西门子软芯多股电缆6XV1830-3EH10 西门子软芯多股电缆6XV1830-3EH10
公司主营：数控系统,S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人机界面,变频器,DP总线,MM420 变频器MM430 变频器MM440 6SE70交流工程调速变频器6RA70直流调速装置 SITOP电源,电线电缆,数控备件,伺服电机等工控产品
上海朕锌电气设备有限公司
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文档: 西门子工程师本文档！
文献
涉及产品
1. 概述
S7-PLCSIM V5.4 SP3与其他版本的S7-PLCSIM相比，增加了仿真CPU之间相互通信及在状态栏显示CPU所有可访问接口等功能。本文通过模拟两个S7- 400PLC之间基于TCP/IP的S7通讯，介绍如何使用S7-PLCSIM V5.4 SP3的仿真功能。
2. 软件环境
2.1 STEP7 V5.4 SP3
用于编写PLC程序，此软件需要从西门子购买，本文档中所有的程序代码均使用Step7 V5.4 SP3编写。
2.2 S7-PLCSIM V5.4 SP3
PLC仿真软件，一般操作可参考《S7-PLCSIM使用入门》
http://www.ad.siemens.com.cn/download/docMessage.aspx?ID=2760&loginID=&srno=&sendtime=
更新功能信息及升级软件包可从以下链接地址下载 36068796
3. 硬件组态
新建一个项目在SIMATIC Manager中插入两个S7-400站，打开HW Config界面进行硬件组态，站点配置如下图：
图 1 －1＃站点硬件组态
图1表示1＃站点，包含电源和CPU 414-3PN/DP，IP地址192.168.0.1；
图 2－2＃站点硬件组态
图2表示2＃站点，包括电源，CPU412-2DP以及CP443-1通讯模块，IP地址192.168.0.2
4. 网络组态
打开Netpro可以看到如图3所示的网络结构图
图 3－网络结构图
建立两个站点之间的S7连接，单击CPU414-3PN/DP，单击鼠标右键，选择“Insert New Connection”， 如图4
图 4－插入新连接
在“Insert New Connection”对话框选择通讯方CPU（Partner），选择连接类型S7 connection（默认选择），如图5
图 5－设置连接类型及通讯对象
点击“OK”按钮进入“S7 connection ”属性对话框设置如图6，在连接路径“Connection Path”中可以看到通讯双方CPU及通讯接口地址。
图 6－设置通讯接口
点击“OK”按钮，在网络结构图下方列表中生成S7连接如图7，编译保存完成网络组态。
图 7－完成配置S7连接
5. STEP7编程
S7-400使用标准库系统功能块中的SFB8/9/12/13/14/15，具体信息可参考
《用于S7-300/400系统和标准功能的系统软件》1214574
本例程在414-3PN/DP的OB1中调用SFB12，412-2DP的OB1中调用SFB13实现两个PLC之间的S7通讯，通讯长度10个字节，如图8。
图 8－调用S7通讯功能块
6. PLCSIM仿真调试
6.1 启动仿真
在STEP7中启动PLCSIM进入仿真模式。
• STEP7 SIMATIC Manager菜单栏Options->Simulate Modules如图9
图 9－菜单栏启动仿真器PLCSIM
• STEP7 SIMATIC Manager工具栏单击 图标，如图10
图 10－工具栏菜单栏启动仿真器PLCSIM
启动后显示CPU仿真界面S7-PLCSIM1如图11
图 11－仿真器
6.2 下载项目
6.2.1. 选择通讯接口
下载项目前先选择正确的PG/PC接口，本例程仿真基于TCP/IP的S7通讯，所以选择PLCSIM(TCP/IP)，如图12。
图 12－设置PG/PC interface
6.2.2. 下载1＃站点
选择下载1＃站点BLOCK到PLCSIM1中如图13
图 13－下载1＃站点
下载完成后如图14在标题栏显示当前模拟的1＃站点CPU414-3PN/DP，状态栏显示CPU可用的接口类型及地址；
图 14－1＃站点仿真器
6.2.3. 下载2＃站点
在下载2＃站点到PLCSIM前，需要再打开一个新的PLCSIM2进程如图15
图 15－新建仿真器
然后重复下载1＃站点的操作步骤，下载2＃站点到PLCSIM2，如图16
图 16－2＃站点仿真器
6.3 通讯调试
将两个下载到PLCSIM中的站点CPU切换到RUN-P模式，打开Netpro查看激活的连接状态，可以看到连接已经建立，如图17
图 17－S7连接状态
如图18，在两个站点BLOCK中各建一个变量表，1＃站点监控发送缓冲区MB0~MB9，在MW20中设置发送长度10，I0.0由0变1产生上升沿时将数据发送给2＃站点；2＃站点监控接收缓冲区MB0~MB9。
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PROFIBUS的大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等领域。PROFIBUS由3个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布I/O系统）、PROFIBUS-PA（Process Automation，现场总线信息规范）和PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，过程自动化）。PROFIBUS-DP是一种高速、低成本通信，专门用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代24V DC或4~20mA信号传输。PORFIBUS-PA专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构连在一根总线上，并有本质安全规范。PROFIBUS-FMS用于车间级监控网络，是一个令牌结构的实时多主网络。
