現場總線Profibus-DP 主從站數據交換探討

　　圖1 系統網絡結構圖

　　3．2 軟件部分
　　( l ）網絡組態(tài)。網絡組態(tài)部分實際上就是形成整個Profibus-DP 網絡的網絡配置，包括網絡波特率、主從站地址及主從關系表等參數；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）網絡配置軟件，分別用于對PCC 編程和對Profibus-DP 網進行組態(tài)、通信設置及監(jiān)控。
　　Profibus-DP 網絡的配置相當靈活，網絡允許單子網或多子網配置，既可以單主-從網絡，又可多主-從網絡。通過B&R 公司軟件B&R Fieldbus Configurator可對整個網絡進行配置，設置相關的參數。通過該軟件，不僅可配置Profibus-DP網絡，對InterBus , CANopen , DeviceNet , ControlNet , SDS , As-Interface 都可以進行相關配置。組建Profibus-DP 網絡的設備通過讀取相應GSD 文件而加人到同一總線系統中。GSD文件是電子設備數據文件。為了將不同廠家的Profibus 產品集成在一起，生產廠家必須以GSD 文件方式提供這些產品的功能參數。GSD 文件應該包括3 個部分：總體規(guī)范（生產廠商和設備名稱、硬件和軟件版本、波特串等）、與DP 有關的規(guī)范（主站的各項參數）、與DP 從站有關的規(guī)范（輸人輸出通道數、 類型、診斷數據等）。從站與主站之間的通信是通過使用設備數據庫文件（GSD ）實現的。另外，B&R 公司軟件FieldBus Configurator 還可以用于對整個網絡進行診斷，并可對網絡的通信信息進行監(jiān)控。
　　系統具體配置過程如下：
　　① 通過GSD 文件組態(tài)網絡，設置網絡波特率、主從站地址，給從站模塊在主站內存區(qū)分配映射緩沖區(qū)，確定映射區(qū)起始地址及大小（從站在主站緩沖區(qū)中分配的映射區(qū)是連續(xù)的），將配置文件下載至EX450 。
　　② 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。
　　③ 將兩從站AS編寫的通信程序通過模塊上的RS-232 口下載至對應模塊。
　　④ 在B&R Fieldbus Configurator軟件診斷模式下測試整個網絡，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絡配置數據模塊。
　?、?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，編寫主站通信程序，下載至主站CPU 中。
　　( 2 ）通信編程。在該網絡配置完成后，物理架構上的主從網絡已實現，下面就是要實現主從站之間的通信。從站程序主要設置從站緩沖區(qū)大小及實現主站相應緩沖區(qū)與從站緩沖區(qū)的數據交換。它并不參與數據交換的協調過程，整個數據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 函數初始化模塊，并檢查網絡配置模塊是否存在（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 ，說明當前未在數據交換階段，則調用Start 函數開始數據交換，進人循環(huán)數據交換階段。在循環(huán)數據交換階段，通過I/O函數復制需傳送的數據到相應的緩沖區(qū)中，由Command 函數檢查總線狀態(tài)，判斷總線是否忙，并進行同步處理。由SlaveState 函數來診斷當前網絡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，實現從站程序緩沖區(qū)與主站緩沖區(qū)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(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據緩沖區(qū)中數據的變化。在此實驗系統中，在主站程序設置一個兩元素的數組，數組元素自加，通過SYSCON 的I/O Watch 監(jiān)控功能可以得到數據交換。
　　4 結語
　　本文從研究的角度討論了Profibus -DP網絡的基本特性、拓撲形式、通信原理等，結合具體的實驗系統介紹了實現該網絡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上，通過修改應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、主從站數據通信等要求，具有很廣泛的通用性。由于Profibus -DP的開放性、實時性好，數據傳輸速度快，系統實現簡單，可靠性高，符合現代工業(yè)網絡發(fā)展的趨勢，將在未來一段時間內得到廣泛的應用。