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PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准,以开放式系统互联网络(Open System Interconnection,OSI)作为参考模型,该模型共有7层,PROFIBUS-DP定义了其中的、二层和用户接口。第3到7层未加描述。
图1为ISO/OSI参考模型与PROFIBUS体系结构比较。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。物理层采用EIARS-485双绞线或光纤,连接器采用RS-485标准的9针D型插座。数据链路层提供了介质存取控制功能、数据的完整性检查以及传输执行的协议,在PROFIBUS中称第2层为现场总线数据链路(FDL)(包括介质访问存取控制(MAC)子层、现场总线链路控制(FLC)子层、现场总线管理(FMA1/2)子层),采用混合介质存取协议,对应于DIN(E)19245,支持单主或多主系统,主或从设备,大站数为126。它包括主站之间的数据传输的令牌环方式和从站之间的主-从方式。PROFIBUS第7层包括底层接口(LLI)、现场总线信息规范(FMS)和现场总线管理(FMA7)。
图1 ISO/OSI参考模型与PROFIBUS体系结构比较
图2为PROFIBUS-DP数据传输示意图,即主站发送请求,访问DP从站,其中包括帧格式;从站收到请求信息后,立即响应主站,并回送响应帧。
图2 PROFIBUS-DP用户数据传输
S7-1200和S7-1500指令的比较
下图是博途的STEP7 V12帮助中的指令概览。可以看出,S7-1200和S7-1500的指令是兼容的,S7-1200的指令是S7-1500的指令的子集。可以认为S7-1200是精简版的S7-1500。如果暂时没有条件使用S7-1500,可以先使用S7-1200,为今后使用S7-1500打下基础。
1.可用的编程语言
S7-1500和S7-1200都能使用梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和结构化控制语言(SCL)语言。为了和S7-300/400兼容,S7-1500还可以使用STL语言。
2.指令的比较
1)S7-1500的基本指令比S7-1200多9条指令。
2)扩展指令中只有S7-1500有PROFIenergy(使用 PROFINET 进行能源管理)指令。此外S7-1500比S7-1200多11条指令。
3)“技术"类指令S7-1500比S7-1200多5条高速计数器指令。
4)“通信"类指令S7-1200比S7-1500多3条发送电子邮件的指令。
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梯形图程序设计语言是常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域,电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉,因此,由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎,并得到了广泛的应用。梯形图与操作原理图相对应,具有直观性和对应性;与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是,梯形图中的能流不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,因此,应用时,需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。LAD图形指令有3个基本形式:
(1)触点:
触点符号代表输入条件如外部开关,按钮及内部条件等。CPU运行扫描到触点符号时,到触点位的存储器位访问(即CPU对存储器的读操作)。该位数据(状态)为1时,表示“能流"能通过。计算机读操作的次数不受限制,用户程序中,常开触点,常闭触点可以使用无数次。
(2)线圈:
线圈表示输出结果,通过输出接口电路来控制外部的指示灯、接触器等及内部的输出条件等。线圈左侧接点组成的逻辑运算结果为1时,“能流"可以达到线圈,使线圈得电动作,CPU将线圈的位地址的存储器的位置位为1,逻辑运算结果为0,线圈不通电,存储器的位置0。即线圈代表CPU对存储器的写操作。PLC采用循环扫描的工作方式,所以在用户程序中,每个线圈只能使用一次。
(3)指令盒:指令盒代表一些较复杂的功能。如定时器,计数器或数学运算指令等。当“能流"通过指令盒时,执行指令盒所代表的功能。
梯形图按照逻辑关系可分成网络段,分段只是为了阅读和调试方便。在举例中将网络段省去。图1是梯形图示例。
西门子PLC变量的采集模式
变量具有三种采集模式,循环连续,循环使用及根据命令。
默认情况下,我们应该将其设置为循环使用的方式。这表示只有当前画面中使用到了某变量,该变量才会被刷新,才会产生通信负荷。如果错误地设置为循环连续,那么不管当前画面中是否使用该变量,面板都会在后台不停地刷新该变量,从而产生不必要的通信负荷,降低了面板整体的通信速度。
设置为循环连续方式常见的应用是该变量组态了数值更改事件。
1、变量的刷新周期
普通的通信方式,面板能支持的小刷新周期是100ms。
是不是设置得越短,通信就越快呢?当变量很少时,基本上是这样。但若变量很多时,则不然。因为大量的通信任务执行的时间远超刷新周期,将导致通信堵塞。表现就是通信速度反而会下降。所以应该根据项目的实际需要,变量刷新周期该长的长,该短的短。
对于某些特殊的应用,如直接键。则可以将面板组态为 DP 从站。从而保证某些关键数据的快速传送
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