся все свойства, относящиеся 81 _1082 к slave-устройству. Формат GSD.файла хранится в стандарте EN 50170, том 2, PROFIBUS.

Master, если он обладает  маркером, может посылать данные другим абонентам и требовать данных от других абонентов (= активный абонент).

Master-устройство DP — Основная (ведущая) станция (—> Master), которая ведет себя в соответствии со стандартом EN 50170, часть 3, называется Master-устройством DP.

MPI — Многоточечный интерфейс (MPI) . это интерфейс устройства программирования SIMATIC S7. Он дает возможность одновременной работы нескольких абонентов (устройств программирования, текстовых дисплеев, панелей оператора) с одним или несколькими центральными модулями. Каждый абонент идентифицируется однозначным адресом (адресом MPI).

PROFIBUS.DP — Цифровые, аналоговые и интеллектуальные модули, а также широкий спектр полевых устройств по EN 50170, часть 3, напр., приводы или клапаны расположены у управляемого процесса на удалении до23 км о системы автоматизации. При этом модули и полевые устройства связаны с системой автоматизации через полевую шину PROFIBUS.DP, и обращение к ним происходит, как и к централизованной периферии.

RAM (Random Access Memory) . это полупроводниковая память со свободным доступом (на запись и чтение).

Slave (подчиненная, ведомая станция) может обмениваться данными с  Master-устройством только по запросу последнего.

Slave-устройство DP — Подчиненная (ведомая) станция (—> Slave), которая приводится в действие на шине PROFIBUS с помощью протокола PROFIBUS.DP и ведет себя в соответствии со стандартом EN 50170, часть 3, называется Slave-устройством DP.

START-UP — Рабочий режим START-UP (ЗАПУСК) выполняется при переходе из рабочего режима STOP в рабочий режим RUN. Он может быть инициирован переключателем режимов работы, или после включения напряжения сети, или командой с устройства программирования. В S7-300 при этом выполняется  новый пуск.

STEP 7 — Язык программирования для разработки программ пользователя для контроллеров SIMATIC S7.

Подсети с SIMATIC

SIMATIC предлагает следующие подсети в соответствии с различными уровнями автоматизации (уровень управления предприятием, цеховой уровень, полевой уровень, уровень датчиков и исполнительных устройств):

  • многоточечный интерфейс (MPI)
  • PROFIBUS
  • двухточечное соединение (PtP)
  • Industrial Ethernet
  • интерфейс с датчиками и исполнительными устройствами (ASI)

Многоточечный интерфейс (MPI)

MPI . это подсеть малой протяженности и с малым количеством абонентов для полевого и цехового уровня. MPI . это интерфейс, способный объединять несколько точек в SIMATIC S7/M7 и C7. Он разрабатывался как интерфейс для устройства программирования (PG) и задумывался для соединения нескольких CPU между собой или с PG для обмена небольшими объемами данных.

MPI всегда сохраняет последнюю параметризацию относительно скорости передачи, номера абонента и наивысшего адреса MPI, в том числе после полного стирания памяти, исчезновения напряжения и стирания параметризации CPU.

PROFIBUS

Наличие: CPU с буквами «DP» после номера имеют интерфейс DP в качестве своего второго интерфейса (напр., 315-2 DP)

PROFIBUS . это сеть для полевого и цехового уровня в открытой, независимой от изготовителя системе связи SIMATIC.

PROFIBUS предлагается в двух вариантах:

1. в качестве полевой шины PROFIBUS-DP для быстрого циклического обмена данными и PROFIBUS-PA для организации связи в областях, требующих обеспечения взрывобезопасности

2. в качестве PROFIBUS (FDL или PROFIBUS-FMS) для быстрой передачи данных между равноправными партнерами по связи на цеховом уровне.

PROFIBUS-DP и PROFIBUS-FMS можно реализовать также с помощью коммуникационных процессоров (CP).

Двухточечное соединение (PtP)

Наличие: CPU с буквами «PtP» после номера имеют двухточечный интерфейс (PtP) в качестве своего второго интерфейса (напр., 314-2 PtP)

Двухточечное соединение не является сетью в обычном смысле, так как друг с другом соединены только две станции. Для этого соединения вам нужны коммуникационные процессоры (CP) для связи между двумя точками.

Industrial Ethernet

Реализация с помощью коммуникационных процессоров (CP). Industrial Ethernet . это сеть для уровня управления предприятием и цехового уровня в открытой, независимой от изготовителя системе связи SIMATIC.

Industrial Ethernet пригоден для быстрой передачи больших объемов данных.

Через межсетевые шлюзы он предоставляет возможность соединения абонентов разных сетей.

Подключение к Industrial Ethernet в случае CPU S7-300 можно реализовать только через коммуникационные процессоры.

