1 Advanced Industrial Automation PROFIBUS Harald Brück, SDT-TS Juli 2003 Automation & Drives

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Advanced Industrial Automation

PROFIBUS

Harald Brück, SDT-TSJuli 2003

Automation & Drives

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Themenübersicht

Überwachung mitdem Konfigurator

FeldbusankopplerPRT1-COM

Einsatzbereiche

Konfigurator

C200HW-PRM21Anzeigen

C200HW-PRM21

C200HW-PRM21Einstellungen

Einführung,Geschichte

Allgemeine Profibus-Theorie

Profibus DP-TheorieBuszykluszeiten

Profibus DP V1/V2

3

7

40

49

53

35

36

60

76

91

100

Hinweis: Mausklick auf Omron führt zu diesem Bildschirm zurück.

OSI-Referenz-Modell9

GSD-Datei95

Profile97

Omron SlaveC200H-PRT21 101

Omron SlaveCQM1-PRT21 102

Umrichter3G3FV 125

CQM1-PRT21Datenkonsistenz 120

Merkmale10

Physikalische Schicht 21

RS485-Installation 29

C200HW-PRM21Adresszuordnung 56

Funktionen CLEARSYNC, FREEZE 113

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Einführung

• PROFIBUS = PROFIBUS = PROPROcess cess FIFIeldeldBUSBUS

• PROFIBUS isPROFIBUS istt einein IIndustrindustrie-Ne-Netetzzwweerk:rk:

• PPROFIBUS ROFIBUS eingeführt eingeführt 1992 a1992 alls DIN19245s DIN19245

• Ein deutscher Feldbus.Ein deutscher Feldbus.

• Wird von den meisten Firmen unterstützt.Wird von den meisten Firmen unterstützt.

• Wird von Kunden in Deutschland akzeptiert.Wird von Kunden in Deutschland akzeptiert.

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Geschichte (1)

• 1987: PROFIBUS starte1987: PROFIBUS startetete a alls s EntwicklungsEntwicklungsprojeprojekktt– KKonsortium onsortium vonvon FirmenFirmen– Deutsche Forschungs-InstituteDeutsche Forschungs-Institute– Gefördert von der deutschen RegierungGefördert von der deutschen Regierung

• 1991: 1991: als als Standard DIN19245 Standard DIN19245 zugelassenzugelassen– TeilTeil 1: 1: PhysiPhysikkalalische Schichtische Schicht

Data Link Layer (FDL)Data Link Layer (FDL)– TeilTeil 2: 2: AAnwendungsschichtnwendungsschicht (FMS) (FMS)

• 1993: 1993: Erste ErweiterungErste Erweiterung zuzu DIN19245: DIN19245: TeilTeil 3 3- OptimiOptimiertert f füür r schnelleschnelle dezentrale Edezentrale E//AA - Anwendung- Anwendung

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Geschichte (2)

• 1995: 1995: Zweite Erweiterung zuZweite Erweiterung zu DIN19245: DIN19245: TeilTeil 4 4- OptimiOptimiertert f füür r explosionsgeschützte Anwendungexplosionsgeschützte Anwendung

• 1996: DIN19245 1996: DIN19245 wird Teil der europäischenwird Teil der europäischen EN50170 EN50170- EN50170: PROFIBUSEN50170: PROFIBUS mit mit P-NET P-NET uund WorldFIPnd WorldFIP

• Seit Seit 19919999: : Weltweiter Standard durch IEC 61158Weltweiter Standard durch IEC 61158- DP/V1: aDP/V1: azyklische Kommunikation für Parameterzyklische Kommunikation für Parameter- DP/V2: Isochroner Modus, Slave–Querkommunik.DP/V2: Isochroner Modus, Slave–Querkommunik.

für Anwendungen bei Antriebenfür Anwendungen bei Antrieben

• Weitere Entwicklungen:Weitere Entwicklungen:

- ProfiSAFE: ProfiSAFE: für den Einsatz in Sicherheitsanwend.für den Einsatz in Sicherheitsanwend.

- PROFInetPROFInet für die nahtlose Anbindung ansfür die nahtlose Anbindung ans Ethernet Ethernet

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Profi-bus-

Über-sichten

EN 50170 / IEC 61158

Ger

äte

– P

rofi

le

Prozess - Automation

PROFIBUS-PAIEC 1158-2

- Versorgung über den Bus

Fabrik - Automation

PROFIBUS-DPRS 485 / FO

- Konfigurierbar- weit verbreitet

Schnell

Vorläufer des heutigenProfibus

PROFIBUS-FMSRS 485 / FO

- Für alle Ebenen einsetzbar- Multimaster Kommunikation

Universal Ex

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Einsatzbereiche

CNC

AreaControllerEthernet/TCP/IP TCP/IP/Ethernet

Ethernet / früher Ethernet / früher PProfibusrofibus-FMS-FMS

PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP PROFIBUS-PAPROFIBUS-PA

FaFabrikbrik EbeneEbene

BusBuszykluszyklusZeitZeit

< 1000 ms< 1000 ms

ZZellellenen EbeneEbene

BusBuszykluszyklusZeitZeit

< 100 ms< 100 ms

Feld Feld EbeneEbene

BusBuszzyykkllususZeitZeit

< 10 ms< 10 ms

PC/VME

VME/PCPLC DCS

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Einsatz des Profibus-DP bei

Omron

Zur Ankopplung von Geräten anderer Hersteller

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Profibus im ISO/OSI-Modell

PA-ProfileFMS

GeräteProfile

IEC Interface*

FMS

IEC 1158-2

Anwender

Sch

ich

ten

(3)-(6)

(7)

Data Link(2)

Physik(1)

nicht benutzt

PA

EN 50 170 / IEC 61158 PROFIBUS Richtlinien + Profile

DP

DP-Erweiterungen

Fieldbus Data Link (FDL)

