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西門子DP/DP Coupler使用快速入門

2020/11/24 22:01:54

DP/DP Coupler使用快速入門

1 DP/DP Coupler模塊概述

DP/DP Coupler用于連接兩個Profibus-DP主站網(wǎng)絡(luò)，以便在這兩個主站網(wǎng)絡(luò)之間進行數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)通訊區(qū)最高可以達244字節(jié)輸入和244字節(jié)的輸出.

DP/DP Coupler模塊面板圖如下:

各撥碼開關(guān)的含義如下表:

開關(guān)	撥碼值		含義
PS	DP1	ON	PS1 24V DC供電監(jiān)控使能(用于診斷)
		OFF	PS1 24V DC供電監(jiān)控未使能
	DP2	ON	PS2 24V DC供電監(jiān)控使能(用于診斷)
		OFF	PS2 24V DC供電監(jiān)控未使能
DIA	DP1	ON	網(wǎng)絡(luò)2的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)1的輸入數(shù)據(jù)驗證使能
		OFF	網(wǎng)絡(luò)2的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)1的輸入數(shù)據(jù)驗證未使能
	DP2	ON	網(wǎng)絡(luò)1的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)2的輸入數(shù)據(jù)驗證使能
		OFF	網(wǎng)絡(luò)1的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)2的輸入數(shù)據(jù)驗證未使能
ADDR	DP1	ON	網(wǎng)絡(luò)1Profibus站地址由Step7軟件設(shè)置
		OFF	網(wǎng)絡(luò)1Profibus站地址通過模塊本身DIL開關(guān)來設(shè)置
	DP2	ON	網(wǎng)絡(luò)2Profibus站地址由Step7軟件設(shè)置
		OFF	網(wǎng)絡(luò)2Profibus站地址通過模塊本身DIL開關(guān)來設(shè)置
1,2,4,8, 16,32,64	DP1		網(wǎng)絡(luò)1Profibus站地址設(shè)置開關(guān)（1-125）
	DP2		網(wǎng)絡(luò)2Profibus站地址設(shè)置開關(guān)（1-125）

DP/DP Coupler模塊具有如下特點:

．連接兩個不同的Profibus網(wǎng)絡(luò)進行通訊，2個網(wǎng)絡(luò)的通訊速率，站地址可以不同

．最多可以建立16個I/O數(shù)據(jù)交換區(qū)

．兩個網(wǎng)絡(luò)電氣隔離，一個網(wǎng)段故障不影響另一個網(wǎng)段的運行

．支持DPV1全模式診斷

．可通過DIL開關(guān)，Step 7或其它編程工具設(shè)定Profibus站地址

．雙路冗余供電方式

其典型應(yīng)用配置如下:

對于DP/DP Coupler連接的兩個網(wǎng)段,通訊速率可以不同,因此DP/DP Coupler非常適用于不同通訊速率的兩個Profibus-DP主站系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊,但是對于通訊數(shù)據(jù)區(qū)，網(wǎng)絡(luò)1的輸入?yún)^(qū)必須和網(wǎng)絡(luò)2的輸出區(qū)完全對應(yīng)，同樣網(wǎng)絡(luò)2的輸入?yún)^(qū)必須和網(wǎng)絡(luò)1的輸出區(qū)完全對應(yīng),否則會造成通訊故障,下圖顯示了兩個網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通訊區(qū)的對應(yīng)關(guān)系:

下面將詳細介紹如何通過Step7編程軟件配置DP/DP Coupler在兩個DP網(wǎng)絡(luò)中進行通訊及程序診斷。

2組態(tài)在兩個Profibus master網(wǎng)絡(luò)中通訊

2.1例子中使用的硬件設(shè)備及軟件

本例中所用的硬件設(shè)備如下表：

名稱	數(shù)量	訂貨號
S7-400電源模塊PS 407 4A	1	6ES7407-0DA02-0AA0
S7-400 CPU414-3PN/DP	1	6ES7414-3EM05-0AB0
S7-400 機架	1	6ES7401-1DA01-0AA0
S7-300導(dǎo)軌	1	6ES7390-1AF30-0AA0
PS307 24VDC電源	1	6ES7307-1EA00-0AA0
S7-300 CPU315-2DP	1	6ES7315-2AG10-0AB0
CP5512編程卡	1	6GK1 551-2AA00
Profibus電纜	若干
筆記本電腦	1