Интерфейс с исполнительными устройствами и датчиками (ASI)

Реализация с помощью коммуникационных процессоров (CP). AS-интерфейс (ASI, интерфейс с исполнительными устройствами и датчиками) . это сетевая подсистема для самого нижнего уровня в системах автоматизации. Он служит для объединения в сеть цифровых датчиков и исполнительных устройств. Передаваемый объем данных составляет не более 4 бит на ведомую станцию.

Подключение к интерфейсу с исполнительными устройствами и датчиками в случае CPU S7-300 можно реализовать только через коммуникационные процессоры.

Одинаковая структура MPI и PROFIBUS-DP

Для построения сети MPI рекомендуется использовать те же сетевые компоненты, что и для построения сети PROFIBUS-DP. При построении действуют те же самые правила.

Мой блог находят по следующим фразам

Пользовательская программа для DP-Master.a (S7-400 c CPU416-2DP)

Для создания программы DP-Master.а для программы-примера откройте в проекте контейнер объектов .Blocks., содержащийся в контейнере объектов SIMATIC 400(1). Откройте ОВ1 и вызовите, как показано ниже, SFC14 и SFC15.

Чтобы при работе программы-примера в DP-Master.е избежать останова CPU из-за отсутствия ОВ диагностики и ошибок, создайте в CPU ОВ82 и ОВ86. Как области данных для входных/выходных данных I-Slave в примере должны применяться блоки данных DB10 и DB20. Эти DB должны иметь соответствующую длину.

• Создайте DB10 и DB20.

• Внутри каждого блока создайте по переменной с типом ARRAY[1..10] OF BYTE.

• Загрузите ОВ82, ОВ86, DB10, DB20 в CPU.

• После загрузки переведите CPU в состояние RUN-P. Светодиоды .SF DP. и .BUSF. не должны светиться или мигать. Обмен начался.

STL-программа DP-Master.а в STEP 7 c программой в OB1 для обмена данными через SFC14 и SFC15

DPCALL

SFC 14

LADDR :=W#16#3E8 // Адрес входного модуля (1000 dec)

RET_VAL:=MW200 // Возвращаемое значениен в MW200

RECORD :=P#DB10.DBX 0.0 BYTE 10 // Указатель на область данных для

//входных данных

CALL SFC 15

LADDR :=W#16#3E8 // Адрес выходного модуля (1000 dec)

RECORD := P#DB20.DBX 0.0 BYTE 10 // Указатель на область данных для выходных данных

RET_VAL:=MW202 // Возвращаемое значениен в MW202

Проверка обмена данными между DP-Master.ом и DP-Slave.ом

Чтобы протестировать обмен входными/выходными данными, выберите в SIMATIC Manager при имеющейся MPI-связи между PG/PC и CPU416-2DP online-вид для проекта. Откройте таблицу Monitor/Modify Variables. В ней в качестве операндов задайте DB10.DBB0 и DB20.DBB0 (DB10.DBB0 . 1-й байт выходных данных I-Slave; DB20.DBB0 DBB0 . 1-й байт входных данных ISlave).

Пользовательская программа для I-Slave (S7-300 c CPU315-2DP)

Следующий пример показывает применение SFC14 и SFC15. Он ограничивается участием станции S7-DP-Master (S7-400) вместе со станцией S7-300, как I-Slave. Поэтому Вы теперь должны соединить DP-интерфейсы S7-300 и S7-400 кабелем PROFIBUS. В примере следует исходить из того, что обе системы управления стерты и находятся в состоянии RUN (ключ в положении RUN-P).

Оба участника в примере имеют входные/выходные данные с длиной 10 байт с консистентностью .Total length. Это означает, что для обмена входными/выходными данными между DP-Slave.ом (I-Slave.ом) и DP-Master.ом должны применяться SFC14 и SFC15. Точно так же, как у S7-DP-Master.а, у I-Slave.a в нашем примере обмен консистентными входными/выходными данными, длиной в 3 байта или, как в нашем примере, более, чем 4 байта, должен происходить с помощью SFC14 и SFC15. Обратите внимание при этом, как показано на рисунке 1, что выходные данные, передаваемые в DP-Master.е через SFC15, в I-Slave.е читаются как входные данные через SFC14. С входными данными DP-Master.а все происходит соответственно наоборот.

Рис. 1 Обмен входными/выходными данными с I-Slave в проекте-примере через SFC14 и SFC15

Так как CPU SIMATIC S7-300 не распознает ошибок адресации, можно помещать входные/выходные данные, принимаемые и, соответственно, посылаемые с помощью SFC в программе-примере в области отображения процесса, не занятые в конфигурации CPU315-2DP модулями, например, IB100 . 109 и QB100 . 109. На основании этого к этим данным можно в пользовательской программе получить доступ с помощью простых команд для байта, слова, двойного слова.

