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西門子PROFIBUS紫色雙絞電纜接頭

6ES7972-0BB52-0XA0 SIMATIC DP,連接插頭 用于 PROFIBUS 到 12 MBit/s 90° 電纜轉接件, 絕緣壓穿連接 Fast-Connect,mit PG-Buchse 15,8x 59x 35.6mm(寬x高x深)

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設備有限公司

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做為Profibus 網絡中繼器，診斷中繼器不僅提供了中繼器的功能，還能夠對Profibus網絡進行網絡診斷和故障定位， 這里就診斷中繼器的使用做一個介紹。

1 診斷中繼器的介紹

1．1 診斷中繼器的前面板：

圖1 診斷中繼器的前面板

其中幾個設置需要注意：

表1 中繼器的設置

1．2 中繼器的診斷功能

•  時鐘信息

訂貨號為6ES7 972-0AB01-0XA0的診斷中繼器包含了一個時鐘，用于為診斷事件、靜態數據以及拓撲數據打上時間標簽。

•  拓撲結構

中繼器的DP2和DP3網段是具有診斷功能的，可以診斷連接在這兩個網段上的網絡拓撲和故障點。但必須是6ES7 972-0AB01-0XA0以上的硬件，其硬件版本目前為V2.0.0。
如果是6ES7 972-0AB00-0XA0版本的診斷中繼器無法升級到更高版本。

做硬件升級時，從網上下載的硬件版本文件，解壓后的三個文件沒有一般我們看到的升級用的(*.UDP)文件，此時任意選擇一個文件進行升級操作，系統會自動升級。
拓撲信息包括PROFIBUS 站地址和到診斷中繼器的距離。該信息可以從STEP7軟件中做為圖形顯示，也可以通過用戶程序進行讀取。

•  診斷緩沖區

對于每一個網段（DP1/DP2/DP3/PG），診斷中繼器都有一個診斷緩沖區，可以保存10條診斷信息。
這些信息可以在線讀取，也可以通過用戶程序進行控制讀取。

•  統計緩存

網段DP2和DP3包含了兩個統計緩存區，其中包含了沖突故障率以及報文故障率，這些信息可以用來衡量該網絡的質量。
這些信息可以通過STEP7在線讀取，也可以通過用戶程序控制進行讀取。

2 診斷中繼器的診斷方法介紹

2．1 時鐘信息
由于診斷過程中會用到時鐘信息，這里首先介紹中繼器時間的設定。
為了使診斷信息與系統時鐘*，一般可以將CPU中的系統時鐘做為時鐘信息寫入到診斷中繼器中。但往往CPU的系統時鐘也不是當前的時間，因而可以首先將CPU的時間設置成當前時間，然后將CPU中的時間寫入到診斷中繼器中。這里將涉及到的功能塊有：
FC3 “D_TOD_DT“ ：時間格式轉換
SFC 0 "SET_CLK" ：為CPU設定時間
SFC 1 "READ_CLK"：讀取CPU時間
SFC58 “WR_REC“：將系統時間寫入診斷中繼器（RECNUM=3C）

例程：

圖2 為中繼器設定當前系統時間

2．2 拓撲結構

對于診斷中繼器的拓撲連接特性，首先是級聯深度也是9個中繼器，且每個級聯的診斷中繼器接線方式請參考手冊，這里不再附圖。但注意每個中繼器的DP2/DP3網段可以診斷的zui遠距離是100米，有的電纜只能達到80米。

另外，診斷中繼器的DP2/DP3網段中不能連接分支電纜（spur line）。

圖3 DP網段上不能有分支電纜

且同一診斷回路上不能有兩個診斷設備，即兩個帶診斷功能的接口不能連接在一起（圖4）。

圖4 診斷回路的錯誤連接方式

關于隔離和接地的特性：
1) DP2、DP3和PG接口之間沒有電氣隔離，DP1、電源和它們之間是電氣隔離的，且PE和“地”之間是隔離的。
2) 如果系統希望是“浮地”的，則要求使用“浮地”的電源。但不管什么情況PE都必須是接地的。

網絡中終端電阻的設置以及診斷中繼器面板上的終端電阻的設置請看參考下圖：

圖5 網絡拓撲以及終端電阻的設置

說明：
由于診斷中繼器的PG接口有內置的終端電阻，因而如果是使用Porfibus接頭連接PC/PG到診斷中繼器的PG口，則PC/PG端需要設終端電阻為“On”，而診斷中繼器上的插頭則設為“Off”。且這里的PC/PG的連接到PG口僅用于網絡維護，不能用于連接網絡站點。