Fieldbus MessageSpecification (FMS)

DP-Profile

RS-485 / LWL

DP Basis-Funktionen

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Merkmale

• PhysiPhysikalische Schichtkalische Schicht: RS-485, : RS-485, LWLLWL, IEC 1158-2, IEC 1158-2• PROFIBUS PROFIBUS ist ein Mist ein Masteraster// SSlavelave- - ProtokollProtokoll• Max. 126 Max. 126 Teilnehmer (32 pro Segment)Teilnehmer (32 pro Segment)• Buszugriff Buszugriff (MAC(MAC= = Media Access Control ):Media Access Control ):

– Token passing (Token passing (MMaster aster MMaster)aster)– Polling (Polling (MMaster aster SSlave)lave)

• AAnwendungsschichtnwendungsschicht::– FMS fFMS füür r MMeeldungs-ldungs- bas basierteierte KKommuniommunikkationation– DP fDP füür r Dezentrale-EDezentrale-E//AA uund nd EchtzeitEchtzeit– PA fPA füür r den Ex-Bereichden Ex-Bereich PProrozzessess-A-Automationutomation

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Profibus-Merkmale 2

• Das Buszugriffsverfahren ist für alle Profibus-Das Buszugriffsverfahren ist für alle Profibus-Variationen gleich Variationen gleich (FMS/DP/PA)(FMS/DP/PA)

• Offenes KOffenes Kommuniommunikkationations-Protokolls-Protokoll

• KKombinationombinationenen vonvon FMS/DP/PA FMS/DP/PA auf einem Nauf einem Netetzzwweerkrk

• FMS/DP FMS/DP kökönnntente auf dem gleichen Kabelauf dem gleichen Kabel kkombinombiniieert rt werdenwerden, , da da sisie das gleiche pe das gleiche physihysikalischekalische Medi Medium um benutzenbenutzen (RS-485/ (RS-485/LWLLWL))

• FMS: FMS: Multi-Multi-MMaster aster uund nd MMulti-ulti-SSlave lave KKommuniommunikkationation

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Profibus Netzwerk-Topologie

• Busstruktur (Linie) Busstruktur (Linie) Abschlusswiderstände an beiden EndenAbschlusswiderstände an beiden EndenAndere TAndere Topologieopologienn sind möglichsind möglich: Ring (: Ring (LWLLWL), ), BaumBaum ( (mit Hilfe vonmit Hilfe von RRepeater)epeater)

• Teilnehmer können während des Betriebes entfernt Teilnehmer können während des Betriebes entfernt und auch hinzugefügt werden.und auch hinzugefügt werden.

• MMit Hilfe von Repeatern können auch mehrer, it Hilfe von Repeatern können auch mehrer, verschiedene Unternetze angeschlossen werdenverschiedene Unternetze angeschlossen werden ((auch unterschiedliche Übertragungsmedienauch unterschiedliche Übertragungsmedien))

AbschlussAbschluss AbschlussAbschluss

SStation 1tation 1 .......... SStation ntation n

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Profibus FMSPROFIBUS-FMS PROFIBUS-FMS kankannn als Vorläufer des Profibus DP angesehen werden. als Vorläufer des Profibus DP angesehen werden. Es war ein Multi-Master-Netzwerk für SPS, PC, Bediengeräte und E/A.Es war ein Multi-Master-Netzwerk für SPS, PC, Bediengeräte und E/A.

AAkktivtivee Station Stationenen, Master, Master-Geräte-Geräte

Passive StationPassive Stationenen (Slave (Slavess) ) werden werden gegepollpolltt

PROFIBUS FMS

PCSPS

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Profibus-FMS-Merkmale

• FMS war die Eier-legende-Woll-Milch-Sau.FMS war die Eier-legende-Woll-Milch-Sau.

• Ein Netz für alle Anwendungen war das Entwick-Ein Netz für alle Anwendungen war das Entwick-lungsziel, wodurch FMS nichts richtig konnte. lungsziel, wodurch FMS nichts richtig konnte.

• Multi-Multi-MMaster aster uund nd MMulti-ulti-SSlave lave KKommuniommunikkationation• Ein Slave konnte mit mehreren Mastern gleichzeitig Ein Slave konnte mit mehreren Mastern gleichzeitig

Daten austauschen. Daten austauschen. (Ein Merkmal, dass nie gebraucht wird)(Ein Merkmal, dass nie gebraucht wird)

• Das viel zu umfangreiche MAP-Protkoll wurde auf Das viel zu umfangreiche MAP-Protkoll wurde auf eine Hardware umgesetzt, die viel zu langsam war. eine Hardware umgesetzt, die viel zu langsam war.

• Peer-to-peer, Peer-to-peer, BBroadcast, roadcast, MMulticastulticast-K-Kommuniommunikkationation

• ZZyykklilischerscher uund nd azazyykklilissccherher DDatatenentransfertransfer

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Profibus DPEin typisches Ein typisches PROFIBUS-PROFIBUS-DP- Netz hat nur einen Master, die SPS. DP- Netz hat nur einen Master, die SPS. Andere Geräte werden als Slave angesprochen: E/A, SPS, BediengeräteAndere Geräte werden als Slave angesprochen: E/A, SPS, Bediengeräte

MasterMaster

PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP

Slave Slave ((SPSSPS))

SlaveSlaveAntriebAntrieb

SlaveSlave((EE//AA))

SlaveSlave((EE//AA))

RS 485 RS 485 bisbis zuzu 12 MBit/s 12 MBit/s

SPSSPS

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Profibus-DP-Merkmale

• Echtzeitkommunikation zwischen der Master-SPS und den Echtzeitkommunikation zwischen der Master-SPS und den Slaves in der FeldebeneSlaves in der Feldebene

