現場(chǎng)總線(xiàn)Profibus-DP 主從站數據交換探討

　　圖1 系統網(wǎng)絡(luò )結構圖

　　3．2 軟件部分
　　( l ）網(wǎng)絡(luò )組態(tài)。網(wǎng)絡(luò )組態(tài)部分實(shí)際上就是形成整個(gè)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；上位機中裝有B&R PCC 通信程序開(kāi)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(jìn)行組態(tài)、通信設置及監控。
　　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(guò)B&R 公司軟件B&R Fieldbus Configurator可對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行配置，設置相關(guān)的參數。通過(guò)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(jìn)行相關(guān)配置。組建Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò )的設備通過(guò)讀取相應GSD 文件而加人到同一總線(xiàn)系統中。GSD文件是電子設備數據文件。為了將不同廠(chǎng)家的Profibus 產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠(chǎng)家必須以GSD 文件方式提供這些產(chǎn)品的功能參數。GSD 文件應該包括3 個(gè)部分：總體規范（生產(chǎn)廠(chǎng)商和設備名稱(chēng)、硬件和軟件版本、波特串等）、與DP 有關(guān)的規范（主站的各項參數）、與DP 從站有關(guān)的規范（輸人輸出通道數、 類(lèi)型、診斷數據等）。從站與主站之間的通信是通過(guò)使用設備數據庫文件（GSD ）實(shí)現的。另外，B&R 公司軟件FieldBus Configurator 還可以用于對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行診斷，并可對網(wǎng)絡(luò )的通信信息進(jìn)行監控。
　　系統具體配置過(guò)程如下：
　?、?通過(guò)GSD 文件組態(tài)網(wǎng)絡(luò )，設置網(wǎng)絡(luò )波特率、主從站地址，給從站模塊在主站內存區分配映射緩沖區，確定映射區起始地址及大?。◤恼驹谥髡揪彌_區中分配的映射區是連續的），將配置文件下載至EX450 。
　?、?從站IF361是在程序中設置從站地址及波特率的，而從站IF661從站地址是通過(guò)硬件撥碼設置的，此撥碼設定須與主站配置軟件中的設置一致。
　?、?將兩從站AS編寫(xiě)的通信程序通過(guò)模塊上的RS-232 口下載至對應模塊。
　?、?在B&R Fieldbus Configurator軟件診斷模式下測試整個(gè)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 )配置數據模塊。
　?、?在主站程序中加人主站Profibus-DP 庫，并加人上面生成的數據模塊，編寫(xiě)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，物理架構上的主從網(wǎng)絡(luò )已實(shí)現，下面就是要實(shí)現主從站之間的通信。從站程序主要設置從站緩沖區大小及實(shí)現主站相應緩沖區與從站緩沖區的數據交換。它并不參與數據交換的協(xié)調過(guò)程，整個(gè)數據交換過(guò)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(guò)Init 函數初始化模塊，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 ，直接調用I/O函數進(jìn)人循環(huán)數據交換階段；若標志變量Config為0 ，調用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(shuō)明當前未在數據交換階段，則調用Start 函數開(kāi)始數據交換，進(jìn)人循環(huán)數據交換階段。在循環(huán)數據交換階段，通過(guò)I/O函數復制需傳送的數據到相應的緩沖區中，由Command 函數檢查總線(xiàn)狀態(tài)，判斷總線(xiàn)是否忙，并進(jìn)行同步處理。由SlaveState 函數來(lái)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(shí)現從站程序緩沖區與主站緩沖區中的數據交換，最后由Stop終止數據交換。主站通信控制程序流程如圖2 所示。

　　圖2 主站程序流程

　　( 3 ）通信監控。通過(guò)B&R Fieldbus configurator軟件本身帶有的監控程序I/O Watch ，可以實(shí)時(shí)看到主從站數據緩沖區中數據的變化。在此實(shí)驗系統中，在主站程序設置一個(gè)兩元素的數組，數組元素自加，通過(guò)SYSCON 的I/O Watch 監控功能可以得到數據交換。
　　4 結語(yǔ)
　　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，結合具體的實(shí)驗系統介紹了實(shí)現該網(wǎng)絡(luò )主從通信的具體方法并取得了良好的實(shí)驗效果。在本文所論述方法的基礎上，通過(guò)修改應用程序可很好地滿(mǎn)足實(shí)際工程中主站對從站的配置監控、主從站數據通信等要求，具有很廣泛的通用性。由于Profibus -DP的開(kāi)放性、實(shí)時(shí)性好，數據傳輸速度快，系統實(shí)現簡(jiǎn)單，可靠性高，符合現代工業(yè)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的趨勢，將在未來(lái)一段時(shí)間內得到廣泛的應用。