Profibus DP模拟主站通信机制分析.pdf

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1、ProfibusDP模拟主站通信机制分析2013年1月ProfibusDP模拟主站通信机制分析Ver1.12013年1月ShowmanProfibusDP模拟主站通信机制分析ProfibusDP模拟主站通信机制分析2013年1月1、概述ProfibusDP是一种主从模式的现场总线技术，ProfibusDP网络上的所有通信行为都是由主站发起的，从站只能被动响应主站的服务请求。DP网络上的主站有两种，分别是一类主站和二类主站，其中二类主站负责网络配置、组态和监视功能，如西门子的CP5611加上Step7软件；一类主站负责系统控制功能的实现，

2、如西门子的S7-300PLC。用户在调试DP从站的时候，首先需要考虑如何构建DP网络调试系统。西门子公司推荐的DP网络调试解决是采用由CP5611通信卡、ComProfibus软件和待调试DP从站组成的调试系统，其中CP5611通信卡与ComProfibus软件合起来实现一类和二类主站的功能，即将一类主站和二类主站的功能合二为一；或者采用由Step7组态/编程软件CP5611通信卡（二类主站）、PLC（一类主站）和待调试从站构成的网络调试系统。这两种ProfibusDP网络调试方案对普通用户（尤其是学生）来说成本有些高，尤其是后者。因此

3、，如何创建一个集一类主站和二类主站功能于一体的、低成本的DP网络调试软件或者设备会有利于普通用户的学习和调试工作。在开发DP主站的过程中，必然涉及到通信协议的问题，对于普通的软件开发者来说，研究并编写DP主站通信协议是很有难度的。接触过DP通信协议的用户可能会感觉到，DP主站协议虽然复杂，但在工作过程中能用到的只是很少一部分，且极有规律。这里我们主要介绍一类主站与从站之间的通信过程，具体包括通信过程、报文内容分析等。希望根据上述分析内容，软件开发者可以自行开发出简单的DP主站调试软件。2、DP主/从站通信过程分析在DP网络的组态、配置、

4、控制过程中，用户的组态、和配置信息（如DP从站的地址、每个从设备的模块配置信息等）和控制程序由二类主站通过MPI接口或DP接口下载到一类主站（如S7300PLC）中。一类主站根据配置信息对指定从站进行参数化、模块配置等操作，最后实现主/从站之间的数据交换操作，进入到DATA_EXCHANGE状态。从站的工作状态包括以下三个阶段，即“WAIT_PRM”、“WAIT_CFG”状态和“DATA_EXCHANGE”状态，主站通过Get_Diagnostics服务来获取从站的工作状态。从站上电后，经过设备初始化过程后，会直接进入到“WAIT_PR

5、M”状态，在此状态下，主站通过Set_Prm服务对从站进行参数化设置操作，在没有问题的情况下，从站会进入到“WAIT_CFG”状态；当从站接收到主站的Check_Cfg服务请求后，且检查CFG数据无误后，则进入到“DATA_EXCHANGE”状态。如果用户用SPC3、VPC3等协议芯片开发DP从站的话，则此时芯片的XDATAEXCH引脚会由高转低，用户会在此引脚处接一个LED灯，灯亮时则表示芯片已经进入“DATA_EXCHANGE”状态。ProfibusDP模拟主站通信机制分析ProfibusDP模拟主站通信机制分析2013年1月3、模

6、拟主站通信机制用户在开发模拟主站需要注意这样一个问题，即模拟主站必须以最小时间间隔不停地向网络上发送报文，包括FDL_status、Set_Prm，Get_Diagnostics，Check_Cfg，DataExchange等，发送最小时间间隔建议设为200ms或者更小，超过这个时间间隔，从站会因为波特率检测看门狗超时而经常处于BAUD_Research状态，从而不会响应用户请求。主站会维护两个列表，一个是活动设备列表ActiveDevList，另一个是配置设备列表CfgDevList。活动设备列表记录了所有在线从站，是动态变化的；配置

7、设备列表是由用户配置生成，包括所有参与系统控制任务的从站。正常情况下，配置设备列表是活动设备列表的子集，需要注意的是，配置设备列表中的从站有可能没有在线）。需要说明的是，在DP帧结构定义中，SD1/SD2/SD4/SD4表示帧前定界符，DA表示目的地址，SA表示源地址，SSAP表示源服务访问点，DSAP表示目的服务访问点，FC表示帧控制符，ED表示帧尾定界符，FCS表示帧校验和（有效通信数据的简单累加和）。当DA或SA的bit7为1时，表示在DATA_UNIT中有DSAP和SSAP存在。Step1：建立活动设备列表向指定从站顺序、定期地

8、发送FDL_status.req报文，从站地址范围在TS(本主站地址)到NS（下一个主站地址）之间，且不含TS和NS。从站地址到达NS-1后，再从TS+1重新开始，反复进行。TS和NS的值可由用户自行确定，