• Es gibt 3 Leistungsstufen DP-V0, DP-V1 und DP-V2Es gibt 3 Leistungsstufen DP-V0, DP-V1 und DP-V2

• DP-V0: Grundfunktionalitäten DP-V0: Grundfunktionalitäten - zyklischen Datenaustausch max 244 Byte pro Slavezyklischen Datenaustausch max 244 Byte pro Slave- Konfigurierbar mit Hilfe von GSD-DateienKonfigurierbar mit Hilfe von GSD-Dateien- Diagnosedaten abrufbarDiagnosedaten abrufbar

• DP-V1: Azyklische Übertragung für ParameterDP-V1: Azyklische Übertragung für Parameter

• DP-V2: Isochroner DatenaustauschDP-V2: Isochroner Datenaustausch

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PROFIBUS-DPPROFIBUS-DPRS 485 up to 12 MBit/s

Area Controller (SPS) Engineering Tool

PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA IEC 1158-2 mit 31.25 kBit/sI

Segment-coupler/Link

Transmitter

+

x

x

Profibus-PA

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Profibus-PA-Merkmale

• Für Anwendungen im explosionsgeschützten BereichFür Anwendungen im explosionsgeschützten Bereich

• Ankopplung an Profibus-DP über ein GatewayAnkopplung an Profibus-DP über ein Gateway

• Vollkommen andere Übertragungshardware:Vollkommen andere Übertragungshardware:

• IEC1158-2 (= IEC 61158-2 oder MBP)IEC1158-2 (= IEC 61158-2 oder MBP)- Feste Geschwindigkeit 31,25 kBit/sFeste Geschwindigkeit 31,25 kBit/s- Bitsynchron, Manchester kodiertBitsynchron, Manchester kodiert- Geschirmte, verdrillte ZweidrahtleitungGeschirmte, verdrillte Zweidrahtleitung- Stromversorgung über die BusdrähteStromversorgung über die Busdrähte- Zusätzliche ChecksummeZusätzliche Checksumme

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PROFIBUS PROFIBUS Konfigurations-ToolKonfigurations-Tool

System Konfiguration

System Konfiguration

Geräte-Stamm-Daten - Dateien (GSD-Geräte-Stamm-Daten - Dateien (GSD-Dateien)Dateien)

PLPLCC

PROFIBUSPROFIBUS

GSDGSD GSDGSD GSDGSD GSDGSD GSDGSD GSDGSD

SPSSPS

• KKonfiguration onfiguration mit Geräte-Stamm-Datenmit Geräte-Stamm-Daten(GSD(GSD)-)- DateienDateien

Netzwerk-Konfiguration

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AntriebeAntriebe

AC DrivesAC Drives

DC DrivesDC Drives

DeDezzentrale entrale EE//AA

BinBinäärree EE//AA

AnalogAnalogee EE//AA

RegReglerler

TimerTimer

CounterCounter

ID-SystemID-Systemee

GatewaysGateways

AS-InterfaceAS-Interface

(DeviceNet)(DeviceNet)

ToolsTools

KKonfiguration onfiguration

Bus MonitorBus Monitor

EngineeringEngineering

Host Interfaces Host Interfaces

VAX VAX CComputeromputer

VME VME CComputeromputer

NetNetzzwweerkrkkkomponentomponentenen

RepeaterRepeater

Fibre opticsFibre optics

KKababeell

SteuergeräteSteuergeräte

SPSSPS/NC/RC/NC/RC

VMEVME, PC, PC

WorkstationWorkstation

Software Driver Software Driver

DOS/Windows/NT/95DOS/Windows/NT/95

RT-OS/OS9/VRTXRT-OS/OS9/VRTX

VxWorks/PSOS+VxWorks/PSOS+

OS2, QNXOS2, QNX

UNIX/VMSUNIX/VMS

ServiceService

Development SupportDevelopment Support

Implementation Support Implementation Support

TrainingTrainingHHMIMI

BediengeräteBediengeräte

Text DisplaysText DisplaysVVentileentile

PneumatiPneumatisscchehe V Ventileentile

MagnetiMagnetisscchehe V Ventileentile

InstrumentInstrumentee

FüllstandFüllstand

DurchflußDurchfluß

DruckDruck

TemperaturTemperatur

Profibus-Produkte auf dem Markt

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– Schicht 1 des Schicht 1 des ISO/OSIISO/OSI-- MModelodellsls

– Definition des Mediums (Hardware), der Kodierung und der Definition des Mediums (Hardware), der Kodierung und der Geschwindigkeit der Übertragung Geschwindigkeit der Übertragung

– EsEs spe spezzifiifiziertziert diedie BBits, its, BBytes, ytes, StromversorgungStromversorgung uund nd SSignalignalpegelpegel

• PROFIBUS definPROFIBUS definiertiert 3 verschiedene3 verschiedene ÜbertragungsÜbertragungsmedimedienen::- RS-485:RS-485: PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP und FMS und FMS- LWLLWL:: PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP und und FMSFMS- MBP (MBP (IEC 1158-2IEC 1158-2)):: PROFIBUS-PAPROFIBUS-PA

Physikalische Schicht

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• Serielle Schnittstelle fürSerielle Schnittstelle für IIndustrindustrie-Anwendungene-Anwendungen

• Genormt unter ANSI TIA/EIA RS-485-AGenormt unter ANSI TIA/EIA RS-485-A

• EleElekktritrischsch: : SymetrischesSymetrisches SSignalignal über 2 Drähte +/- 5V über 2 Drähte +/- 5V

• Einfache logische Zuordnung zwischen Spannungspegel Einfache logische Zuordnung zwischen Spannungspegel –5V, +5V und Bitzustand 0,1 (NRZ)–5V, +5V und Bitzustand 0,1 (NRZ)

