Profibus现场总线控制系统的设计与开发

第1章绪论

1.1现场总线的概念及特点

1.2Profibus现场总线的产生及发展历程

1.2.1现场总线的产生背景

1.2.2几种典型的现场总线技术

1.2.3Profibus现场总线的发展历程

1.3Profibus现场总线技术概述

1.3.1Profibus的特点

1.3.2Profibus的协议结构和类型

1.3.3Profibus的应用领域

1.4Profibus的现状及发展前景

第2章Profibus总线协议结构

2.1Profibus协议结构与OSI参考模型

2.2Profibus传输技术(物理层，第l层)

2.2.1用于DP/FMS的RS-485传输技术

2.2.2DP和FMS光缆传输技术

2.2.3用于PA的IEC1158-2传输技术

2.2.4总线拓扑

2.3现场总线数据链路层(第2层)

2.3.1现场总线数据链路层

2.3.2Profibus风络中的总线访问控制

2.4Profibus-DP数据通信协议

2.4.1DP设备类型

2.4.2各类DP设备之间的数据通信

2.4.3Profibus-DP的数据循环

2.4.4Profibus-DP的其他基本功能

2.4.5Profibus-DPV1扩展功能

2.4.6电子设备数据文件(GSD)及DP行规

2.5现场总线报文规范层FMS

2.5.1Profibus-FMS

2.5.2Profibus-FMS服务描述

2.6Profibus-PA协议

第3章Profibus-DP现场总线通信

3.1Profibus-DP系统工作过程

3.1.1主站和从站的初始化

3.1.2总线上令牌环的建立

3.1.3主站与从站通信的初始化

3.2Profibus-DP通信协议规范

3.2.1Profibus-DP通信物理层规范

3.2.2Profibus-DP通信数据链路层规范

3.2.3Profibus-DP通信用户层

3.3Profibus-DP系统结构及通信扩展

3.3.1Profibus-DP系统结构

3.3.2通信扩展

第4章西门子PLC的Profibus总线通信

4.1西门子可编程控制器

4.1.1可编程控制器的原理

4.1.2西门子系列

4.1.3可缟程控制器S7-300的穗系统组成

4.1.4编程软件STEP7

4.2S7系列结构化程序设计

4.2.1用户程序中的块

4.2.2用户程序使用的堆栈及功能块调用

4.2.3线性化编程与结构化编程

4.2.4组织块与中断处理

4.2.5数据块与数据结构

4.3硬件组态与参数设置

4.3.1项目的创建与项目的结构

4.3.2硬件组态

4.3.3Profibus-DP设置

4.3.4带有Profibus-DP的范例项目

第5章DP用户程序接口

5.1DP用户程序接口基础

5.1.1有关DP的系统功能SFC

5.1.2SIMATICS7数据记录基础

5.2Profibus-DP

5.2.1循环执行的组织块的主程序OB1

5.2.2过程中断(OB40～OB47)

5.2.3诊断中断处理组织块(OB82)

5.2.4模板热插拔中断处理组织块(OB83)

5.2.5程序序列故障(OB85)

5.2.6机架故障组织块(OB86)

5.2.7I/O访问故障(OB122)

5.3DP用户数据通信和过程中断功能

5.3.1用SFC14DPRD_DAT和SFC15DPWR_DAT交换连续的DP数据

5.3.2用SFC11DPSYC_FR传送的SYNC和FREEZE控制命令

5.3.3用SFC7DP_PRAL触发DP主设备上的硬件中断

5.4SFC的DP诊断功能

5.4.1用SFC13DPNRM_DG读取DP从设备的标准诊断数据

5.4.2与DP相关系统状态表(SZL)

5.4.3局部系统状态表的结构

5.4.4用SFC51RDSYSST读取局部系统状态表

5.4.5可供使用的系统状态子表

5.4.6SFC51RDSYSST专用特性

5.5读、写数据记录/参数

5.5.1用SFC55WR_PARM动态参数

5.5.2用SFC56WR_DPARM在SDB中写入预定的数据记录/参数

5.5.3用SFC57PARM_MOD写来自SDB的全部预定的数据记录/参数

5.5.4用SFC58WR_REC写数据记录/参数

5.5.5用SFC59RD_REC读取数据记录

5.6Profibus式数据通信的典型方案

5.6.1带有I/O访问命令的数据通信

5.6.2交换连续的数据的实例

5.6.3处理过程中断

5.6.4在I从设(S7-400)上生成硬件中断

5.6.5传送数据记录和参数

5.6.6用SFC55WR_PARM写动态参数

5.6.7使用SFC56WR_DPARM改变模拟量输入模板的参数

5.6.8为模拟输入模块测试参数随SFC56WR_DPAM而变化

5.6.9SYNC/FREEZE

5.6.10带有DP主设CIU315-2DP的SYNC和FREEZE的例子

5.6.11用交叉通信交换数据

第6章Profibus-DP智能从站接口的开发

6.1Profibus-DP现场总线从站开发概述

6.1.1Profibus-DP从站开发方案

6.1.2用SP3开发Profibus-DP从站的步骤

6.1.3设备数据库文件(GSD)

6.2Profibus-DP开发包4

6.2.1开发包4(PACKAGE4)的组成

6.2.2硬件安装

6.2.3软件使用

6.3从站通信控制器SPC3

6.3.1SPC3功能简介

6.3.2SPC3引脚介绍

6.3.3SPC3存储器分配及参数

6.3.4ASIC接口

6.3.5Profibus-DP接口

6.3.6通用处理器总线接口

6.3.7UART

6.3.8Profibus接口

6.3.9Profibus-DP从站的状态机制

6.4Pmfibus-DP智能从站通信接口的开发

6.4.1Profibus-DP从站硬件设计

6.4.2Profibus-DP从站软件设计

第7章Profibus现场总线控制网络的组态

7.1PC机作Profibus主站

7.1.1CP5611网络接口卡

7.1.2CP5611卡的使用

7.2Profibus-DP主站通信程序设计

7.2.1通信程序中主要函数介绍

7.2.2主站通信程序开发实例

7.3组态软件通过CP5611卡接入Profibus的设置方法及应用实例

7.3.1WinCC简介

7.3.2WinCC通过Profibus与从站进行通信

7.4OPC技术在Profibus系统中的应用

7.4.1OPC技术介绍

7.4.2OPC服务器、客户端DCOM配置

7.4.3PC站通过SOFNETDP以OPC方式进行通信

7.4.4WinCC项目WinCC_S7_OPC的创建

7.4.5通信连接的诊断

第8章Profibus现场总线集成技术

8.1系统集成的概念

8.2信息网络集成系统的层次结构

8.2.1传统3层网络体系结构

8.2.22层企业网体系结构

8.3控制网络与信息网络

8.3.1控制网络与信息网络的区别

8.3.2控制网络与信息网络的互连

8.3.3控制网络与信息网络的集成

8.4工业以太网标准PROFINET

8.4.1PROFINET的组成与特点

8.4.2PROFINET参考模型

8.4.3PROFINET的体系结构

8.5Profibus现场总线与信息网络的集成

8.5.1控制网络与信息网络的集成方法

8.5.2Profibus与PROFINET的集成

附录

附录AS7300组织块一览表

附录BProfibusI/O配置数据与“代码”对照表

附录CProfibus智能从站参考硬件电路图

参考文献