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3 PROFIBUS-DP主站和从站的组态

　　3.1 一类主站的组态

　　在PC1（一类主站）使用SIMATIC net 6.0软件来组态整个PROFIBUS-DP网络。具体步骤如下:

　　（1） 使用SIMATIC程序组中的Configuration Console设定PROFIBUS的模式为Configured Mode，插槽号随意，如图2所示:

图2 Configuration Console

　　（2） 用PC Station Wizard进行一系列简单的设置后新建一个工程

　　设置CP5611的参数:网络类型设为PROFIBUS，站地址为1（也可为其他值，但不能重复，其他站点地址的设定与此类同）;加上PROFIBUS-DP总线（DP master system（1）），并把CP5611设为DP-Master（即一类主站）。导入EM277的GSD文件，在视窗右侧的从站设备栏里面就可以找到EM277模块了。将EM277图标拖到DP总线上，站地址为设置2，V存储器偏移量本例设置为4000，然后根据需要设定EM277的发送和接收缓冲区大小。后将配置结果下载到模块。结果如图3所示:

图3 一类主站的组态

　　至此，本PROFIBUS-DP网络结构一类主站与从站的主从关系已经确立了。下面接着配置二类主站。

    3.2 二类主站的组态

　　（1） 同样还是在PC1上，在图3的界面中点击图标 （Configure Network），弹出如图4的界面。添加一个SIMATIC PC Station（此时这个PC Station还没有挂到DP网上），并双击它，弹出如图5的窗口（此窗口与图3类同）。手动添加OPC Server和CP5611，槽位随意。将CP5611站点地址设为3，从属于之前添加的DP网，并设定为DP Master Class 2（即二类主站），将配置结果下载到模块。再次点击 ，可看到PC Station挂到DP网上了。

图4 Configure Network

图5 二类主站的组态

　（2） 现在操作对象转到PC2上。同样运行Configuration Console，设置也与PC1相同。打开PC Station Wizard新建一个工程。将CP5611设为DP Master Class 2，站地址设为3，同样要从属于DP master system（1）。将配置结果下载到模块。

　　3.3 从站的组态

　　为了将EM277作为一个DP从站使用，必须设定与主站组态中的地址相匹配的DP端口地址（之前设定的地址为2）。从站地址是使用EM277模块上的旋转开关设定的。在变动旋转开关之后，用户必须重新启动CPU电源。

　　EM277输出和输入数据缓冲区驻留在S7-200CPU变量存储器（V存储器）内，输入缓冲区紧紧跟随输出缓冲器。缓冲区的大小是由DP主站组态设定的（之前设定为8 Bytes Out/8 Bytes In）。组态后，EM277可接收从主站来的输出数据，并将输入数据返回给主站。主从站缓冲区的关系如图6:

图6 主从站的缓冲区

　　若EM277 PROFIBUS-DP从站模块为I/O链中的个智能模块，则它的状态信息从CPU224中的SMB200到SMB249获得;若EM277为第二个智能模块，其状态从SMB250到SMB299获得。只有DP主站才可以组态运行了DP 方式下的EM277 DP模块，用户不能通过改写有关SMB存储单元来组态EM277 DP模块的缓冲区大小或位置。

　　由表1中专用存储器字节的说明，不难写出CPU224的DP通信程序，见表2。

4 通过OPC读写PLC数据

　　OPC（OLE for Process Control）是过程控制业中的新兴标准，它的出现为基于bbbbbbs的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。可以通过Siemens提供的OPC Server程序读写PLC中的数据。

　　（1） 一类主站PC1读写PLC

　　在PC1上打开SIMATIC程序组中的OPC Scout，新建一个组名。打开新建组的“OPC-Navigator”，在DP目录下的Slave002就是从站CPU224，M00_I和M00_Q即对应从站的输入和输出缓冲区。将M00_I和M00_Q目录下的变量按需求添加（如图7），确认后OPC就开始运行了。如果变量的“Quality”显示“good”，表示OPC Server程序已经通过PROFIBUS-DP总线协议和PLC建立了连接运行关系。此时不仅可以读取PLC中的数据，还可以向PLC写数据。

　　（2） 二类主站PC2的数据访问

　　在PC2上同样打开OPC Scout，新建组名。在该组名的“OPC-Navigator”下添加二类主站相应的输入和输出缓冲区，确认。PC2就可以访问网络中的数据了，各数据的变化同PC1中的是同步的。

　　要注意的是:当PC1的OPC Scout关闭的时候，PC2的OPC Scout对DP网络的数据访问也中断了。这证明了CPU224仅仅从属于一类主站PC1，而二类主站PC2不能控制它（仅能进行数据访问）。

图7 OPC-Navigator

5 PROFIBUS-DP在水电站中的应用

　　目前，PROFIBIS-DP总线技术在水电站小型自动化系统中应用较多，如水电站弧门监控系统和机组辅助设备控制系统就大量用到了PROFIBUS-DP网络。这是因为PROFIBUS-DP实时性受到系统规模影响，系统规模越大实时性越差，所以PROFIBUS-DP总线技术适合于小型自动化系统。