• AsynchronAsynchrone Übertragunge Übertragung, 8 , 8 DDatatenenbit, bit, geradegerade PParitarität, ein ät, ein StartbitStartbit uund nd einein SStoptopppbitbit, insgesamt 11 Bit, insgesamt 11 Bit

• LSB wird zuerst gesendetLSB wird zuerst gesendet

• HalHalbb--DDuplexuplex-- KKommuniommunikkationation

RS485 - Eigenschaften

Next byte

Idle

Start 1 2 3 4 5 6 7 8 Parity Stop Start LSB MSB LSB

Bit sequence:

One byte

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• 9600 Baud9600 Baud

• 1919,,2 kBaud2 kBaud



• 500 kBaud500 kBaud

• 1.5 MBaud1.5 MBaud

• 3 MBaud3 MBaud

• 6 MBaud6 MBaud

• 12 MBaud12 MBaud

Zusätzliche GeschwindigkeitZusätzliche Geschwindigkeit::

• 4545,,45 kBaud:45 kBaud: ZuZur r Ankopplung vonAnkopplung von PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP

an PROFIBUS-PAan PROFIBUS-PA

RS485-Geschwindigkeiten

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• BevorzugteBevorzugte TTopologopologieie: Bus: Bus (Linie), (Linie), Aktiver Busabschluss an beiden EndenAktiver Busabschluss an beiden Enden

• StSteerrnn uund nd BaumBaum - T- Topologieopologienn mit Hilfe von Repeaternmit Hilfe von Repeatern

• Max. 32Max. 32(31)(31) SStationtationenen pr proo SSegmentegment, 126 insgesamt, 126 insgesamt

•HINWEIS: Repeater haben keine Stationsadresse, aber sie zählenzu der max. Anzahl von Teilnehmern pro Segment

Abschluss

Abschluss

Abschluss

2 3 30 31

62 61 33 32

Abschluss

Repeater

Station 1

RepeaterSegment 1

Segment 2

Segment 3

RS485-Topologie mit Repeater

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• Geschirmte, verdrillte ZweidrahtleitungGeschirmte, verdrillte Zweidrahtleitung

• Mehrere KabelqMehrere Kabelqualitualitätenäten erhältlicherhältlich: : TTyp “A” yp “A” bisbis ” ”DD” ” **

• Typ „A“-Spezifikation:Typ „A“-Spezifikation:- WellenwiderstandWellenwiderstand 135 . . . 165 Ohm135 . . . 165 Ohm- KapazitätsbelagKapazitätsbelag < 30 pF/m< 30 pF/m- SchleifenwiderstandSchleifenwiderstand 110 Ohm / km110 Ohm / km- AderndurchmesserAderndurchmesser 0,64 mm0,64 mm- AdernquerschnittAdernquerschnitt > 0,34 mm> 0,34 mm22

• Optional Optional mitmit +24 V +24 VDCDC VersorgungsleitungenVersorgungsleitungen

HINWEISHINWEIS: Type “: Type “AA” ” KKababeel l für Geschwindigkeitenfür Geschwindigkeiten > 1500 kbps > 1500 kbps verwenden verwenden. .

RS485-Kabel

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• Für Typ „A“-KabelFür Typ „A“-Kabel

• Keine Stichleitungen bei Keine Stichleitungen bei Geschwindigkeiten abGeschwindigkeiten ab 11500 kbps!500 kbps!

• Max. Max. NNetetzzwweerklrklängeänge mit mit RRepeater: 10 km!epeater: 10 km!

RS485-Segment-Kabel-Längen

12M

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• 9-9-PPin D-in D-SSubminiaturubminiatur-Stecker-Stecker (IP20) (IP20)– KKabeabelseitelseite: : Stecker (Stecker (malemale))– GeräteseiteGeräteseite: : Buchse (Buchse (femalefemale))

• VorgeschriebeneVorgeschriebene SSignalignalee::– RxD/TxD - PRxD/TxD - P– RxD/TxD - NRxD/TxD - N– DGnd für den AbschlussDGnd für den Abschluss– VP für den Abschluss (5V)VP für den Abschluss (5V)

• Andere Stecker sind erlaubtAndere Stecker sind erlaubt– z.B. Rz.B. Rundundstecker M12stecker M12 (IP65) (IP65)

nach IEC 947-5-2nach IEC 947-5-2

RS485-Stecker

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• Spezielle PROFIBUS Stecker verwenden !Spezielle PROFIBUS Stecker verwenden !

Auswahlkriterien:

+ Busweiterführung+ gerade oder

abgewinkelt+ fester Abschluss oder

schaltbar+ Abschirmung + höhere Schutzart+ Diagnosegerät

anschließbar

RS485-Stecker

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Station 1Station 1 Station 2Station 2

SchirmungSchirmungSchutz- Schutz-

erdeerde

B (3)B (3)DGND (5)DGND (5)

VP (6)VP (6)A (8)A (8)

(3) B(3) B(5) DGND(5) DGND(6) VP(6) VP(8) A(8) A

PROFIBUS VerkabelungPROFIBUS Verkabelung

Schutz- Schutz- erdeerde

+5 Vdc (6)+5 Vdc (6)

B (3)B (3)

A (8)A (8)

DGND (5)DGND (5)

GerätGerät

390 390

220 220

390 390

BBusabschlussusabschluss

DatDatenleitungenleitung PP

DatDatenleitung Nenleitung N

PROFIBUS AbschlussPROFIBUS Abschluss

HINWEISHINWEIS:: Zahlen in Klammern geben die Belegung des Zahlen in Klammern geben die Belegung des 9- 9-PPin in SSub-D ub-D Steckverbinders an.Steckverbinders an.Die Abschlusswiderstandswerte gelten für Kabel vom TypDie Abschlusswiderstandswerte gelten für Kabel vom Typ “A” “A”..

