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秘 SIMATIC PLC PROFIBUS DP通信处理器
发布时间:2024-11-27

对于控制层和现场层的通信网络,PROFIBUS 依然是国际上应用最广泛的现场总线标准之一。


所有 SIMATIC 系列 PLC CPU 都自带或可通过扩展 CP/CM 模块支持PROFIBUS 通讯 ,这些 PROFIBUS 通信处理器模块是西门子 PLC 家族的重要组成部分,它们扩展了 PLC 的通信接口,同时还通过自身支持的通信功能,进一步丰富了 PLC 站点的通信应用,减轻了 CPU 的负荷。


西门子全系列的 PLC,从 S7-300/400 到 S7-1200/1500,都提供了多种类的 PROFIBUS 通信处理器,面对种类繁多的通信模块,我们该如何选择呢?


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接下来的内容,我们就会带大家一起来探秘 SIMATIC PLC PROFIBUS 通信处理器。


2. SIMATIC PLC PROFIBUS 通信处理器


SIMATIC PLC PROFIBUS 通信处理器是对 CPU 通信能力的一个补充,每添加一个 PROFIBUS 通信处理器,相当于给 CPU 额外增加了一个通信接口,增加了 CPU 的通信能力。总体来说,增加 PROFIBUS 通信处理器的功能主要有以下几方面:


扩展网络:增加一个完全隔离的 PROFIBUS 网络,扩展连接设备的数量。减轻网络压力:通过添加额外的通信处理器,可以将设备分散连接到不同的PROFIBUS 子网络中,减少每个子网络的设备数,进一步减轻每个网络的通信压力以及可能的干扰。扩展通信资源及协议:常用的工业领域的通信连接资源及协议的扩展,例如:PROFIBUS DP、S7、FDL、PG/OP 等。


2.1 S7-300 PROFIBUS 通信处理器


S7-300 系列的 CPU 并不是所有型号都集成了 PROFIBUS 接口,考虑到为了实现 PROFIBUS 通信能力,或者扩展通信资源,此时我们可以选择在 CPU 后添加 CP 模块。


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S7-300 的 PROFIBUS CP 卡有以下三种型号,下面的表格我们列出了三种模块常用的通信协议和连接资源数量。

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从表格中我们不难看出三种模块的区别和应用场合。


CP 342-5 和 CP 342-5 FO 两个模块的通信功能及参数完全相同,唯一的区别是物理接口的不同,CP342-5 带有最常规的 RS485 电气接口,而 CP342-5 FO 模块的物理接口则为塑料光纤接口,因此这个模块特别适用于接入到现场的光纤网络中,可以防止出现电磁干扰的问题。


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从支持的通信协议和功能方面,CP342-5 / CP 342-5 FO 支持最常用的PROFIBUS DP 主从通信,支持作为 DP 主站或 DP 从站,此外还支持作为 S7 通信中的客户端或服务器,能够连接编程设备进行编程调试,还可以连接上位机和触摸屏实现HMI通信。

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对于 CP343-5 模块来说,它最常用的场景就是需要实现 FMS 协议通讯时,可以将 SIMATIC S7 简单地集成进多厂商自动化组。


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2.2 S7-400 PROFIBUS 通信处理器


S7-400 CPU 都集成有 PROFIBUS 接口,可以满足常规的 PROFIBUS 通讯需求,但是经常遇到以下情况,就需要额外的 PROFIBUS CP 模块来扩展 CPU 通信接口:


CPU 集成 PROFIBUS 接口无法连接更多的从站连接的从站过多,需要限制网络规模,因此需要额外的 CP 模块隔离网络 现场存在相同站点地址的从站需要连接不同通信速率参数的站点需要实现额外的通信协议,例如 FDL,FMS


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下面的表格我们可以看到 S7-400 的 PROFIBUS CP 卡的功能区别。

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从表格中我们不难看出两种模块的区别和应用场合。


CP 443-5 EXT 支持作为 PROFIBUS DP 主站通信,此外还支持比较常见的S7、PG/OP、FDL 等几种通信协议,因此一般情况下,这款模块是 S7-400 系列中最常用的 PROFIBUS 扩展模块。


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对于 CP443-5 Basic 模块来说,它最常用的场景就是需要实现 FMS 协议通讯时,而随着 FMS 通信协议的使用越来越少,这款模块目前在现场也很少会用到,所有模块目前已经被宣布淘汰。


2.3 S7-1200 PROFIBUS 通信处理器


随着西门子 PLC 技术的发展,由于以太网通信的普及以及便利性,CPU 都会集成以太网接口,因此对于 PROFIBUS 通信接口的需求有所降低,对于 S7-1200 系列的 CPU,不再集成 PROFIBUS 接口,考虑到为了实现 PROFIBUS通信能力,此时我们可以选择在 CPU左侧扩展支持 PROFIBUS 通信的 CM 模块。


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下面的表格我们可以看到 S7-1200 的两款 PROFIBUS CM 模块的功能区别。


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从表格中我们不难看出两种模块的区别和应用场合。


这两款模块能够实现最基本的 PROFIBUS 通信需求:

对于 CM1242-5,它仅支持作为 PROFIBUS DP 从站,不支持额外的通信功能。


对于 CM1243-5,它仅支持作为 PROFIBUS DP 主站,此外可以支持 S7 以及 PG/OP 通信服务,最大连接数 S7 为4,OP 为3,PG 为1,能够满意最基本的连接需求。


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