Gliwice, 7 stycznia 2007-01-07 Projekt Komputerowych Systemów Sterowania Wymiana danych pomiędzy dwoma sterownikami Siemens S7-300 po sieci Profibus DP Janusz Serwin KSS, sem. 9
Informacje ogólne Profibus jest standardem sieci przemysłowej czasu rzeczywistego. W sieci może być do 127 sterowników. Rozległość sieci zależy od zastosowanego medium transmisji. Profibus może pracować z następującymi prędkościami transmisji: 9600 bit/sek 19200 bit/sek 93,75 Kb/sek 187,5 Kbit/sek 500 Kbit/sek 1500 Kbit/sek 12000 Kbit/sek ProfiBus jest siecią deterministyczną. Komunikacja odbywa się na zasadzie master/slave lub master/master. Istnieje także Profibus DP. Jest to transmisja służąca do bardzo szybkiej obsługi zdecentralizowanych urządzeń we/wy. Sterownik przez cały czas non-stop odpytuje lokalne sterowniki we/wy. Okablowanie i terminator sieci dla Profibus DP Jako kable transmisyjne wykorzystuje się dwużyłowe ekranowane przewody miedziane. Wszystkie urządzenia w sieci łączy się w strukturze linii. Początek i koniec segmentu musi być zakończony terminatorem. Oba terminatory muszą mieć ciągłe zasilanie, aby zapewnić poprawną transmisję. Zazwyczaj terminator załączany jest bezpośrednio na wtyczce. Dostępne na rynku wtyczki pozwalają na bezpośrednie dołączenie kabla bezpośrednio wchodzącego do danej stacji i kabla wychodzącego z niej. Pozwala to na łączenie i rozłączanie stacji bez przerywania transmisji danych. Poniższy rysunek przedstawia schemat kabla i terminatora: Okablowanie i terminator dla sieci Profibus DP
Przykładowa konfiguracja sprzętowa sieci Profibus DP oraz sposób załączenia terminatorów: Przykładowa konfiguracja dla jednego procesora, 5 modułów wejść cyfrowych rozmieszczonych na dwóch sieciach Profibus DP. Powyższa konfiguracja w środowisku Step 7:
Konfigurację sieci Profibus DP możemy wygenerować także poprzez moduł programu Step 7 o nazwie NetPro. Przykładowa konfiguracja jest widoczna na poniższym rysunku: Na powyższych konfiguracjach widać, że każdemu modułowi w sieci Profibus DP musi być przyporządkowany odpowiedni unikalny adres (tutaj 3-7). Konfiguracja sprzętowa wymiany danych pomiędzy dwoma sterownikami: Instrukcja opisuje konfigurację dwóch sterowników połączonych w trybie Master-Slave. W celu rozpoczęcia konfiguracji sprzętowej należy utworzyć nowy projekt w Simatic Manager (File New). W polu Name wpisać nazwę projektu. Konfigurowane będą dwie osobne stacje, które nazwane będą Master_DP i Slave_DP. Aby je stworzyć należy w oknie projektu prawym przyciskiem myszy wybrać Insert New Object Simatic 300 Station dla każdej z osobna.
Po dodaniu sterowników okno projektu powinno wyglądać następująco:
Następnie należy ustawić konfigurację sprzętową sterownika Master_DP. Aby to uczynić należy dwukrotnie kliknąć na ikonę Hardware w sterowniku Master_DP: Program automatycznie przełączy się w środowisko konfiguracji sprzętowej dla sterownika Master_DP (HW Config). Jego wygląd jest następujący:
Powyższy rysunek przedstawia okno konfiguracji sprzętowej. W Panelu konfiguracyjnym tworzymy konfigurację sterownika. Tabela konfiguracja dostarcza informacji na temat aktualnie zaznaczonego elementu (CPU, moduł we/wy, moduł komunikacyjny itp.) w Panelu konfiguracyjnym. Po prawej stronie widać Katalog sprzętowy, z którego możemy wybrać interesujące nas elementy sterownika. Poniżej można odczytać informacje na temat zaznaczonego aktualnie elementu w Katalogu sprzętowym (szczególnie ważny jest dokładny numer dodawanego elementu wraz z jego wersją). Należy teraz dokładnie opisać z jakich elementów składa się sterownik, który chcemy skonfigurować. Należy rozpocząć od wyboru szyny montażowej dla sterownika rodziny SIMATIC 300. Robimy to podobnie jak w module Projekt Manager poprzez