如果DP2/DP3所連接的網段上有額外的OLM，則OLM包括其以后的網段將不能被診斷中繼器所識別。
同時，在Step7的參數設置中，將該網段的拓撲診斷功能關閉（OFF）。

如果DP2/DP3所連接的網段上有額外的RS485中繼器，則可以選擇是否將網段拓撲診斷功能關閉：
如果將該網段的拓撲診斷功能關閉，則否則該網段上的其它站也無法再進行拓撲診斷；
否則至少可以對RS485源端所連接的網段進行拓撲診斷。

對于拓撲結構的診斷，在Step7中，僅組態“DR-CfgData”模板即可。且將監視網絡同步的參數設置為“OFF”。

另外，在DP中斷模式的選擇中，DPV1模式下，CPU將不再激活OB82，因而建議將模式選擇默認為“DPV0”即可。

2.2.1 通過STEP7軟件進行網絡拓撲診斷

通過STEP7軟件（STEP7 V5.2以上）自身提供的功能就可以實現網絡拓撲結構的診斷。

1）在組態好的項目中，打開STEP7 NetPro，選擇 PLC?Profibus?Show Network topolodgy。

圖6 網絡拓撲結構診斷

所得到的拓撲是圖形化的，同時菜單中還提供了各種診斷功能，例如報文沖突率以及故障率等的圖形化顯示，以及故障點發生的距離等信息，還可以將這些信息轉化成表格的形式，這里不再一一列舉。

圖7 網絡拓撲圖

圖8 故障診斷畫面

2.2.2 通過用戶程序進行網絡拓撲診斷
如果用戶希望在沒有STEP7的情況下通過程序對網絡拓撲進行診斷，則可以在用戶程序中調用SFC103 “DP TOPOL“，但只有S7 400系列的PLC才支持這個功能。
在調用SFC103時，注意將使能端（REQ）置位后，需要將其復位，否則該功能塊將一直進行讀拓撲的操作。

3 診斷緩沖區

3.1 診斷緩沖區信息讀取
診斷中繼器可以診斷出以下類型的故障：
1) 信號線A/B斷線，
2) 信號線A/B、屏蔽層短路，
3) 終端電阻缺失，
4) 連接松動，
5) 非法的級聯，
6) 網段中存在兩個或更多的檢測回路，
7) 網段站點過多，
8) 站點離診斷中繼器太遠，
9) 錯誤信息。

但對于下述故障，診斷中繼器目前還無法識別：
1) 終端電阻上沒有電壓，
2) 終端電阻連接，但并沒有站點，
3) 額外的終端電阻，
4) 信號線A和B之間短路

診斷的方法包括：
1 診斷中繼器上的故障指示燈
2 STEP7 在線診斷信息
3 診斷功能塊（FB125，SFC13等）

關于功能塊的調用，可以參考網上的說明或者相關的文檔，這里不再做為重點介紹，在此僅對手冊中的相關的診斷字節進行說明。

在讀出的診斷數據中，從字節0開始，到字節7，都是網絡的基本信息。如果某個網段出現診斷信息，則應該新從該網段對應的地址區中讀取信息。
如圖所示，在程序中調用了SFC13，由于所連接的網段是DP2，因而從診斷數據區的地8個字節開始，到第26個字節為止共19個字節為對應該網段的診斷信息。

圖 9 SFC13得到的診斷信息字節

從信息中，我們可以得到故障發生在DP2網段距離中繼器大概1.2米（15：DBB22=B#16#0B）的地方，故障類型是信號線A或B斷線或缺少終端電阻（17：DBB24=B#16#40?B.6）。
通過STEP7 在線診斷功能，我們看到STEP7上得到的診斷信息為：

圖 10 通過Step7 在線診斷得到的故障信息

可以看到，用戶通過程序得到的網絡診斷信息與在線信息是*的。
通過程序得到的這些診斷信息可以在上位機畫面上進行顯示，更加方便了現場操作人員及時得到網絡故障的信息。

對于通過STEP7 診斷得到的故障發生點的位置，需要進行說明的是，每經過一個診斷站點，實際距離將減少0.7米。
即：故障位置 = 檢測距離 - (0.7 m * 檢測站點)
比如在網絡中，診斷中繼器后面第6個站點發生了故障，此時通過STEP7得到的診斷距離為30米，則實際距離應為：30-(0.7 X 5)=26.5米。

