對於(yu) 控製層和現場層的通信網絡,PROFIBUS 依然是國際上應用最廣泛的現場總線標準之一。
所有 SIMATIC 係列 PLC CPU 都自帶或可通過擴展 CP/CM 模塊支持PROFIBUS 通訊 ,這些 PROFIBUS 通信處理器模塊是西門子 PLC 家族的重要組成部分,它們(men) 擴展了 PLC 的通信接口,同時還通過自身支持的通信功能,進一步豐(feng) 富了 PLC 站點的通信應用,減輕了 CPU 的負荷。
西門子全係列的 PLC,從(cong) S7-300/400 到 S7-1200/1500,都提供了多種類的 PROFIBUS 通信處理器,麵對種類繁多的通信模塊,我們(men) 該如何選擇呢?

接下來的內(nei) 容,我們(men) 就會(hui) 帶大家一起來探秘 SIMATIC PLC PROFIBUS 通信處理器。
一、SIMATIC PLC PROFIBUS 通信處理器
SIMATIC PLC PROFIBUS 通信處理器是對 CPU 通信能力的一個(ge) 補充,每添加一個(ge) PROFIBUS 通信處理器,相當於(yu) 給 CPU 額外增加了一個(ge) 通信接口,增加了 CPU 的通信能力。總體(ti) 來說,增加 PROFIBUS 通信處理器的功能主要有以下幾方麵:
擴展網絡:增加一個(ge) 完全隔離的 PROFIBUS 網絡,擴展連接設備的數量。
減輕網絡壓力:通過添加額外的通信處理器,可以將設備分散連接到不同的PROFIBUS 子網絡中,減少每個(ge) 子網絡的設備數,進一步減輕每個(ge) 網絡的通信壓力以及可能的幹擾。
擴展通信資源及協議:常用的工業(ye) 領域的通信連接資源及協議的擴展,例如:PROFIBUS DP、S7、FDL、PG/OP 等。
1.1 S7-300 PROFIBUS 通信處理器
S7-300 係列的 CPU 並不是所有型號都集成了 PROFIBUS 接口,考慮到為(wei) 了實現 PROFIBUS 通信能力,或者擴展通信資源,此時我們(men) 可以選擇在 CPU 後添加 CP 模塊。

S7-300 的 PROFIBUS CP 卡有以下三種型號,下麵的表格我們(men) 列出了三種模塊常用的通信協議和連接資源數量。

從(cong) 表格中我們(men) 不難看出三種模塊的區別和應用場合。
CP 342-5 和 CP 342-5 FO 兩(liang) 個(ge) 模塊的通信功能及參數完全相同,唯一的區別是物理接口的不同,CP342-5 帶有最常規的 RS485 電氣接口,而 CP342-5 FO 模塊的物理接口則為(wei) 塑料光纖接口,因此這個(ge) 模塊特別適用於(yu) 接入到現場的光纖網絡中,可以防止出現電磁幹擾的問題。

從(cong) 支持的通信協議和功能方麵,CP342-5 / CP 342-5 FO 支持最常用的PROFIBUS DP 主從(cong) 通信,支持作為(wei) DP 主站或 DP 從(cong) 站,此外還支持作為(wei) S7 通信中的客戶端或服務器,能夠連接編程設備進行編程調試,還可以連接上位機和觸摸屏實現HMI通信。

對於(yu) CP343-5 模塊來說,它最常用的場景就是需要實現 FMS 協議通訊時,可以將 SIMATIC S7 簡單地集成進多廠商自動化組。

1.2 S7-400 PROFIBUS 通信處理器
S7-400 CPU 都集成有 PROFIBUS 接口,可以滿足常規的 PROFIBUS 通訊需求,但是經常遇到以下情況,就需要額外的 PROFIBUS CP 模塊來擴展 CPU 通信接口:
1)CPU 集成 PROFIBUS 接口無法連接更多的從(cong) 站
2)連接的從(cong) 站過多,需要限製網絡規模,因此需要額外的 CP 模塊隔離網絡
3)現場存在相同站點地址的從(cong) 站
4)需要連接不同通信速率參數的站點
5)需要實現額外的通信協議,例如 FDL,FMS