Для создания необходимой пользовательской программы Вы должны действовать, как указано ниже:

• Выберите, как показано на рисунке 2, в SIMATIC-Manager с открытым проектом S7-PROFIBUS-DP, контейнер SIMATIC 300(1), потом контейнер Blocks. В контейнере объектов уже существует организационный блок ОВ1 и созданные в HW-Config системные данные SDB (системные блоки данных).

Рис. 2 SIMATIC Manager с открытым окном контейнера объектов Blocks

Двойным щелчком на ОВ1 откройте этот блок в LAD/FBD/STL-редакторе в представлении STL.

• Введите в программном редакторе команду .CALL SFC14. и нажмите кнопку .Enter.. SFC14 DPRD_DAT появится со своими входными/выходными параметрами. Снабдите формальные входные/выходные параметры фактическими, как показано на рисунке 3.

Вызовите также SFC15 и снабдите входные/выходные параметры соответственно. Блоки SFC14 и SFC15 можно скопировать в проект из библиотеки стандартных функций (.SIEMENSSTEP7S7libsSTDLIB30).

Рис. 3 Программный редактор STL с OB1 программы- примера для CPU315-2DP

Чтобы в примере было просто контролировать обмен данными в Master.е, передайте, как показано на рисунке 6.6, с помощью команд загрузки и передачи первый принимаемый байт (IB100) в первый посылаемый байт (QB100). Таким образом посланный из DP-Master.а первый байт попадает в область входных данных I-Slave, а оттуда . в область выходных данных ISlave, которая передается обратно в DP-Master.

• Запомните ОВ1. Теперь в папке блоков помимо блока ОВ1 и папки System Data, содержатся блоки SFC14 и SFC15.

Чтобы избежать перехода CPU в STOP во время работы нашего примера из-за отсутствия ОВ в I-Slave.е, которые операционная система вызывает при смене рабочего состояния DP-Master.а или при выходе его из строя, нужно создать соответствующие ОВ ошибок.

• Смена рабочего состояния CPU DP-Master.а с RUN на STOP вызывает ОВ82 (диагностические сигналы) в I-Slave. Поэтому создайте в CPU I-Slave.а ОВ82.

• Далее, при выходе из строя DP-Master.а в I-Slave.е вызывается ОВ86 (выход из строя носителя модулей). Чтобы избежать останова CPU по этой причине, создайте ОВ86.

• Передайте все блоки в CPU.

• После окончания процесса передачи CPU315-2DP должен опять переключен в состояние RUN. Светодиоды CPU315-2DP для DP-интерфейса показывают следующее состояние:

— cветодиод .SF DP. . горит;

— cветодиод .BUSF. . мигает.

Общие положения и принципы работы Profibus

Децентрализованная периферия, подключенные через DP-интерфейс к системе SIMATIC S7, обрабатывется так же, как и периферия, находящаяся в центральной корзине или корзинах расширения. В зависимости от предоставленных при проектировании в HW-Config адресов обмен входными и выходными данными происходит или прямо через изображение процесса, или через соответствующие команды доступа к периферии. Однако в системе SIMATIC S7 cуществуют специальные системные функции для работы с DP-периферией.

• Для обмена данными со сложными DP-Slave.ами, которые имеют консистентные  входные/выходные данные, в системе SIMATIC S7 предусмотрены SFC14 DRRD_DAT и SFC15 DPWR_DAT.

• Для запуска сигналов от процесса на DP-Master.е из системы S7-300, используемой как I-Slave, предусмотрена функция SFC7 DP_PRAL.

• Параметры модулей S7-DP-Slave.а можно читать и записывать из пользовательской программы с помощью вызовов специально для этого предусмотренных функций.

• С помощью SFC11 DPSYC_FR можно синхронизировать запись выходов и фиксировать входы DP-Slave.ов.

Обмен данными с помощью команд доступа к периферии

Как представлено на рисунке 1, S7-CPU может получать доступ к периферии с помощью команд доступа через изображение процесса или команд прямого доступа к периферии в форме байта, слова или двойного слова.

Однако как только с помощью DP-Save.а обрабатывается информация длиной 3 байта или более, чем 4 байта и установлена консистентность .Total length., нельзя обмениваться входными/выходными данными через изображение процесса или через соответствующие команды прямого доступа.

Рис. 1 Обмен входными / выходными данными с помощью STEP7 через команды доступа к периферии

Рис. 2 Входные/выходные данные DP-Slave. Актуализация и доступ

Как показано на рисунке 6.2, актуализация DP-входных/выходных данных определяется исключительно циклическим обменом данными (шинным циклом) DP-Master.a c DP-Slave.ами. При известных обстоятельствах это может означать, что между двумя доступами к периферии в пользовательской программе область периферии DP-Slave.а может быть актуализирована (изменена), то есть, например, данные, прочитанные в первом и во втором циклах, относятся к разным  моментам  времени. По этой причине гарантируется консистентность данных только для тех периферийных структур и областей, к которым пользовательская программа обращается без перерывов с помощью команд для байтов, слов или двойных слов.