RS485-Installation (1)

rot

grün

rot

grün

30


• IIn jede Datenleitung n jede Datenleitung wird an wird an jedemjedem Gerät Gerät eineeine in-line in-line IIndundukkttivität ivität eingefügteingefügt (“A” (“A” KabelKabel))

• Keine Stichleitungen!Keine Stichleitungen!

+5 Vdc+5 Vdc

BB

AA

DGNDDGND

GerätGerät

390 390

220 220

390 390

BBusabschlussusabschluss

DatDatenleitungenleitung PP

DatDatenleitungenleitung NN

110 nH 110 nH

110 nH 110 nH

HINWEISHINWEIS: : Werte der Werte der InduIndukkttivitätenivitäten sind für Kabeltsind für Kabeltyp “A”, yp “A”, mit mit typitypisscchenhen KKapaapazzititäten der Busstation äten der Busstation zwischenzwischen 15pF 15pF undund 25 pF 25 pF..


SpeSpezielle Vorkehrungenzielle Vorkehrungen f füür r BBaudrateaudratenn abab 1500 kbps: 1500 kbps:

rot

grün

31


HINWEISHINWEIS: : KabeltKabeltyp “A” yp “A” für Bafür Baudrateudratenn > 1 > 1,,5 Mbaud5 Mbaud benutzt. benutzt.

+5 Vdc+5 Vdc

BB

AA

DGNDDGND

ErsteErste SStationtation

390 390

220 220

390 390

BusBusabschlussabschlussLLetzteetzte SStationtation

BusBusabschlussabschluss+5 Vdc+5 Vdc

BB

AA

DGNDDGND

DatDatenleitung Penleitung P

DatDatenleitungenleitung NN

390 390

220 220

390 390

BB BBAA AA

Station 2Station 2 Station 3Station 3

SSchirmchirm


rot

grün

32


• Schirm immer auf beiden Enden auflegenSchirm immer auf beiden Enden auflegen

• Falls notwendig, zusätzliche PotentialausgleichsleitungFalls notwendig, zusätzliche Potentialausgleichsleitung

Datenkabel

Erdkabel

Slave Slave

Master

Erdschiene

Datenkabel

Erdschiene Erdschiene

RS485-Installation, Erdung

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• Bei C200HW-PRM21 sind Bei C200HW-PRM21 sind Abschlusswiderstände in Abschlusswiderstände in die Baugruppe eingebaut die Baugruppe eingebaut und werden mit einem und werden mit einem Schalter an der Front an Schalter an der Front an die Datenleitung die Datenleitung geschaltet.geschaltet.

• Es wird kein Stecker mit Es wird kein Stecker mit eingebauten Ab-eingebauten Ab-schlüssen benötigt.schlüssen benötigt.

Abschluss bei C200HW-PRM21

34


Übung 1: Aufbau des Netzes

Verdrahten Sie die Profibus-Stecker.

Schließen Sie die Abschlüsse an.

Schließen Sie die Geräte zu einem Netzwerk zusammen.

Erden Sie die Geräte.

35


• Profibus DP-V0- Leistungsumfang

• DPM1-Master für C200Halpha und CS1

• Übertragungsraten 9600 bis 12M Baud

• Mehrere Master auf einer SPS möglich.

• Für bis zu 124 Slaves, Max. 600 Byte total

• Eingebauter Busabschluss

• SPS-synchrones Polling inklusive SYNC/FREEZE

• SPS-Datenbereiche können manuell zugewiesen werden.• Einfache Handhabung durch voreingestelltes I/O-Mapping• Konfigurierung mit PC-Software über separate RS232C

C200HW-PRM21 PROFIBUS-DP Master

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Einstellungen bei C200HW-PRM21

Die Profibus-Master-Baugruppe Die Profibus-Master-Baugruppe ist eine C200H-Spezial-E/A-ist eine C200H-Spezial-E/A-Baugruppe.Baugruppe.

Eine Baugruppennummer 0-F Eine Baugruppennummer 0-F muss mit dem Drehschalter muss mit dem Drehschalter “MASCHINE No.” eingestellt “MASCHINE No.” eingestellt werden.werden.

Alle weiteren Einstellungen Alle weiteren Einstellungen werden mit dem Konfigurator werden mit dem Konfigurator vorgenommen. vorgenommen.

37


Einstellungen beim ‚Slave‘ PRT1-COM

Beim Slave braucht auch nur die Stationsadresse mit den DIP-Schaltern eingestellt werden. Die Baudrate und angeschlossene Module werden automatisch erkannt.

Profibus DP Stecker

LED-Anzeigen

Verbindungssteckern zum MR-E/A-Modul

DIP-Schalter24VDC-Versorgung

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Einstellungen beim Slave Bei dem Slave-Modul wird mit den DIP-Schaltern 1-7 eine Adresse eingestellt (7=OFF).

Adresse Pin1 2 3 4 5 6

0 OFF OFF OFF OFF OFF OFF1 ON OFF OFF OFF OFF OFF2 OFF ON OFF OFF OFF OFF3 ON ON OFF OFF OFF OFF4 OFF OFF ON OFF OFF OFF5 ON OFF ON OFF OFF OFF6 OFF ON ON OFF OFF OFF7 ON ON ON OFF OFF OFF8 OFF OFF OFF ON OFF OFF9 ON OFF OFF ON OFF OFF10 OFF ON OFF ON OFF OFF11 ON ON OFF ON OFF OFF12 OFF OFF ON ON OFF OFF13 ON OFF ON ON OFF OFF14 OFF ON ON ON OFF OFF15 ON ON ON ON OFF OFF16 OFF OFF OFF OFF ON OFF17 ON OFF OFF OFF ON OFF18 OFF ON OFF OFF ON OFF19 ON ON OFF OFF ON OFF20 OFF OFF ON OFF ON OFF21 ON OFF ON OFF ON OFF22 OFF ON ON OFF ON OFF23 ON ON ON OFF ON OFF24 OFF OFF OFF ON ON OFF25 ON OFF OFF ON ON OFF26 OFF ON OFF ON ON OFF27 ON ON OFF ON ON OFF28 OFF OFF ON ON ON OFF29 ON OFF ON ON ON OFF30 OFF ON ON ON ON OFF31 ON ON ON ON ON OFF