kliknięcie prawym przyciskiem myszy i wybór opcji Insert Object, a następnie wybrać SIMATIC 300 RACK-300 Rail podobnie jak na poniższym rysunku: Na Panelu konfiguracyjnym pojawiła się pusta szyna montażowa z wierszami reprezentującymi numery slotów. Slot 1. jest zarezerwowany dla zasilacza, slot 2 dla jednostki centralnej, natomiast slot 3 dla modułu interfejsowego potrzebnego w przypadku potrzeby rozszerzenia podstawowej szyny nośnej o dodatkowe moduły umieszczone na innej szynie nośnej. Klikamy na 2 slocie (CPU) prawym przyciskiem myszy i wybieramy Insert Object. Dokonujemy następującego wyboru (ważnym jest aby numer wybranego procesora zgadzał się z tym, który jest napisany na samym module CPU): CPU 314C-2 DP 6E7S 314-6CG0B-0AB0 V2.0
Zostaniemy poproszeni o wybór adresu sieci Profibus, którą system przypisze do konfigurowanego CPU: Klikając na New uzyskamy okno konfiguracyjne sieci Profibus, w którym można zmienić nazwę sieci Profibus przypisanej do procesora, prędkość transmisji, itp. Wybieramy ustawienia domyślne, więc jedynie potwierdzamy to okno. Po potwierdzeniu otrzymamy następującą konfigurację sterownika:
W powyższej konfiguracji widać, że oprócz procesora dodane zostały moduły standardowo dołączane z tym procesorem w wersji compact np. cyfrowy moduł we/wy (DI24/DO16), analogowy moduł we/wy (AI5/AO2) nie trzeba ich dodawać osobno do konfigurowanego sprzętu. W tabeli konfiguracyjnej można zaobserwować także dodatkowe informacje o adresach we/wy przyporządkowanym odpowiednim modułom (informacje potrzebne przy programowaniu sterownika). W panelu konfiguracyjnym można wyróżnić pustą sieć Profibus DP (do niej dołączony zostanie drugi sterownik jako Slave_DP). Zamykamy moduł konfiguracji sprzętowej (HW Config), zapisujemy zmiany. Przechodzimy do modułu SIMATIC Manager. Teraz należy w skonfigurować sprzętowo stację Slave_DP w podobny sposób jak zostało to opisane powyżej. Przy wyborze adresu węzła wybieramy pierwszy dostępny (najprawdopodobniej 3) na tej samej dostępnej do wyboru sieci Probibus DP utworzonej przy konfiguracji sterownika Master_DP:
Następnie dwukrotnie klikamy na slot X2 DP. Uzyskamy okno właściwości sieci Profibus DP. Przechodzimy do zakładki Operating Mode i zaznaczamy opcję DP Slave: Po ustawieniu opcji DP Slave zamykamy okno modułu HW Conf, zapisujemy. Konfiguracja nie jest jeszcze kompletna, gdyż stacja Slave nie została jeszcze przyporządkowana do odpowiedniego sterownika Master i nie zostały ustawione adresy logiczne definiujące drogę wymiany danych pomiędzy sterownikami Master i Slave. System poinformuje nas o tym, że konfiguracja jest jeszcze niekompletna:
Powyższe okno jedynie potwierdzamy, przechodzimy do modułu Project Manager i ponownie wybieramy konfigurację sprzętową sterownika Master_DP. W module HW Conf wybieramy w Katalogu sprzętowym: Profibus DP Configured Stations CPU 31x i przeciągamy wybany element na gałąź reprezentującą sieć Profibus DP:
Po przeciągnięciu stacji na gałąź sieci Profibus DP pojawi się okno wyboru stacji, którą chcemy podłączyć: Wybieramy wcześniej skonfigurowany sterownik Slave i naciskamy Connect. Przechodzimy do zakładki Configuration w tym samym oknie. Tutaj ustawiane są adresy logiczne definiujące wirtualne adresy wymiany danych pomiędzy sterownikami Master Slave. Klikamy New. W oknie konfiguracji połączenia wpisujemy dane jak na poniższym rysunku:
Potwierdzamy wybór. Skonfigurowany system Master_DP powinien wyglądać następująco: Aby sprawdzić poprawność konfiguracji systemu wybieramy w HW Conf Station Consistency Check : Jeżeli nie zgłoszone są żadne błędy konfiguracji możemy skompilować konfigurację sprzętową wybierając opcję Station Save and Compile. Tak przygotowaną konfigurację można załadować do sterowników.