　　不过，PROFIBUS-DP在信号的传输精度、可靠性和抗干扰性有不俗的表现，其系统成本低、安装简单、维护调试方便且易于扩展。而且，各类传感器和智能设备等都有支持DP网络的标准通信口，硬件资源丰富;DP网络本身灵活多变的主从结构，适应多种控制系统;各类组态软件也都可以和OPC Server建立数据交换，减少了监控系统的开发周期;通过专用的通信协议转换器或工控机，基于PROFIBUS-DP总线的控制系统可以挂靠到工业以太网上，成为综合控制系统的一部分。因此，虽然现在工业以太网的技术有大普及之势，但DP网较高的性价比还是被越来越多的用户所认可。

6 结束语

　　总的来说，作为之一的PROFIBUS-DP总线技术开放性强、，在水电行业的应用将越来越广泛

  1、  引言
 
    随着通信技术的不断发展，计算机网络系统通信是当今技术发展的一个重要的方向，然而在网络系统中利用现有电话网作为通信信道则是经济、方便和可靠的方法。当前现代电话通信网已经进入程控交换时代，技术比较先进，速度快，容量大，因此采用电话通信网建立数据通信系统确实具有其独特的优越性。
　
    利用单片机系统采集灌区水位、水流量，实现无人职守和科学的管理水资源具有实际意义，特别对少雨缺水地区更具有应用价值。

    2、  系统硬件设计
　　
    本系统采用了MODEM将前端单片机采集的数据通过电话网远程传输到中心站PC机，并实现一对多点通信（站点数、通信距离均不限），后台PC机通过拨号的方式对各站点进行数据接收并实时存储记录、查询、打印。系统框图如图1所示。

图1　系统框图

    单片机系统从传感器（含数字编码器）直接采集数字信号，通过RS232接口送给本端的MODEM，MODEM将数字信号调制成音频模拟信号在电话线上传输，再经中心站MODEM调制成数字信号送往PC机。系统中MODEM采用外置式Hayes144型，用户使用贺氏标准AT命令呼叫和应答，实现与远程系统的通信。

    上述单片机系统的硬件设计关键在于：（1）单片机89C51与异步收发器8250的接口，8250具有与MODEM接口和控制串行通信的能力。8250输入输出均为TTL电平，按EIA（国际电子工业合作会）RS232标准，采用串行收发驱动器芯片ICL232或MAX232进行电平转换和驱动。（2）SRAM的选择与连接，静态RAM保存加有时标的数据，选择DALLAS公司生产的DS1216D，内带有电池和实时日历时钟功能，内含RAM为628128，容量为128K，该芯片掉电自动保存数据和时钟运行。（3）MODEM的连接，采用9芯接口插座完成各信号的连接。具体电路原理如图2所示。

图2　单片机系统原理图

    3、  系统软件设计
　　
    该系统前台机软件由MCS51汇编程序设计,后台机软件由VB5.0程序设计(略述),前台单片机系统通信软件主程序框图如图3所示。

图3　单片机系统程序流程图

    3、1  MODEM通信中的AT命令
　　
    MODEM使用AT命令可以分三个阶段：初始化、呼叫与应答、拆链挂机。
    MODEM初始化主要包括：设定振铃次数、设定返回结果码形式和复位MODEM ，例如：
    ATS0=3V0　　　‘3次响铃，结果码为数值型；
    ATZ　　　　　　‘复位MODEM ；
    上述命令的句可以采用bbbbbbS 95超级终端编程固化在MODEM内非易失性RAM中，也可以同ATZ一起放在8250初始化程序中。

    MODEM 具有自动呼叫与应答功能，在电话交换网中，MODEM之间如同普通电话机相互通信，只要呼叫方发出拨号命令：ATDT6688787（数字表示电话号），便可形成通信链路，该命令用在PC机通信软件的编程中。

    通信完成后，双方MODEM要拆链挂机，在PC机通信软件的编程中采用如下AT命令完成挂机：
    + + +　　 　　‘转义序列
    延迟1秒　　　　 ‘1s静寂
    ATH0　　　　　 ‘挂机

    3、2  8250初始化
    8250初始化主要包括四项内容：（1）波特率的设置，向地址为3F8H和3F9H两个寄存器置数，本系统采用2400bps；（2）对线控制寄存器设置字符代码传送格式参数，即：数据位、奇偶校验位、停止位；（3）对MODEM控制寄存器初始化，即控制发出发向对方的信号及管理中断；（4）对中断允许寄存器的初始化，用于决定在接收的数据准备好时，在发送保持寄存器空时、在接收字符出错及MODEM 状态改变时是否发中断。

    3、3  数据通信
    当某一方单片机接收到呼叫振铃后，RI信号有效，8250的INTRPT引脚高电平中断，系统便进入数据通信状态，为了使数据传送准确无误，编程采用XMODEM协议对数据打包处理，单片机数据通信程序流程图如图4。

数据发送流程图　　　

数据接受流程图

图4　单片机数据通信程序流程图

    4、  结束语
　　
    本文就多点单片机与PC机的电话远程通信，比较详细地介绍了软、硬件设计思想，该系统由于采用普通电话网作为通信信道，实现一网多用，十分经济。而且后台PC机用VB5.0开发通信和数据管理系统软件既方便、可视又易操作、可靠。