3.2 等時同步
對于硬件版本V2.0.0，軟件版本V5.0的中繼器，可以對等時同步的錯誤進行診斷。

3.2.1 等時同步的網絡設置
首先設置等時同步：
1） DP主站CPU的設置
在做為DP主站的CPU中，設置過程映像分區做為等時同步的映像區：

圖11 在OB61中設置映像區

2） DP總線的設置
在DP總線上，設置等時同步的功能（圖12）。

圖12 DP等時同步的總線參數設置

3） DP從站的設置
對于DP從站上需要進行同步的地址進行設置（圖13）

圖13 DP從站的同步設置

4） 診斷中繼器的設置
診斷中繼器上，選擇“TSYNC-Diag-Module” 模板進行組態。

圖14 同步設置

3.2.2 等時同步錯誤的診斷
同時在參數中選擇診斷功能：

圖15 參數選擇

同時在OB61中調用SFC126/SFC127。

如果網絡中出現等時同步的錯誤時，將在診斷信息第84～90字節中讀取診斷信息。

4 統計緩存
對于統計緩存，除了可以通過STEP7自帶的診斷功能得到圖形化的信息，還可以通過調用SFC59“RD_REC“或SFB52 “RDREC“得到統計數據。當然，之前我們介紹的診斷緩沖區以及拓撲表也可以通過調用這兩個功能塊獲得。
在調用SFC59時，一般會有調用不同數據記錄區得到不同的信息，這些數據記錄區號均可以在手冊中得到。
在下面的例程中，調用了SFC59，其中RECNUM選擇的是“16＃1F”，對應手冊，可以查到：

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表2 數據記錄區號

這里1FH表示的是讀DP2的診斷緩沖區。

圖11 通過SFC59讀時鐘

診斷緩沖區共10條記錄，其中前4個字節是網絡信息，然后每條記錄共23個字節，其中前8個字節是時間信息：94年01月01日0時0分...星期6。

一．PROFIBUS 簡介

1. PROFIBUS 基本性質

PROFIBUS規定了串行現場總線系統的技術和功能特性。通過這個系統，從底層（傳感器、執行器級）到中層（單元級）的分布式、數字現場可編程控制器都可以連網。PROFIBUS區分為主站和從站。

> 主站 主站掌握總線中數據流的控制權。只要它擁有訪問總線權（令牌），主站就可在沒有外部請求的情況下發送信息。在PROFIBUS協議中，主站也被稱作主動節點。
> 從站 從站是簡單的輸入、輸出設備。典型的從站為傳感器，執行器以及變頻器。從站也可為智能從站，如S7300／400帶集成口的CPU等。從站不 會擁有總線訪問的*。從站只能確認收到的信息或者在主站的請求下發送信息。從站也被稱作被動節點。
> 傳輸方法 符合美國標準EIA RS485的閉合電路傳輸，是制造工程、建筑服務管理 系統和動力工程的基本標準。它采用銅導體的雙絞線，也可用光纖。
> 傳輸速度 PROFIBUS總線的傳輸速率從9.6Kbit/s—12Ｍbit/s。

網段總線長度與傳輸速率的關系

> zui大節點數 127（地址0－126）

2． ROFIBUS現場應用類型

PROFIBUS提供了三種通信協議類型：FMS，DP和PA
> PROFIBUS－FMS： 用于現場通用通信任務的FMS接口（DIN 19245 T.2）
> PROFIBUS－DP：　用于與分布式I/O進行高速通訊
> PROFIBUS－PA： 用于執行規定現場設備特性的PA設備，它使用擴展的PROFIBUS－DP協議進行數據傳輸。

3． 利用PROFIBUS DP進行的通信

PROFIBUS－DP是為了實現在傳感器－執行器級快速數據交換而設計的。*控制裝置（例如可編程控制器）在這里通過一種快速的串行接口與分布式輸入和輸出設備通信。與這些裝置的通信一般是循環發生的。
*控制器（主站）從從站讀取輸入信息并將輸出信息寫到從站。
單主站或者多主站系統可以由PROFIBUS－DP來實現。這使得系統配置異常方便。一條總線zui多可以連接126個設備（主站或從站）。

> 系統配置

系統配置的規范包含一系列的站點，I/O地址的分配， 輸入輸出數據的完整性，診斷信息的格式以及總線參數。

> 設備類型

二．通過PROFIBUS－DP實現兩CPU集成DP接口之間的主從通信

PROFIBUS－DP從站不僅僅是ET200系列的遠程I/O站，當然也可以是一些智能從站，如帶集成DP接口和PROFIBUS 通信模塊的S7 300站，S7400站（V3.0以上）都可以作為DP的從站。下面我們將以兩個CPU315-2DP CPU之間主從通信為例介紹連接智能從站的組態方法。