Adresse Pin1 2 3 4 5 6

32 OFF OFF OFF OFF OFF ON33 ON OFF OFF OFF OFF ON34 OFF ON OFF OFF OFF ON35 ON ON OFF OFF OFF ON36 OFF OFF ON OFF OFF ON37 ON OFF ON OFF OFF ON38 OFF ON ON OFF OFF ON39 ON ON ON OFF OFF ON40 OFF OFF OFF ON OFF ON41 ON OFF OFF ON OFF ON42 OFF ON OFF ON OFF ON43 ON ON OFF ON OFF ON44 OFF OFF ON ON OFF ON45 ON OFF ON ON OFF ON46 OFF ON ON ON OFF ON47 ON ON ON ON OFF ON48 OFF OFF OFF OFF ON ON49 ON OFF OFF OFF ON ON50 OFF ON OFF OFF ON ON51 ON ON OFF OFF ON ON52 OFF OFF ON OFF ON ON53 ON OFF ON OFF ON ON54 OFF ON ON OFF ON ON55 ON ON ON OFF ON ON56 OFF OFF OFF ON ON ON57 ON OFF OFF ON ON ON58 OFF ON OFF ON ON ON59 ON ON OFF ON ON ON60 OFF OFF ON ON ON ON61 ON OFF ON ON ON ON62 OFF ON ON ON ON ON63 ON ON ON ON ON ON

39


Übung 2: Einstellungen

Stellen Sie die Baugruppennummer des Masters auf 0.

(Erstellen Sie die E/A-Tabelle auf der SPS)

Vergeben Sie die Busadressen;

PRT1-COM=02

40


Profibus-Konfigurator-Funktionen

Einstellungen in der Master-Baugruppe

Konfiguration der Slaves

Konfiguration der Netzwerkparameter

Überwachung und Fehlersuche im Netz

Für alle Profibus-Slaves (auch anderer Hersteller)

Für C200HW-PRM21 Omron-Profibus-Master

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Profibus-Konfigurator, PC-Anforderungen

Keine besondere Anfoderungen:

IBM PC/AT oder kompatibel

CPU: 486 oder höher

Speicher: 16 Mbytes

Festplatte: Minimum 10 Mbytes

Betriebssystem: Windows 95, 98, NT4.0 oder 2000

Serielle Schnittstelle COM1 bis COM4 unterstützt

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Profibus-Konfigurator Aufruf der Konfigurationssoftware unter:

Programme I Sycon Profibus Konfigurator I Sycon, oder (Symbol “Sycon” in der Microsoft-Leiste vorhanden)

Slaves rechts

Produktbezeichnung

Master links

43


Profibus-Konfiguration editieren, Übung 3

Offline editieren: Menüpunkt Einfügen I Master C200HW-PRM21 auswählen Hinzufügen klicken

o.k. klicken

Stationsadresse ändern

44


Profibus-Konfiguration editieren, Übung 3

Offline editieren: Menüpunkt Einfügen I Slave PRT1-COM auswählen Hinzufügen klicken

o.k. klicken

Stationsadresse ändern

45


Profibus-Multi-E/A-Slave parametrieren, Übung 4

Menüpunkt: Settings I Slave-Konfiguration oder direkt auf den Slave/ rechte Maustaste >> Slave-Konfiguration :

System status anklicken und dann Modul anhängen klicken. Angeschaltetes Modul (z.B. GT1-OD16) anklicken und Modul anhängen klicken.

Hier könnte man gerätespezifische Parameter einstellen (Bei PRT1-COM nicht sinnvoll)

46


Profibus parametrieren

Menüpunkt: Einstellungen / Busparameter Hier kann man die

Übertragungsgeschwindigkeit einstellen

Beispiel für Parameterdaten bei einem Absolutwertgeber:

47


Profibus-Konfigurator Online, Übung 5

Stellen Sie die Verbindung zum PRM21 mit einer seriellen Verbindung her.

Klicken Sie auf den Master Wählen Sie die Schnittstelle

Einstellungen / Gerätezuordnung und

CIF Serial Driver klicken OK klicken. Klicken Sie auf: Verbinde COM_. Warten Sie bis die Verbindung

überprüft wurde. Wählen Sie dann die COM_ als

zuverwendende Schnittstelle aus.

48


Konfiguration Herunterladen, Übung 5

Laden Sie die erstellte Konfiguration in den Master mit ‚Online‘ Download..:.(Der Master muss angeklickt sein)

(Diese Funktion dauert einige Zeit)

49


Profibus-Überwachung, Übung 6

Der Konfigurator kann den Zustand aller Geräte im Netzwerk anzeigen. Klicken Sie auf Online / Debugmodus starten (Master angeklickt)

Status für jedes Gerät:Grün: Normale KommunikationRot: Kommunikationsfehler

Info über einen Slave

50


Profibus-Überwachung, Übung 6

Die detailierte Information über den Slave erhält man, indem man einen Slave auswählt und auf Online / Gerätediagnose klickt.

Sind die Module eines Multi-E/A-Gerätes unbekannt, so können sie hiermit ausge-lesen und automatisch in den Konfigurator übernommen werden.

51


Profibus-ÜberwachungDie detailierte Information über den Master erhält man, indem man auf den Master doppelklickt.

Der Profibus-Master bietet viele umfangreiche Statusinformationen:Zuerst sollte das Globale Statusfeld betrachtet werden.(Auf Anzeigen klicken)

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Manuelle AdresszuordnungMan kann die Belegung der SPS-Adressen im Master verändern.