Обмен консистентными данными с помощью SFC14 DPRD_DAT и SFC15 DPWR_DAT

DP-Slave.ы, которые реализуют сложные функции, не обходятся обычными простыми структурами данных. Для структур данных, применяемых в этих DP-Slave.ах и определяемых, например, областями параметров регулятора или привода, необходимы большие области входных/выходных данных. Подобные области входных/выходных данных, которые содержат единую информацию и не могут разделяться на байты, слова или двойные слова, должны обрабатываться как консистентные данные. У некоторых входных/выходных модулей можно с помощью конфигурационной телеграммы установить консистентные области входных/выходных данных с длиной максимум 64 байта или, соответственно, слова (128 байт). Обмен данными с консистентными областями данных DPSlave а осуществляется с помощью SFC14 DRRD_DAT и SFC15 DPWR_DAT.

Рисунок 3 показывает принцип работы SFC14 DRRD_DAT и SFC15 DPWR_DAT.

Рис. 3 Обмен входными/выходными данными через SFC14 и SFC15

Параметр SFC LADDR служит здесь как указатель на область входных данных для чтения или область выходных данных записи. В этом параметре вызова SFC задается начальный адрес области входных или выходных данных в 16-ичном формате, спроектированный в HW-Config. Параметр SFC RECORD задает область-источник или область-цель для данных в CPU.

Конфигурирование модулей Profibus в CoDeSys (часть 2)

DP параметры ведомого

Данный диалог отображает параметры, определенные в файле описания устройства ведомого (Диалог может иметь другой заголовок, определенный в конфигурационном файле):

DP параметры ведомого

Info Manufacturer (изготовитель), GSD Revision, ID (идентификационный номер), HWRelease и SWRelease (версии аппаратуры и ПО), GSD-имя файла, тип ведомого

Standard parameter

Identnumber: Уникальный идентификатор, присвоенный PNO даному типу устройств.

Обеспечивает однозначное соответствие DP ведомого и GSD файла.

TSDR (Tbit*): Time Station DelayResponder: Время рекции, минимальное время, после

которого ведомый может отвечать ведущему. (min. 11 TBit)

* TBit: Время передачи бита PROFIBUS; Определяется скоростью передачи; например

1 TBit на 12MBaud=1/12.000.000 бит/сек = 83нс

Lock/Unlock: ведомый болокируется или разблокируется ведущим:

0: min.TSDR и специфические параметры ведомого могут перезаписываться

1: Ведомый разблокирован для других ведущих,

2: Ведомый блокирован для других ведущих,все параметры приняты;

3: Ведомый разблокирован для других ведущих

Identification Station address (см ‘Параметры вудущего DP’), Station name — имя станции, доступно для редактирования.

Activation Активация: Ведомый разрешен или запрещен в данной конфигурации. Если активация снята, то конфигурационные данные передаются коммутатору, но обмен в сети не производится.

Watchdog ЕслиWatchdog Control активен, то доступна и настройка его работы (мониторинг обращения, дискрета 10 ms). Если ведомый не опрашивается ведущим заданное время, он будет сброшен в начальное состояние.

Для просмотра GSD файла используйте кнопкуGSD File.

Входы/выходы ведомого DP

Диалог конфигурирования входов/выходов ведомого

Сособ конфигурирования ведомого DP определяется наличием у него модульной либо фиксированной структуры.

Выберите в левом окне диалога необходимый модуль ввода-вывода и нажмите кнопку Select, он будет помещен в правое окно. Ощибочно добавленные модули удаляются кнопкой Delete. Добавленные модули немедленно отображаются в дереве конфигурации. Если затем выбрать такой модуль, то для него показывается соответствующий диалог Profibus Modul, описывающий входы, выходы и диагностические адреса. Если вы выберете отдельный канал модуля, то для него будет доступен диалог Profibus Channel, описывающий адрес канала. Оба диалога могут иметь специальные заголовки, описанные в конфигурационном файле.

Максимальные размеры данных (Max. length of input data, Max. length of output data, Max. length of in-/output data) и максимальное число модулей (Max. number of modules) определяются в GSD-файле.

Данная информация отображается для обоих списков модулей. Левый блок отображает максимальные значения для устройства, правый блок отображает суммарные по всей текущей конфигурации показатели. При достижении максимумов будет дано сообщение об ошибке.

Список в левом окне содержит все доступные модули (описанные в GSD файлах), а правое окно дает текущий список установленных для данного устройства модулей ввода-вывода.

Для модульных устройств аналогичным образом можно добавлять модули ввода-вывода к ведомому и удалять их кнопкой Delete.

Кнопка Properties открывает диалог свойств модуля ввода-вывода ‘Module properties’, выбранного в правом или левом окне списков. Он включает имя Name, Config (описание модуля по стандарту PROFIBUS) размер входов и выходов в байтах. Если описание модуля в GSD файле имеет специфические параметры, то они отображаются со своими значениями и диапазонами значений. Если опция Symbolic names активна, то используются символьные имена.