1． 硬件和軟件需求

硬件：
PROFIBUS-DP主站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)，SM374
PROFIBUS-DP從站 S7－300 CPU315-2DP(6ES7 315-2AG10-0AB0)；SM374
PROFIBUS電纜及接頭
CP5512（PCMCIA卡，用于筆記本電腦）或PC適配器，CP5611（PC機）

軟件：

STEP7 V5.3 SP2

2． 網絡組態及參數設置

1) 新建項目：
在STEP7中創建一個新項目，然后選擇Insert ® Station ® Simatic 300 station，插入兩個S7 300站，這里命名為Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。當然也可完成一個站的配置后，再建另一個。如圖1。

圖1 在STEP7 硬件組態中插入兩個S7 300站

2) 組態從站：在兩CPU主從通信組態配置是，原則上要先組態從站。

> 硬件組態
雙擊Simatic 300(slave)“Hardware”，進入硬件組態窗口，在功能按鈕欄中點擊“Catalog”圖標打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插入機架、電源、CPU和SM374等進行硬件組態。
插入CPU時會同時彈出PROFIBUS接口組態窗口。也可以插入CPU后，雙擊DP(X2)插槽，打開DP屬性窗口點擊屬性按鈕進入PROFIBUS接口組態窗口。點擊“NEW”按鈕新建PROFIBUS網絡，分配 PROFIBUS站地址，本例設為3號站。點擊“Propertives”按鈕組態網絡屬性，選擇“Network Setting”進行網絡參數設置，如波特率、行規。本例傳輸速率為1.5Mbit/s，行規為DP。如圖2。

圖2 Profibus DP 網絡參數設置

確認上述設置后，PROFIBUS接口狀態如圖3。

圖3 Profibus 接口狀態

> DP 模式選擇

同樣在DP屬性設置對話框中，選擇“Operating Mode”標簽，激活“DP slave”操作模式。如果“Test,commissioning,routing”選項被激活，則意味著這個接口既可以作為DP從站，同時還可以通過這個接口監控程序。也可以用STEP7 F1幫助功能查看詳細信息。

圖4 DP 模式選擇

> 定義從站通信接口區

選擇“Configuration”標簽，打開I/O通信接口區屬性設置窗口，點擊“New”按鈕新建一行通信接口區，如圖5可以看到當前組態模式為主從（MS，Master-slave configuration）。注意此時只能對本地（從站）進行通信數據區的配置。

設置完成后點擊“Apply”按鈕確認。同樣可根據實際通信數據建立若干行，但zui大不能超過244字節。在本例中分別創建一個輸入區和一個輸出區，長度為4字節，設置完成后可在“Configuration”窗口中看到這兩個通信接口區。如圖6。

圖5 通信接口區設置

圖6 設置完成后的從站通信區

> 設置通信區完成后，點擊編譯存盤按鈕，編譯無誤后即完成從站的組態。

圖7 從站的編譯存盤

3) 組態主站

> 完成從站組態后，就可以對主站進行組態，基本過程與從站相同。在完成基本 硬件組態后對DP接口參數進行設置，如圖8。本例中地址設為2，并選擇與從站相同的PROFIBUS網絡（PROFIBUS1）。波特率以及行規與從站應設置相同。（1.5Mbit/s；DP）。
> 然后在DP屬性設置對話框中，選擇“Operating Mode”標簽，選擇“DP Master”操作模式。如圖9所示。

圖8 主站DP接口參數設置

圖9 DP接口為主站

> 連接從站：在硬件組態（HW Config）窗口中，打開硬件目錄，選擇“ PROFIBUS DP ® Configured Stations”文件夾，將CPU31x拖拽到主站系統DP接口的PROFIBUS總線上，這時會同時彈出DP從站連接屬性對話框，選擇所要連接的從站后，點擊“Connect”按鈕確認。如圖10。
注：如果有多個從站存在時，要一一連接。

圖10 連接從站

> 通信接口區：連接完成后，點擊“Configuration”標簽，設置主站的通信接口區從站的輸出區與主站的輸入區相對應，從站的輸入區同主站的輸出區相對應，如圖11所示。圖12為設置完成I/O通信區。

圖11 通信數據區設置

圖12 通信數據區

確認上述設置后，在硬件組態（HW Config）中，選擇編譯存盤按鈕，編譯無誤后即完成主從通信組態配置。

圖 13 組態的編譯存盤

簡單編程：在程序調試階段，建議將OB82，OB86，OB122下載到CPU中，這樣可使在CPU有上述中斷觸發時， CPU仍可運行。相關OB的解釋可以參照STEP7幫助。