所用到軟件如下表：

名稱	訂貨號
STEP7 V5.4 組態(tài)編程軟件英文版

下面的例子中以如下的數(shù)據(jù)通信區(qū)為例介紹詳細的組態(tài)步驟:

網(wǎng)絡(luò)1(CPU414-3PN/DP主站系統(tǒng)):

－ DP/DP Coupler的DP1 Profibus站地址為3,網(wǎng)絡(luò)波特率為12Mbit/s

－與網(wǎng)絡(luò)2的數(shù)據(jù)通信接口區(qū):

．2字節(jié)的輸入(不連續(xù))

．4字節(jié)的輸出(不連續(xù))

．2字節(jié)的輸入(連續(xù))

．4字節(jié)的輸出(連續(xù))

．自定義3字節(jié)輸入/5字節(jié)輸出(連續(xù))

網(wǎng)絡(luò)2(CPU315-2DP主站系統(tǒng)):

－ DP/DP Coupler的DP2 Profibus站地址為4, 網(wǎng)絡(luò)波特率為1.5Mbit/s

－與網(wǎng)絡(luò)2的數(shù)據(jù)通信接口區(qū):

．2字節(jié)的輸出(不連續(xù))

．4字節(jié)的輸入(不連續(xù))

．2字節(jié)的輸出(連續(xù))

．4字節(jié)的輸入(連續(xù))

．自定義5字節(jié)輸入/3字節(jié)輸出(連續(xù))

各撥碼開關(guān)設(shè)置如下 :

開關(guān)	撥碼值		含義
PS	DP1	ON	L+/M(PS1)已經(jīng)連接到24V DC
PS	DP2	ON	L+/M(PS2)已經(jīng)連接到24V DC
DIA	DP1	ON	網(wǎng)絡(luò)2的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)1的輸入數(shù)據(jù)使能
DIA	DP2	ON	網(wǎng)絡(luò)1的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)2的輸入數(shù)據(jù)使能
ADDR	DP1	ON	網(wǎng)絡(luò)1Profibus站地址由Step7軟件設(shè)置
ADDR	DP2	ON	網(wǎng)絡(luò)2Profibus站地址由Step7軟件設(shè)置

2.2在一個Profibus master中組態(tài)DP/DP coupler

2.2.1在Step7組態(tài)DP/DP Coupler為DP Slave

打開Step7軟件，新建一個工程項目文件，命名為“Gateway as PN IO Proxy”, 在項目下插入一個S7-400站，如下圖所示：

雙擊插入的S7-400站的“Hardware”，打開硬件組態(tài)，在硬件組態(tài)界面下分別插入機架，電源PS407,CPU414-3PN/DP,從CPU的MPI/DP接口中新建一條Profibus(1)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)行規(guī)為“DP”,波特率為“12Mbps”，從硬件目錄中將DP/DP Coupler拖曳至Profibus Master中,如下圖所示:

2.2.2設(shè)定Profibus站地址

在硬件組態(tài)中雙擊DP/DP Coupler打開其屬性對話框,在Profibus對話框中設(shè)置DP/DP Coupler的站地址為3，如下圖所示:

2.2.3設(shè)定DP/DP Coupler其他屬性

在硬件組態(tài)中雙擊DP/DP Coupler打開其屬性對話框,切換到“Parameter Assignment”對話框,設(shè)定模塊的其它屬性，如下圖所示：

各參數(shù)意義如下:

- DP報警模式:DPV0或DPV1，根據(jù)所連接的主站系統(tǒng)的類型來設(shè)定

- 外部診斷使能:ON或OFF

ON:如DP/DP Coupler網(wǎng)絡(luò)中有診斷報告產(chǎn)生時(如DP連接器從網(wǎng)絡(luò)中拔出),OB82將被調(diào)用，SF指示燈亮,“模塊錯誤”信息將被寫入CPU診斷緩沖區(qū).

OFF: 如DP/DP Coupler網(wǎng)絡(luò)中有診斷報告產(chǎn)生時(如DP連接器從網(wǎng)絡(luò)中拔出),OB82將被調(diào)用，SF指示燈不點亮,也沒有任何信息將被寫入CPU診斷緩沖區(qū).