Indem man die Autoadressierung in den Masterparametern wegnimmt.

Die Eingangs und Ausgangsoffset aller Module in allen Slaves selber eingibt.

Und die Konfiguration unter Ansicht / Adresstabelle überprüft.

Slaveparameter:

ACHTUNG !

NICHT ZU EMPFEHLEN!

Man vertut sich ganz leicht mit Byte- und Wortlängen.

53


Betriebsanzeigen (1)

Die beiden LEDs auf der linken Seite zeigen den Zustand der Baugruppe.

54



Die LEDs auf der rechten Seite zeigen den Zustand auf dem Profibus-Netzwerk.

55



Die LEDs auf der rechten Seite zeigen den Zustand auf dem Profibus-Netzwerk.

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Profibus-DP-E/A-Adresszuordnung

Voreingestellte E/A-Bereiche: C200H CS1 Ausgänge IR 050 ... IR 099 CIO 050 ... CIO 099 Eingänge IR 350 ... IR 399 CIO 350 ... CIO 399 Slave-Statusbits IR 200 ... IR 215 CIO 200 ... CIO 215 Spezial-E/A-Steuerbits IR 1n0 ... IR 1n4 CIO20n0 ... CIO20n4

Ausg.-Puffer 512 Byte

Eing.-Puffer 512 Byte

C200H-SPS (CS1)

DM bis 5999

CS1:

CIO1000 bis 1063

C200HW-PRM21

CIO 0 bis 235

300 bis 511

H 0 bis 99

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Für jeden Slave ist ein Bit vorhanden, das anzeigt, ob die Kommunikation zum Slave in Ordnung ist.

bitword

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 Active flags stations 01 ~ 15

1 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 Active flags stations 16 ~ 31






7 125 124 123 122 121 120 119 118 117 116 115 114 113 112 Active flags stations 112 ~ 125

8 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 Diagnostic flags stations 01 ~ 15

9 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 Diagnostic flags stations 16 ~ 31






15 125 124 123 122 121 120 119 118 117 116 115 114 113 112 Diagnostic flags stations 112 ~ 125

Profibus-Slave-Statusbits

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15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

IR n+2

Input data transferred

Auto_clearNo_data

P-DP H/W failureWrong CPU Unit

DM setting error (exceeding max. words)DM setting error (output area mapping)

DM setting error (input area mapping)Control command not processed

Output mailbox fullReply in input mailbox

Network state

2 Worte SteuerbitsRun-Bit 1n0.00 (CS1=20n0.00) muß auf EIN gesetzt werden !2 Worte Statusbits des Masters

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

IR n

Run

I/O communication inhibitInput mailbox clear

Issue control command

Clear_DataUnfreeze

FreezeUnsync

Sync

PRM21-Spezial-E/A-Steuerbits

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Programmierbeispiel, Übung 7 Um ein Programmierbeispiel ausführen zu können nehmen wir eine beispielhafte Hardwarekonfiguration:

CS1G-CPU__ mit C200W-PRM21

PRT1-COM mit DT1-OD16-1 mit der Busadresse 2, SPS-Adresse 50

Dieses Programm zeigt den Sekundentakt am ersten Ausgang des GT1-OD16 am PRT1-COM mit der Stationsnummer 2. Für dieses Beispiel wurde die Baugruppennummer 9 am C200HW-PRM21 eingestellt.

60


Data Link Layer:Data Link Layer:– ISO/OSI ISO/OSI MModeodelll l SchichtSchicht 2, in PROFIBUS oft a 2, in PROFIBUS oft alls s diedie

Fieldbus Data Link (FDL)Fieldbus Data Link (FDL)- Schicht bezeichnet- Schicht bezeichnet

– Es Es defindefiniieertrt die Schnittstelle zwischen derdie Schnittstelle zwischen der PPhysihysikkalalischen ischen SchichtSchicht uund nd derder A Anwendungsschichtnwendungsschicht

– Es Es spespezzifiifiziertziert den Buszugriffden Buszugriff uund nd AArbitration, rbitration, TelegrammaufbauTelegrammaufbau, , TTiming, and iming, and DDatatensicherheitensicherheit

– AllAllee PROFIBUS PROFIBUS VVersionersionenen (FMS, DP (FMS, DP uund PA) nd PA) benutzen benutzen das gleiche Buszugriffsdas gleiche Buszugriffsprotoprotokkololll

Profibus-Kommunikations-Theorie

61


PROFIBUS definPROFIBUS definiieertrt zweizwei TTypeypenn vonvon GerätenGeräten::– MasterMaster-Geräte-Geräte:: Aktive Stationen mit Aktive Stationen mit

Buszugriffsrechte (für eine begrenzte Zeit)Buszugriffsrechte (für eine begrenzte Zeit)

Beispiele: SPS, PC, usw. Beispiele: SPS, PC, usw.

– SlaveSlave-Geräte-Geräte: Passive : Passive SStationtationenen, w, welcheelche nur auf eine nur auf eine Anfrage vom Master antworten. Sie haben keine Anfrage vom Master antworten. Sie haben keine Buszugriffsrechte.Buszugriffsrechte.

Beispiele: Dezentrale E/A, Antriebe, Sensoren, usw.Beispiele: Dezentrale E/A, Antriebe, Sensoren, usw.