Диалог свойств модуля ввода/вывода ведомого DP

Пользовательские параметры ведомого DP

Диалог пользовательских параметров ведомого DP

 

Здесь приведены некоторые дополнительные параметы ведомого, определенные в GSD-файле. Колонка Parameters содержит наименование параметра. Значение параметра задается в столбце Value. Для его редактирования щелкните дважды по значению мышкой или используйте правую клавишу мыши. Допустимые значения могут быть ограничены Value range.

В GSD-файле применяются символьные имена значений параметров. Если включена опция Symbolic names, то значения отображаются в виде символьных имен. Для информации над таблицей указан размер пользовательских параметров Length of user parameters.

 

Создание группы ведомых

Диалог свойств группы ведомых

 

Диалог используется для назначения ведомых в одну или несколько из восьми возможных групп. С другой стороны, общие свойства группы (Sync. и-или Freeze) определяются в конфигурации свойств ведущего (см. ‘Параметры ведущего DP’). Этот же диалог доступен через кнопку Global Group Properties.

Группа (группы), в которую включен ведомый, обозначается значком «плюс». Для добавдения / удаления ведомого выберите имя группы в колонке Group Membership и дайте команду ‘Add slave to group’ (добавить) / ‘Remove slave from group’ (удалить) из контекстного меню (правая клавиша мыши).

Ведомое устройство может быть добавленно только в группу, свойства которой оно поддерживает. A slave device can only be assigned to those groups whose properties it supports. Свойства каждого ведомого отображаются над таблицей (Sync. Mode / Freeze Mode). В них отмечены свойства, поддерживаемые модулем.

Параметры модуля ведомого DP

Параметры модуля ведомого DP аналогичны параметрам других модулей. Значения

параметров редактируются обычным способом.

Параметры ведомых DP в подчиненных сетях Profibus

Если Profibus работает в подчиненном режиме, то ведомые устройства вставляются в дерево конфигурации на уровне ведущих. Конфигурация настраивается в (описанных выше) диалогах: Базовых параметров, DP параметров, параметров модуля и ввода/вывода.

 

Конфигурирование модулей Profibus в CoDeSys (часть 1)

CoDeSys поддерживает конфигурацию аппаратных средств по стандарту Profibus DP. В profibus системах определены модули типа ведущий (master) и ведомый (slave). Каждый ведомый обеспечивается набором параметров и передает данныме по запросу ведущего.

Система PROFIBUS DP состоит из одного или нескольких ведущих и их ведомых. Вначале модули должны быть сконфигурированы так, чтобы обмен данных по сети был возможен. При инициализации сетевой системы каждый ведущий настраивает своих ведомых в соответствии с заданной конфигурацией. При функционировании сети ведущий посылает и/или запрашивает данные у ведущих.

Конфигурация ведущих и ведомых модулей в CoDeSys основана на gsd файлах, поставляемых изготовителем аппаратных средств. С этой целью и gsd-файлы размещаются в директориях конфигурации. Модули, описанные в gsd файле, можно добавлять в дерево конфигураций и редактировать их параметры. Далее к ведущему могут быть добавлены несколько ведомых. Если DP ведущий выбран в дереве конфигураций, в правой части окна будут доступны следующие диалоги: Base parameters, DP Parameter, Bus parameters, Module parameters.

Если выбран DP ведомый в списке DP ведущего, то справа будут доступны следующие диалоги: (в зависимости от определений в конфигурационном файле): Base parameters, DP Parameter, Input/Output, User parameters, Groups, Module parameters. В зависимости от определений в конфигурационном файле диалог «DP Parameter» может иметь иной заголовок.

Если выбран DP ведомый, вставленный в конфигурацию на уровне ведущих, то будут доступны следующие диалоги: Base parameters, DP parameters, Input/Output, Module parameters.

Базовые параметры ведущего

Диалог базовых параметров (Base parameters) ведущего модуля DP включает параметры: Module ID, Node number, Input, Output и адреса диагностики.

Do not adapt address automatically: Данная опция доступна, только если она разрешена в конфигурационном файле. Если она включена, то модуль учитываться в случае пересчета адресов.

Параметры модуля ведущего

Диалог параметров модуля (Module parameters) ведущего DP включает параметры ответственные за другие модули: Здесь отображаются параметры, присвоенные ведущему в дополнение к параметрам DP, и сети, определенные в конфигурационном файле. Изменение параметров выполняется, как описано выше в разделе «Конфигурация модулей ввода/вывода».

DP параметры ведущего

Данный диалог (DP parameters) отображает параметры, определенные в файле описания устройства ведущего (Диалог может иметь другой заголовок, определенный в конфигурационном файле):

Диалог параметров ведущего

 

InfoManufacturer (изготовитель), GSD Revision, ID (идентификационный номер), HW Release и SWRelease (версии аппаратуры и ПО), GSD-имя файла

Module name Имя модуля доступно для редактирования.