S7300電源模板
6ES7307-1BA00-0AA0
6ES7307-1EA00-0AA0
6ES7307-1KA01-0AA0
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0
6ES7312-5BE03-0AB0
6ES7313-5BF03-0AB0
6ES7313-6BF03-0AB0
6ES7313-6CF03-0AB0
6ES7314-1AG13-0AB0
6ES7314-6BG03-0AB0
6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7315-2AG10-0AB0
6ES7315-2EH13-0AB0
6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2EK13-0AB0
6ES7318-3EL00-0AB0
內存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0
6ES7 953-8LG11-0AA0
6ES7 953-8LJ20-0AA0
6ES7 953-8LL20-0AA0
6ES7 953-8LM20-0AA0
6ES7 953-8LP20-0AA0
開關量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0
6ES7 321-1BH10-0AA0
6ES7 321-1BH50-0AA0
6ES7 321-1BL00-0AA0
6ES7 321-7BH01-0AB0
6ES7 321-1EL00-0AA0
6ES7 321-1FF01-0AA0
6ES7 321-1FF10-0AA0
6ES7 321-1FH00-0AA0
6ES7 321-1CH00-0AA0
6ES7 321-1CH20-0AA0
6ES7 322-1BH01-0AA0
6ES7 322-1BH10-0AA0
6ES7 322-1CF00-0AA0
6ES7 322-8BF00-0AB0
6ES7 322-5GH00-0AB0
6ES7 322-1BL00-0AA0
6ES7 322-1FL00-0AA0
6ES7 322-1BF01-0AA0
6ES7 322-1FF01-0AA0
6ES7 322-5FF00-0AB0
6ES7 322-1HF01-0AA0
6ES7 322-1HF10-0AA0
6ES7 322-1HH01-0AA0
6ES7 322-5HF00-0AB0
6ES7 322-1FH00-0AA0
6ES7 323-1BH01-0AA0
6ES7 323-1BL00-0AA0
模擬量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0
6ES7 331-7KB02-0AB0
6ES7 331-7NF00-0AB0
6ES7 331-7NF10-0AB0
6ES7 331-7HF01-0AB0
6ES7 331-1KF01-0AB0
6ES7 331-7PF01-0AB0
6ES7 331-7PF11-0AB0
6ES7 332-5HD01-0AB0
6ES7 332-5HB01-0AB0
6ES7 332-5HF00-0AB0
6ES7 332-7ND02-0AB0
6ES7 334-0KE00-0AB0
6ES7 334-0CE01-0AA0
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0
6ES7 360-3AA01-0AA0
6ES7 361-3CA01-0AA0
6ES7 368-3BB01-0AA0
6ES7 368-3BC51-0AA0
6ES7 368-3BF01-0AA0
6ES7 368-3CB01-0AA0
6ES7 390-1AE80-0AA0
6ES7 390-1AF30-0AA0
6ES7 390-1AJ30-0AA0
6ES7 390-1BC00-0AA0
6ES7 392-1AJ00-0AA0
6ES7 392-1AM00-0AA0
6ES7 392-1BM01-0AA0
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0
6ES7 350-2AH00-0AE0
6ES7 351-1AH01-0AE0
6ES7 352-1AH02-0AE0
6ES7 355-0VH10-0AE0
6ES7 355-1VH10-0AE0
6ES7 355-2CH00-0AE0
6ES7 355-2SH00-0AE0
6ES7 338-4BC01-0AB0
6ES7 352-5AH00-0AE0
6ES7 352-5AH00-7XG0
通訊模板
6ES7 340-1AH02-0AE0
6ES7 340-1BH02-0AE0
6ES7 340-1CH02-0AE0
6ES7 341-1AH01-0AE0
6ES7 341-1BH01-0AE0
6ES7 341-1CH01-0AE0
6ES7 870-1AA01-0YA0
6ES7 870-1AB01-0YA0
6ES7 902-1AB00-0AA0
6ES7 902-1AC00-0AA0
6ES7 902-1AD00-0AA0
6ES7 902-2AB00-0AA0
6ES7 902-2AC00-0AA0
6ES7 902-2AG00-0AA0
6ES7 902-3AB00-0AA0
6ES7 902-3AC00-0AA0
6ES7 902-3AG00-0AA0
6GK7 342-5DA02-0XE0
6GK7 342-5DF00-0XE0
6GK7 343-5FA01-0XE0
6GK7 343-1EX30-0XE0
6GK7 343-1EX21-0XE0
6GK7 343-1CX00-0XE0
6GK7 343-1CX10-0XE0
6GK7 343-1GX20-0XE0
6GK7 343-1GX21-0XE0
6GK7 343-1HX00-0XE0
6GK7 343-2AH00-0XA0
6ES7971-1AA00-0AA0
6ES7971-5BB00-0AA0
6ES7314-6EH04-0AB0