注意:如果處在模塊調(diào)試階段，建議禁止外部診斷模式,等調(diào)試完畢后再使能模塊外部診斷

2.2.4組態(tài)通信接口區(qū)

在DP/DP Coupler模塊的通信接口區(qū)組態(tài)與網(wǎng)絡(luò)2的通信數(shù)據(jù)，如下圖所示:

2.3 在另一個Profibus master中組態(tài)DP/DP coupler

2.3.1在Step7組態(tài)DP/DP Coupler為DP Slave

在上述已建的項目“Gateway as PN IO Proxy”下插入一個S7-300站,如下圖所示:

雙擊插入的S7-300站的“Hardware”，打開硬件組態(tài)，在硬件組態(tài)界面下分別插入機架，電源PS307,CPU315-2DP,從CPU的集成DP接口中新建一條Profibus(2)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)行規(guī)為“DP”,波特率為“1.5Mbps”，從硬件目錄中將DP/DP Coupler拖曳至Profibus Master中,如下圖所示:

2.3.2設(shè)定Profibus站地址

在硬件組態(tài)中雙擊DP/DP Coupler打開其屬性對話框,在Profibus對話框中設(shè)置DP/DP Coupler的站地址為4，如下圖所示:

2.3.3設(shè)定DP/DP Coupler其他屬性

在硬件組態(tài)中雙擊DP/DP Coupler打開其屬性對話框,切換到“Parameter Assignment”對話框,設(shè)定模塊的其它屬性，如下圖所示：

各參數(shù)的意義參見2.2.3章節(jié)說明

2.3.4組態(tài)通信接口區(qū)

在DP/DP Coupler模塊的通信接口區(qū)組態(tài)與網(wǎng)絡(luò)1的通信數(shù)據(jù)，如下圖所示:

注意:網(wǎng)絡(luò)1與網(wǎng)絡(luò)2的數(shù)據(jù)通信區(qū)必須要完全對應(yīng)(包括長度和數(shù)據(jù)類型),否則模快將會報通訊故障

2.4 通訊測試

由于是通過Step7給DP/DP Coupler模塊分配Profibus站地址,因此將CP5512的Profibus電纜分別連上模塊兩個網(wǎng)絡(luò)的DP接口，將”Set PG/PC Interface”設(shè)置為”CP5512(PROFIBUS)”,在Step7中通過”PLC->PROFIBUS->Assign PROFIBUS Address…”為模塊的兩個網(wǎng)絡(luò)分配站地址，如下圖所示：

分別將S7-300和S7-400的硬件配置及程序下載到CPU中，將OB85-OB87加載到CPU 中防止因通訊故障導(dǎo)致CPU停機，對于連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)(組態(tài)為”Total length”)必須在OB1中調(diào)用SFC14(DPRD_DAT)、SFC15(DPWR_DAT)以保證兩個網(wǎng)絡(luò)之間的所對應(yīng)得數(shù)據(jù)通訊在一個通訊周期內(nèi)完成，如下圖所示：

注意：關(guān)于SFC14(DPRD_DAT)、SFC15(DPWR_DAT)的參數(shù)設(shè)置及使用手冊請參看下載中心編號為 “21848242”的文檔,具體的連接地址如下：

之后在S7-300與S7-400 中各插入一個變量監(jiān)控表，可以看到DP/DP Coupler模塊兩個網(wǎng)段的通訊已經(jīng)建立起來了，且輸入與輸出數(shù)據(jù)是一一對應(yīng)的,如下圖所示：

3模塊診斷

3.1通過模塊外部指示燈診斷

DP/DP Coupler模塊的指示燈及意義如下圖所示：

通過模塊指示燈的指示狀態(tài)，可以對網(wǎng)絡(luò)及模塊工作狀態(tài)進行初步的診斷,詳細的診斷信息必須通過用戶程序進行讀取.