Addresses Station address: адрес станции от 0 до 126. Каждое новое устройство, добавленное в сеть получает очередной номер (примечание: адрес DP ведомого 126 по умолчанию). Допускается ручной ввод.

Highest station address: старший адрес станции (HSA), присвоенный сети. Здесь же может быть задан и нижний адрес, ограничивающий GAP диапазон (диапазон адресов, где происходит поиск новых подключенных устройств).

Для просмотра GSD файла используйте кнопкуGSD File.

Путем помещения ведомых (см. ‘Параметры ведомого DP’ и ‘Создание группы ведомых’) в различные группы передачу данных ведущего можно синхронизировать через глобальную команду управления. С командой Freeze ведущий вынуждает ведомого или группу „заморозить» входы в их мгновенном состоянии и передавать эти данные при следующем обмене. Командой Sync ведомые принуждаются к одновременному переключению всех выходов по очередной Synch команде в соответствии с данными, полученными от ведущего после первой команды.

Для переключения опций Freeze и Sync для группы используйте контекстное меню (левая клавиша мыши).

DP параметры ведущего / Свойства группы

Сетевые параметры ведущего

Сетевые параметры (Bus parameters) описывают параметры таймаутов коммуникации. Если включена опция Optimize, то значения параметров будут вычисляться автоматически, в зависимости от скорости Baudrate, заданной пользователем, и параметров, установленных в GSD файлах.

 

Сетевые параметры ведущего DP

Все параметры также можно задавать вручную.

Baud rate Допускается выбор значений из заданных в GSD файле. Задавать необходимо только скорость передачи, обеспечиваемую всеми ведомыми.

Optimize Если данная опция включена, значения параметров будут вычислятся автоматически. Редактирование параметров доступно, только если опция выключена.

Slot Time Максимальное время ожидания ведущим ответа на передачу запроса ведомому.

Min.Station Delay min. TSDR (in tbit): минимальное время реакции, после которого станция в сети может отвечать (min. 11 tBit)

Max.Station Delay max. TSDR (in tbit): максимальный интервал, за который ведомый должен отвечать.

Quiet Time TQUI (in tbit): период простоя (idle), необходимый для переключения передатчика.

Target Rotation

Time

TTR (in tbit): время цикла; интервал, в течение которого ведущий должен получить маркер. Получается в результате суммирования времен владения маркером всех ведущих сети.

Gap Update FactorФактор обновления GAP: число циклов сети, через которое ведущие проводят поиск вновь включенных станций (в диапазоне адресов от своего собственного до адреса следующей станции).

Max. Retry Limit Максимальное число запросов, посылаемых ведущим, при отсутствии ответа ведомого.

Min. Slave Interval Пауза между двумя циклами сети, которую ведомый может использовать для обработки полученного запроса. Заданное здесь значение должно соответствовать заданным в GSD файле спецификациям.

Poll Timeout Максимальное время ответа ведущего на запрос другого ведущего (Class 2 DP master)(дискрета 1 ms).

Data Control Time Время сбора ведущего. Ведущий определяет наличие хотя бы одного ответа от каж-дого своего ведомого за это время и обновляет Data_Transfer_List.

Watchdog Time Значение времени мониторинга обращения (watchdog). Изменение значения поля не поддерживается (фиксированное значение 400 ms).

Базовые параметры ведомого DP

Диалог базовых параметров ведомого (DP-Slaves) аналогичен диалогам любых типов модулей: Module id, Node number, Input-, Output— и Diagnostic address.

Do not adapt address automatically: Данная опция доступна, только если она разрешена в конфигурационном файле. Если она включена, то модуль учитываться в случае пересчета адресов.

 

Диалог базовых параметров ведомого DP

 

 

Шинные параметры PROFIBUS

Безупречное функционирование сети PROFIBUS достигается только тогда, когда установленные шинные параметры соответствуют друг другу. Шинные параметры, заданные для одного участника, должны устанавливаться для каждого другого участника сети, так что они идентичны во всей сети. В целом шинные параметры зависят от выбранной скорости передачи и задаются соответствующим инструментом проектирования. Изменения этих наборов параметров должно проводиться только опытным персоналом. Важнейшие шинные параметры и их значения:

