現(xiàn)場總線Profibus-DP 主從站數(shù)據(jù)交換探討

　　圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　3．2 軟件部分
　　( l ）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。網(wǎng)絡(luò)組態(tài)部分實際上就是形成整個Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)配置，包括網(wǎng)絡(luò)波特率、主從站地址及主從關(guān)系表等參數(shù)；上位機中裝有B&R PCC 通信程序開發(fā)平臺Automation Studio (AS）軟件及B&R Fieldbus Configurator（Sycon）網(wǎng)絡(luò)配置軟件，分別用于對PCC 編程和對Profibus-DP 網(wǎng)進行組態(tài)、通信設(shè)置及監(jiān)控。
　　Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)的配置相當靈活，網(wǎng)絡(luò)允許單子網(wǎng)或多子網(wǎng)配置，既可以單主-從網(wǎng)絡(luò)，又可多主-從網(wǎng)絡(luò)。通過B&R 公司軟件B&R Fieldbus Configurator可對整個網(wǎng)絡(luò)進行配置，設(shè)置相關(guān)的參數(shù)。通過該軟件，不僅可配置Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)，對InterBus , CANopen , DeviceNet , ControlNet , SDS , As-Interface 都可以進行相關(guān)配置。組建Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備通過讀取相應(yīng)GSD 文件而加人到同一總線系統(tǒng)中。GSD文件是電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件。為了將不同廠家的Profibus 產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以GSD 文件方式提供這些產(chǎn)品的功能參數(shù)。GSD 文件應(yīng)該包括3 個部分：總體規(guī)范（生產(chǎn)廠商和設(shè)備名稱、硬件和軟件版本、波特串等）、與DP 有關(guān)的規(guī)范（主站的各項參數(shù)）、與DP 從站有關(guān)的規(guī)范（輸人輸出通道數(shù)、 類型、診斷數(shù)據(jù)等）。從站與主站之間的通信是通過使用設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件（GSD ）實現(xiàn)的。另外，B&R 公司軟件FieldBus Configurator 還可以用于對整個網(wǎng)絡(luò)進行診斷，并可對網(wǎng)絡(luò)的通信信息進行監(jiān)控。
　　系統(tǒng)具體配置過程如下：
　?、?通過GSD 文件組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)波特率、主從站地址，給從站模塊在主站內(nèi)存區(qū)分配映射緩沖區(qū)，確定映射區(qū)起始地址及大?。◤恼驹谥髡揪彌_區(qū)中分配的映射區(qū)是連續(xù)的），將配置文件下載至EX450 。
　?、?從站IF361是在程序中設(shè)置從站地址及波特率的，而從站IF661從站地址是通過硬件撥碼設(shè)置的，此撥碼設(shè)定須與主站配置軟件中的設(shè)置一致。
　?、?將兩從站AS編寫的通信程序通過模塊上的RS-232 口下載至對應(yīng)模塊。
　?、?在B&R Fieldbus Configurator軟件診斷模式下測試整個網(wǎng)絡(luò)，查看從站激活情況，然后由軟件生成主站通信程序所需要的網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)模塊。
　　⑤ 在主站程序中加人主站Profibus-DP 庫，并加人上面生成的數(shù)據(jù)模塊，編寫主站通信程序，下載至主站CPU 中。
　　( 2 ）通信編程。在該網(wǎng)絡(luò)配置完成后，物理架構(gòu)上的主從網(wǎng)絡(luò)已實現(xiàn)，下面就是要實現(xiàn)主從站之間的通信。從站程序主要設(shè)置從站緩沖區(qū)大小及實現(xiàn)主站相應(yīng)緩沖區(qū)與從站緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)交換。它并不參與數(shù)據(jù)交換的協(xié)調(diào)過程，整個數(shù)據(jù)交換過程完全由主站程序控制。主站程序中，首先在初始化程序段通過Init 函數(shù)初始化模塊，并檢查網(wǎng)絡(luò)配置模塊是否存在（標志變量與Config是否為1 ）。若標志變量Config 與run 都為1 ，直接調(diào)用I/O函數(shù)進人循環(huán)數(shù)據(jù)交換階段；若標志變量Config為0 ，調(diào)用Config命令將配置模塊傳送到通信模塊中；若標志變量run為0 ，說明當前未在數(shù)據(jù)交換階段，則調(diào)用Start 函數(shù)開始數(shù)據(jù)交換，進人循環(huán)數(shù)據(jù)交換階段。在循環(huán)數(shù)據(jù)交換階段，通過I/O函數(shù)復制需傳送的數(shù)據(jù)到相應(yīng)的緩沖區(qū)中，由Command 函數(shù)檢查總線狀態(tài)，判斷總線是否忙，并進行同步處理。由SlaveState 函數(shù)來診斷當前網(wǎng)絡(luò)從站是否存在并處于激活狀態(tài)，并由slaveExtStat 函數(shù)給出詳細的從站狀態(tài)信息。若一切正常，則配合從站程序，實現(xiàn)從站程序緩沖區(qū)與主站緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)交換，最后由Stop終止數(shù)據(jù)交換。主站通信控制程序流程如圖2 所示。

　　圖2 主站程序流程

　　( 3 ）通信監(jiān)控。通過B&R Fieldbus configurator軟件本身帶有的監(jiān)控程序I/O Watch ，可以實時看到主從站數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的變化。在此實驗系統(tǒng)中，在主站程序設(shè)置一個兩元素的數(shù)組，數(shù)組元素自加，通過SYSCON 的I/O Watch 監(jiān)控功能可以得到數(shù)據(jù)交換。
　　4 結(jié)語
　　本文從研究的角度討論了Profibus -DP網(wǎng)絡(luò)的基本特性、拓撲形式、通信原理等，結(jié)合具體的實驗系統(tǒng)介紹了實現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)主從通信的具體方法并取得了良好的實驗效果。在本文所論述方法的基礎(chǔ)上，通過修改應(yīng)用程序可很好地滿足實際工程中主站對從站的配置監(jiān)控、主從站數(shù)據(jù)通信等要求，具有很廣泛的通用性。由于Profibus -DP的開放性、實時性好，數(shù)據(jù)傳輸速度快，系統(tǒng)實現(xiàn)簡單，可靠性高，符合現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢，將在未來一段時間內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。