下麵的表格我們(men) 可以看到 S7-400 的 PROFIBUS CP 卡的功能區別。

從(cong) 表格中我們(men) 不難看出兩(liang) 種模塊的區別和應用場合。
CP 443-5 EXT 支持作為(wei) PROFIBUS DP 主站通信,此外還支持比較常見的S7、PG/OP、FDL 等幾種通信協議,因此一般情況下,這款模塊是 S7-400 係列中最常用的 PROFIBUS 擴展模塊。

對於(yu) CP443-5 Basic 模塊來說,它最常用的場景就是需要實現 FMS 協議通訊時,而隨著 FMS 通信協議的使用越來越少,這款模塊目前在現場也很少會(hui) 用到,所有模塊目前已經被宣布淘汰。
1.3 S7-1200 PROFIBUS 通信處理器
隨著西門子 PLC 技術的發展,由於(yu) 以太網通信的普及以及便利性,CPU 都會(hui) 集成以太網接口,因此對於(yu) PROFIBUS 通信接口的需求有所降低,對於(yu) S7-1200 係列的 CPU,不再集成 PROFIBUS 接口,考慮到為(wei) 了實現 PROFIBUS通信能力,此時我們(men) 可以選擇在 CPU左側(ce) 擴展支持 PROFIBUS 通信的 CM 模塊。

下麵的表格我們(men) 可以看到 S7-1200 的兩(liang) 款 PROFIBUS CM 模塊的功能區別。

從(cong) 表格中我們(men) 不難看出兩(liang) 種模塊的區別和應用場合。
這兩(liang) 款模塊能夠實現最基本的 PROFIBUS 通信需求:
對於(yu) CM1242-5,它僅(jin) 支持作為(wei) PROFIBUS DP 從(cong) 站,不支持額外的通信功能。
對於(yu) CM1243-5,它僅(jin) 支持作為(wei) PROFIBUS DP 主站,此外可以支持 S7 以及 PG/OP 通信服務,最大連接數 S7 為(wei) 4,OP 為(wei) 3,PG 為(wei) 1,能夠滿意最基本的連接需求。

1.4 S7-1500 PROFIBUS 通信處理器
對於(yu) S7-1500 係列的 CPU,僅(jin) 在1516 及以上的型號上集成有 PROFIBUS 接口,考慮到為(wei) 了實現 PROFIBUS 通信能力,此時我們(men) 可以選擇合適的PROFIBUS CP/CM 模塊。

下麵的表格中也列出了 S7-1500 主要的兩(liang) 款 PROFIBUS 通信模塊和功能區別。

從(cong) 表格中我們(men) 不難看出兩(liang) 種模塊的區別。對於(yu) 最基本的 PROFIBUS 通信需求,這兩(liang) 款模塊都能夠滿足,但是它們(men) 之間存在性能上的差異,CM1542-5 掛載的從(cong) 站數量以及通信資源方麵要強於(yu) CP1542-5,此外 CM1542-5 還支持 FDL 通信。


1.5 ET200SP PROFIBUS 通信處理器
對於(yu) ET200SP 係列的 CPU,本體(ti) 沒有集成 PROFIBUS 通信接口,但是也可以通過添加 CM DP 模塊來擴展出一個(ge) PROFIBUS 通信接口。
下表列出了通過 ET200SP CM DP 模塊所支持的通信服務。

隨著現場總線技術的發展,基於(yu) 以太網的 PROFINET 總線逐步替代了 PROFIBUS 成為(wei) 目前使用最廣泛的總線之一,但是由於(yu) 很多現場還存在僅(jin) 支持PROFIBUS 通信接口的設備,或者現場一直運行著多年前的老舊係統,或者由於(yu) 使用習(xi) 慣的原因,未來很長一段時間內(nei) ,我們(men) 仍會(hui) 有關(guan) 於(yu) PROFIBUS 通信的需求,希望通過本文的介紹,幫助大家對各個(ge) 係列 PLC 產(chan) 品中的 PROFIBUS 通信處理器有所了解。
本文來源於(yu) 西門子,僅(jin) 作知識分享。