  • Tslot_Init . предварительно установленное значение для Tslot; параметр Tslot изменяется в зависимости от конфигурации сети.
  • Tslot . время ожидания приема. Время ожидания приема (slot-time) определяет максимальное время ожидания передтчика, то есть максимальное время, которое передатчик ожидает ответ от партнера.
  • Max. Tsdr (Maximum Station Delay Responder) . максимальная задержка ответа станции. Определяет максимальный отрезок времени, требуемый отвечающим узлам, чтобы редактировать протокол.
  • Min. Tsdr (Minimum Station Delay Responder) — минимальная задержка ответа станции. Определяет минимальный отрезок времени, требуемый отвечающим узлам, чтобы редактировать протокол.
  • Tset (Setup Time) . время установки . время, которое может пройти между приемом .телеграммы данных. и реакцией на нее (ответа на телеграмму);
  • Tqui (Quier-Time for Modulator) . время переключения модулятора. Время, требуемое, чтобы переключиться из режима передачи на режим приема.
  • GAP-Factor . определяет, через сколько оборотов маркера новый участник, подключенный к маркерному кольцу, будет включен в это кольцо. (GAP пропуск, пробел в адресной области от собственного адреса участника до адреса следующего активного участника шины)
  • Retry Limit . максимальное количество повторений вызова. Параметр устанавливает, сколько попыток предпринимается максимально, чтобы достичь участника.
  • Tid2 (idle-time 2) . время покоя 2. Определяет время задержки после посылки запроса без ответа.
  • Trdy (ready-time) . время для квитирования или ответа;
  • Tid1 (idle-time 1) . время покоя 1. Устанавливает время ожидания (задержки) после приема ответа.
  • Ttr (Target-Rotation-Time) . заданное время обращения маркера . максимальное время, имеющееся в распоряжении для обращения маркера. В этот промежуток времени все активные участники (Master.а) один раз получают маркер. Разность между заданным временем обращения маркера и фактическим временем обращения маркера определяет, сколько времени остается у Masterов для посылок телеграмм (данных) Slaveам.
  • Ttr typicalli (Tipical Ttr) . типичное время цикла . среднее время реакции на шине, если все спроектированные Slave.ы обмениваются с DP-Master.ами данными, ни один Slave не сообщает диагностических данных и нет никакой дополнительной передачи по шине для PG.
  • Response Monitoring . время, в течение которого Master реагирует на выход из строя Slave.
  • Все шинные параметры описывают таким образом времена, которые должны точно соответствовать друг другу. Единицей для измерения этих параметров является tBIT (time_Bit). Один tBIT . это время передачи по шине одного бита и называется также временем передачи бита. Это время зависит от скорости передачи и вычисляется следующим образом:

tBIT = 1/скорость передачи (бит/c)

Например, для скорости передачи 12 Мбит/с время передачи бита . 83 ns, а для скорости передачи 1,5 Мбит/c . 667 ns.

Управление доступом к шине в PROFIBUS

 

К управлению доступом к шине PROFIBUS предъявляются два существенных требования.

С одной стороны для надежных коммуникаций между равноправными приборами автоматизации или РС необходимо, чтобы каждый участник в течение определенного временного окна получал доступ к шине для решения своих коммуникационных задач.

С другой стороны для обмена данными между сложными приборами автоматизации или РС и простой децентрализованной периферией требуется быстрый обмен данными с возможно малыми издержками протокола. Это достигается благодаря гибридно построенному управлению доступом к шине, состоящим из децентрализованного обмена маркером (токеном) между активными участниками (Master.ами) и централизованного обмена Master-Slave для обмена данными между активными и пассивными участниками шины PROFIBUS.

Активный участник, который владеет маркером, берет на себя в данное время функции мастра на шине, чтобы проводить коммуникации с пассивными и активными участниками.

Обмен сообщениями по шине происходит при этом через адресацию участников. Каждому PROFIBUS-участнику назначается однозначный адрес. Адрес назначается из области от 0 до 126. При этом максимальное число участников, находящихся на шине, не превышает 127.

С этим управлением доступом к шине могут быть реализованы следующие конфигурации системы:

  • Чистая. система Master-Master (обмен маркером)
  • Чистая. система Master-Slave (Master-Slave)
  • Комбинация обоих методов

Метод доступа к PROFIBUS не зависит от используемой среды передачи, например, медь или оптоволокно, и соответствует EN 50170, том 2.

Метод обмена маркером

Активные участники, подключенные к PROFIBUS, упорядочены по возрастанию их адреса в логическое маркерное кольцо (Token-Ring) (рис.1). Под маркерным кольцом (Token Ring) здесь понимается организационное кольцо из активных участников, в котором маркер (Token) всегда передается от одного участника к следующему. Маркер, а с ним и право на доступ к среде передачи, передается при этом через специальную маркер-телеграмму между активными участниками. Исключение представляет активный участник с наивысшим на шине адресом HSA (Highest Station Address). Он передает маркер исключительно активному участнику с наименьшим шинным адресом, чтобы замкнуть маркерное кольцо.

Время одного обращения маркера через всех активных участников называется временем обращения маркера. С помощью устанавливаемого заданного времени обращения маркера Ttr (Time Target Rotation) определяется максимально разрешенное время обращения маркера.

Управление доступом к шине активных участников (MAC . Medium Access Control) осуществляется как на фазе инициализации, так и на фазе функционирования маркерного кольца.