1．PROFIBUS的协议结构
PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准，以OSI作为参考模型的。PROFIBUS-DP定义了第1、2层和用户接口。第3到7层未加描述。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同PROFIBUS-DP设备的设备行为。PROFIBUS-FMS定义了第1、2、7层，应用层包括现场总线信息规范（FMS）和低层接口（LLI）。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通信服务；LLI协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第2层访问接口。PROFIBUS-PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS-DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1157-2标准，PA的传输技术可确保其本质安全性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。
2．PROFIBUS的传输技术
PROFIBUS提供了三种数据传输型式：RS-485传输、IEC1157-2传输和光纤传输。
（1) RS-485传输技术
RS-485传输是PROFIBUS常用的一种传输技术，通常称之为H2。RS-485传输技术用于PROFIBUS-DP与PROFIBUS-FMS。
RS-485传输技术基本特征是：网络拓扑为线性总线，两端有有源的总线终端电阻；传输速率为9.6kbps~12Mbps；介质为屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件；不带中继时每分段可连接32个站，带中继时可多到127个站。RS-485传输设备安装要点：全部设备均与总线连接；每个分段上多可接32个站（主站或从站）；每段的头和尾各有一个总线终端电阻，确保操作运行不发生误差；两个总线终端电阻必须一直有电源；当分段站过32个时，必须使用中继器用以连接各总线段，串联的中继器一般不过4个；传输速率可选用9.6kbps~12Mbps，一旦设备投入运行，全部设备均需选用同一传输速率。电缆大长度取决于传输速率采用RS-485传输技术的PROFIBUS网络好使用9针D型插头。当连接各站时，应确保数据线不要拧绞，系统在高电磁发射环境下运行应使用带屏蔽的电缆，屏蔽可提高电磁兼容性（EMC）。如用屏蔽编织线和屏蔽箔，应在两端与保护接地连接，并通过尽可能的大面积屏蔽接线来复盖，以保持良好的传导性。
（2）IEC1157-2传输技术
IEC1l57-2的传输技术用于PROFIBUS-PA，能满足化工和石油化工业的要求。它可保持其本质安全性，并通过总线对现场设备供电。IEC1157-2是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输，通常称为H1。
（3）光纤传输技术
PROFIBUS系统在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤导体，以增加高速传输的距离。可使用两种光纤导体：一种是价格低廉的塑料纤维导体，供距离小于50m情况下使用；另一种是玻璃纤维导体，供距离小于1km情况下使用。许多厂商提供总线插头可将RS-485信号转换成光纤导体信号或将光纤导体信号转换成RS-485信号。
3. PROFIBUS总线存取控制技术
PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一样的总线存取控制技术，它是通过OSI参考模型第2层（数据链路层）来实现的，它包括保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。在PROFIBUS中，第2层称之为现场总线数据链路层（FDL，Fieldbus Data 
1）在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。
2）在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。
因此PROFIBUS主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌），令牌在所有主站中循环一周的长时间是事先规定的。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。主站得到总线存取令牌时可依照主-从通信关系表与所有从站通信，向从站发送或读取信息，也可依照主-主通信关系表与所有主站通信。所以可能有3种系统配置：纯主-从系统、纯主-主系统和混合系统在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环第2层的另一重要工作任务是保证数据的高度完整性。PROFIBUS在第2层按照非连接的模式操作，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通信，包括广播和选择广播功能。
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