ON1及ON2的含義如下表:

ON1	ON2	意義	如何處理
Off	Off	? DP/DP Coupler模塊沒有供電 ? 已供電壓不在允許的最低范圍之內(nèi) ? 模塊硬件故障	? 對模塊供電 ? 檢查電壓大小，確保在允許范圍 ? 更換新模塊
ON	Off	模塊網(wǎng)絡(luò)1已供電
Off	On	模塊網(wǎng)絡(luò)2已供電
On	On	模塊網(wǎng)絡(luò)1和2均已供電

注:On-燈亮;Off-燈滅

通過SF1,SF2,BF1,BF2讀取的診斷狀態(tài)信息如下表:

指示燈					意義	如何處理
ON1與ON2	SF1	SF2	BF1	BF2	意義	如何處理
On	On	On	On	On	所有指示燈全亮大約1秒,模塊在啟動模式
On	On	*	*	*	網(wǎng)絡(luò)1有診斷信息	分析診斷信息
On	*	On	*	*	網(wǎng)絡(luò)2有診斷信息	分析診斷信息
On	*	*	On	*	沒有主站系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)1，可能的原因如下: ? 到模塊的總線連接中斷 ? DP主站系統(tǒng)不在運行	? 檢查總線連接器接線 ? 檢查模塊至主站系統(tǒng)總線連接電纜是否損壞 ? 將模塊重新上電
On	*	*	*	On	沒有主站系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)2，可能的原因如下: ? 到模塊的總線連接中斷 ? DP主站系統(tǒng)不在運行	? 檢查總線連接器接線 ? 檢查模塊至主站系統(tǒng)總線連接電纜是否損壞 ? 將模塊重新上電
On	*	*	Flash	*	網(wǎng)絡(luò)1中模塊與主站系統(tǒng)沒有數(shù)據(jù)交換	? 檢查組態(tài)設(shè)置 ? 檢查站地址設(shè)置
On	*	*	*	Flash	網(wǎng)絡(luò)2中模塊與主站系統(tǒng)沒有數(shù)據(jù)交換	? 檢查組態(tài)設(shè)置 ? 檢查站地址設(shè)置
Flash	Flash	Flash	Flash	Flash	模塊內(nèi)故障	更換新模塊

注:On-燈亮;*-不相關(guān);Flash-閃爍

3.2通過用戶程序診斷

DP/DP Coupler支持以下模式診斷：

· DPV0主站系統(tǒng)

· DPV1主站系統(tǒng)

· S7 DP主站系統(tǒng)

不同的模式所對應(yīng)的診斷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及長度不盡相同

3.2.1 DPV0主站系統(tǒng)模式下診斷

當DP/DP Coupler在如下兩種情況運行時：

·實際插入的模塊為6ES7 158-0AD01-0XA0而組態(tài)型號為6ES7 158-0AD00-0XA0時

·模塊運行在DPV0模式下時(參見V2.2.3章節(jié)設(shè)置)

其診斷數(shù)據(jù)長度為11字節(jié),包括6字節(jié)的標準診斷數(shù)據(jù)(第0-5字節(jié))和5字節(jié)的模塊診斷數(shù)據(jù)(第6-10字節(jié))，標準診斷數(shù)據(jù)的具體地址分布及含義如下:

站狀態(tài)1-3	字節(jié)	位	含義
	0	0	1:Profibus主站與模塊通訊中斷
		1	1:模塊數(shù)據(jù)交換未準備好
		2	1:主站與模塊有非一致性的數(shù)據(jù)在交換
		3	1:外部診斷使能
		4	1:模塊不支持所組態(tài)的功能
		5	1:主站未能應(yīng)答模塊
		6	1:所組態(tài)的模塊與實際不一致
		7	1:模塊被另一個DP主站系統(tǒng)所組態(tài)
	1	0	1:必須為模塊分配新參數(shù)
		1	1:有診斷信息產(chǎn)生,模塊不能運行直到診斷信息被校正(靜態(tài)診斷信息)
		2	1:該位一直為1
		3	1:模塊監(jiān)控響應(yīng)使能
		4	1:模塊接收到”凍結(jié)”控制命令
		5	1:模塊接收到”同步”控制命令
		6	0:該位一直為0
		7	0:該位一直為0
	2	0-7	0:所有位一直為0
Profibus主站地址	3	_	Profibus主站地址
設(shè)備識別碼	4	0-7	80H:DP/DP Coupler
設(shè)備識別碼	5	0-7	70H:DP/DP Coupler

模塊診斷數(shù)據(jù)的具體地址分布及含義如下:

模塊診斷數(shù)據(jù)	字節(jié)	位	含義
	6	0	101000:從字節(jié)6開始的診斷數(shù)據(jù)長度(=5字節(jié))
		1
		2
		3
		4
		5
		6	00:站診斷代碼
		7	00:站診斷代碼
	7	0-7	00H:來自其它網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)無效;01H:來自其它網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)有效
	8	0-7	來自DP網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)的長度(以字節(jié)計算)
	9	0-7	來自DP網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)的長度(以字節(jié)計算)
	10	0	保留
		1	1:其它DP網(wǎng)絡(luò)的CPU發(fā)出輸出清除命令(將輸出清0)
		2	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到解凍狀態(tài)
		3	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到凍結(jié)狀態(tài)
		4	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到非同步狀態(tài)
		5	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到同步狀態(tài)
		6	保留
		7	保留

3.2.2 DPV1主站系統(tǒng)或S7 DP主站系統(tǒng)模式下診斷

當DP/DP Coupler運行在DPV1主站系統(tǒng)或S7 DP主站系統(tǒng)模式下時，診斷數(shù)據(jù)包括6字節(jié)的標準診斷數(shù)據(jù)(第0-5字節(jié),參見V3.2.1)及9字節(jié)的模塊診斷數(shù)據(jù)(第17-25字節(jié))，其中6-16字節(jié)為系統(tǒng)保留.

模塊診斷數(shù)據(jù)的具體地址分布及含義如下:

模塊診斷數(shù)據(jù)	字節(jié)	位	含義
	17	0	100100:從字節(jié)17開始的診斷數(shù)據(jù)長度(=9字節(jié))
		1
		2
		3
		4
		5
		6	00:站診斷代碼
		7	00:站診斷代碼
	18	0-7	81H:狀態(tài)類型-狀態(tài)信息
	19	0-7	未用
	20	0-7	未用
	21	0-7	00H:數(shù)據(jù)無效;01H:數(shù)據(jù)有效
	22	0-7	來自DP網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)的長度(以字節(jié)計算)
	23	0-7	來自DP網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)的長度(以字節(jié)計算)
	24	0	保留
		1	1:其它DP網(wǎng)絡(luò)的CPU發(fā)出輸出清除命令(將輸出清0)
		2	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到解凍狀態(tài)
		3	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到凍結(jié)狀態(tài)
		4	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到非同步狀態(tài)
		5	1:其他網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)模式改變到同步狀態(tài)
		6	保留
		7	保留
	25	0	1:模塊PS1供電失效(僅DIL開關(guān)”PS1”(DP1)在ON位置)
		1	1:模塊PS2供電失效(僅DIL開關(guān)”PS2”(DP2)在ON位置)
		2	0
		3	0
		4	0
		5	0
		6	0
		7	0

3.2.3 診斷編程舉例

以第2章節(jié)中的S7-400站程序為例，在DP/DP Coupler 模塊的屬性對話框中將DP報警模式設(shè)置為DPV1,使能外部診斷功能，診斷數(shù)據(jù)將存儲在DB10中，在OB1中調(diào)用the SFC 13 (DPNRM_DG)，如下圖所示：

之后可從DB10中得到相關(guān)診斷數(shù)據(jù)，塊中的各地址所代表的意義如下圖所示:

4. DP/DP Coupler訂貨號、與舊模塊的兼容性及相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)

4.1 訂貨號及與舊模塊的兼容性

DP/DP Coupler模塊最新訂貨號為6ES7158-0AD01-0XA0, 目前最新的固件版本為V2.0,與舊模塊6ES7158-0AD00-0XA0相比的兼容性及性能改進如下:

- 新模塊(6ES7158-0AD01-0XA0)可以完全兼容舊模塊的所有功能

- 新模塊在同步和凍結(jié)功能的診斷信息上做了改進以符合Profibus標準

- 新?？鞛殡p邊供電

- 新模塊按照S7-300設(shè)計，但安裝尺寸和舊模塊完全兼容

4.2 相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)

技術(shù)參數(shù)	數(shù)值
通訊波特率	9,6; 19,2; 45,45; 93,75;187,5; 500 kbps 1,5; 3, 6, 12 Mbps
總線協(xié)議	PROFIBUS DP
最大I/O通信數(shù)據(jù)長度	244字節(jié)輸入/244字節(jié)輸出
診斷數(shù)據(jù)長度	最大26字節(jié)
參數(shù)分配數(shù)據(jù)長度	最大15字節(jié)
能否支持運行中更改配置	否

注意：有關(guān)DP/DP Coupler 模塊的更多信息請參考“DP/DP Coupler用戶手冊”

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