Рисунок 1Метод обмена маркером (токеном)

 

При этом устанавливаются адреса всех имеющихся на шине активных участников и заносятся в LAS (List of Active Station . список активных станций). Для управления маркером при этом особенно важны адреса предыдущей станции PS (Previous Station), от которой маркер получается, и следующей станции NS (Next Station), которой маркер предназначается. Кроме того, LAS также нужна, чтобы при текущей работе исключать из кольца вышедших из строя или дефектных активных участников и, соответственно, принимать вновь появившихся участников без помех текущему обмену данными по шине.

Метод Master-Slave

 

Если логическое маркерное кольцо состоит только из одного активного и нескольких пассивных участников, то это соответствует .чистой. системе Master- Slave (рис.2).

Метод Master-Slave делает возможным мастеру (активному участнику), который имеет право прямой передачи, опрашивать назначенных ему Slaves (пассивных участников). Мастер при этом имеет возможность принимать сообщения от Slave, и соответственно, передавать.

Типичная стандартная шинная конфигурация PROFIBUS-DP базируется на этом методе управления шиной. Активная станция (DP-Master) обменивается в циклической последовательности данными с пассивными станциями (DP-Slaves).

Рисунок 2. Метод доступа Master-Slave

Прикладной уровень PROFIBUS (Layer 7)

 

Уровень 7 модели ISO/OSI представляет в распоряжение пользователя полезные коммуникационные службы. Этот пользовательский уровень состоит в PROFIBUS из FMS (Fieldbus Message Spesification) и LLI (Lower Layer Interface) слоев.

Профиль FMS

 

Коммуникационные службы FMS соответствуют функциям прибора, т.е. в FMS- профилях PNO определен необходимый объем функций для конкретных требований. Эти FMS-профили устанавливают, что приборы различных производителей имеют одни и те же коммуникационные функции.

Для FMS определены следующие профили:

1.     Коммуникации между контроллерами (3.002)

Этот коммуникационный профиль устанавливает, какие FMS-службы применяются для коммуникаций между PLC. При помощи точно определенных классов контроллеров, установлены службы, параметры и типы данных, которые каждый PLC должен поддерживать.

2.     Профиль для автоматизации зданий (3.011)

Этот профиль  отраслевой (специализированный) профиль и основа для многих открытых стандартов в автоматизации зданий. Описывает, как осуществляется обмен, управление, регулирование, обслуживание, обработка и архивирование сигналов (Alarm) в системах автоматизации зданий через FMS.

3.     Коммутационные низковольтные приборы (3.032)

Этот профиль  отраслевой пользовательский FMS-профиль. Он определяет пользовательский образ действий низковольтных коммутационных приборов при коммуникациях через FMS.

Пользовательский интерфейс  DP и DP-профили

 

PROFIBUS-DP применяет уровни 1 и 2. Через пользовательский интерфейс становятся доступными необходимые пользовательские функции, а также системные и аппаратные действия различных типов устройств PROFIBUS-DP.

Протокол PROFIBUS-DP открыто определяет, как передаются между участниками пользовательские данные по шине. Оценка передаваемых по протоколу пользовательских данных не происходит. Благодаря точно установленным параметрам профиля, приборы разных производителей могут совершать обмен.

В настоящее время установлены следующие профили PROFIBUS-DP:

1.     Профиль для NC/RC (3.052)

Профиль описывает, как происходит управление и обслуживание роботов через PROFIBUS-DP. На основании конкретной блок-схемы программы описывается движение и программное управление роботом.

2.     Профиль для Encoder.а (преобразователя угол-код) (3.062)

Профиль описывает присоединение различных Encoder.ов к PROFIBUS-DP. Определены два аппаратных класса основных и дополнительных функций, как, например, масштабирование сигналов и расширенная диагностика.

3.     Профиль для приводов с изменяемым числом оборотов (3.072)

Ведущие производители техники приводов разработали общий PROFIDRIVE- профиль. Профиль устанавливает, как приводы параметрируются и передают заданные и истинные значения. Благодаря этому становится возможным обмен данными приводов различных производителей.

Профиль содержит необходимые установки для вида работы регуляторов числа оборотов и позиционирования. Профиль устанавливает основные функции приводов и дает достаточное свободное пространство для специфических пользовательских расширений. Профиль содержит описание пользовательских функций DP или альтернативных функций FMS.

4.     Профиль для управления и наблюдения, HMI (Human Machine Interface) (3.082)

Профиль устанавливает для приборов обслуживания и наблюдения (HMI) правила подключения этих приборов через PROFIBUS-DP к компонентам автоматизации. Профиль использует для коммуникаций расширенные функции PROFIBUS-DP.

5.     Профиль для защищенной от ошибок передачи данных через PROFIBUS-DP (3.092)

В этом профиле устанавливаются дополнительные механизмы защиты данных для коммуникаций с защищенными от ошибок компонентами, как например, Not-AUS.