Data Link Layer - Gerätetypen

62


PROFIBUS definPROFIBUS definiieertrt eineneinen hybrid hybridenen BBususzugriffzugriff::• Master Master benutzen einbenutzen ein Token Token PPassing assing ProtokollProtokoll

• SlaveSlavess werden durchwerden durch den Mden Master aster gepollt (ständig abgefragt)gepollt (ständig abgefragt)

• DasDas BBususzugriffszugriffsprotoprotokkoolll l erlaubt den Aufbau von einfachenerlaubt den Aufbau von einfachen MMaster-aster-SSlavelave- S- Systemystemenen, , MMaster-aster-MMasteraster-S-Systemystemenen o odeder r eine eine KKombination ombination von beidenvon beiden

• DasDas BBususzugriffsprotokoll bietet:zugriffsprotokoll bietet:

– Peer-to-Peer-to-PPeer eer KKommuniommunikkationation

– Broadcast/Broadcast/MMulticast ulticast KKommuniommunikkationation

Data Link Layer - Buszugriff

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AAkktive Stationtive Stationenen, Master , Master

Passive StationPassive Stationenen (Slave (Slavess) ) werden gepolltwerden gepollt

PROFIBUS

PCPLC

Data Link Layer – logischer Token Ring

64


PROFIBUS PROFIBUS MMaster (1):aster (1):– BusBuszugriffsrechtezugriffsrechte werden weitergegeben durch werden weitergegeben durch TokenToken

– EinEin MMaster aster kkaannn n nur auf den Bus, wenn er den Tnur auf den Bus, wenn er den Tokenoken hat. hat.

– EinEin MMaster aster kkanannn den den Token Token nur für eine begrenzte Zeit nur für eine begrenzte Zeit behaltenbehalten, , diedie “Token “Token--HHaallte-Zeitte-Zeit” (T” (TTHTH))

– WeWennn n der Master den Buszugriff beendet hatder Master den Buszugriff beendet hat, mus, muss er s er den den Token Token an einenan einen an anderenderen MMasteraster weitergeben weitergeben

– Master/Slaves können jederzeit entfernt oder hinzugefügt Master/Slaves können jederzeit entfernt oder hinzugefügt werden. Das FDL-Protokoll rekonfiguriert den Token Ring werden. Das FDL-Protokoll rekonfiguriert den Token Ring automatisch.automatisch.

Data Link Layer - Token Passing

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PROFIBUS PROFIBUS MMaster (2):aster (2):– Das Das TokenToken-P-Passingassing-Protokoll muss sicher stellen, dass der -Protokoll muss sicher stellen, dass der

Master genügend Zeit hat, um seinen Buszugriff zu beendenMaster genügend Zeit hat, um seinen Buszugriff zu beenden in in einemeinem MMulti-ulti-MMasteraster-- NNetetzzwweerkrk

– Im KonfiguratorIm Konfigurator wirdwird die sogenanntedie sogenannte “Target Token Rotation “Target Token Rotation Time” (TTime” (TTRTR)) bestimmt bestimmt

– Jeder MJeder Master aster berechnet seineberechnet seine Token Token--HHaallte-Zeit bei Erhalt des te-Zeit bei Erhalt des TokenTokens nach folgender Formels nach folgender Formel::

TTTHTH = T = TTRTR – T – TRRRR

TTTHTH = Token-Halte-Zeit = Token-Halte-Zeit

TTTRTR = Target Token Rotation Time = Target Token Rotation Time

TTRRRR = Real Token Rotation Time = Real Token Rotation Time

Data Link Layer - Token Passing

66


PROFIBUS PROFIBUS SSlavelavess::– Der MDer Master aster spricht den Sspricht den Slave lave mit einem Pmit einem Pollingolling--

MMechanismechanismus anus an

– Der Der SlaveSlavezugriff wird ausgeführt, wenn der Mzugriff wird ausgeführt, wenn der Masteraster die die Buszugriffsrechte besitztBuszugriffsrechte besitzt ( (dd..hh. . wenn er den wenn er den TokenToken hat hat))

– DerDer SSlave lave kkaannn n nur auf eine Anfrage vom Master antwortennur auf eine Anfrage vom Master antworten

– Die KDie Kommuniommunikkation ation mit einem Smit einem Slavelave ist sehr schnell und ist sehr schnell und einfacheinfach, , da alles innerhalb der begrenzten da alles innerhalb der begrenzten TTHRHR stattfinden stattfinden

mussmuss

Data Link Layer - Slave Polling

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PROFIBUS PROFIBUS DDatatensicherheitselementeensicherheitselemente::• Hamming DistanHamming Distanzz = 4 (HD 4) = 4 (HD 4) Bis zu 3 Übertragungsfehler Bis zu 3 Übertragungsfehler

gleichzeitig können erkannt werdengleichzeitig können erkannt werden

• Spezielle Start- und Endezeichen:Spezielle Start- und Endezeichen:

– Start-Code (SD),Start-Code (SD),

– End-Code (ED),End-Code (ED),

– Longitudinal Redundancy Check (LRC) ByteLongitudinal Redundancy Check (LRC) Byte

• ((GeradesGerades) Parit) Paritätsätsbit prbit proo BByteyte

• SSynchroniynchronissationation durch Start- und Endzeichen durch Start- und Endzeichen

Data Link Layer - Datensicherheit

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PROFIBUS PROFIBUS kkaannn n folgende Fehler erkennenfolgende Fehler erkennen::• Schicht 1Schicht 1::

– ZeichenrahmenZeichenrahmen - Fehler- Fehler,,

– Überlauf - FehlerÜberlauf - Fehler,,

– ParitParitätsäts - Fehler - Fehler

• ÜbertragungsfehlerÜbertragungsfehler::

– Unerwartete Start/Ende-Zeichen,Unerwartete Start/Ende-Zeichen,

– Telegrammrahmen Check-Bytes,Telegrammrahmen Check-Bytes,

– Ungültige Telegrammrahmenlänge,Ungültige Telegrammrahmenlänge,

– Ungültige AntwortzeitenUngültige Antwortzeiten

Data Link Layer - Übertragungsfehler

69


• Token Token - Fehler- Fehler::

– Verlorene Token,Verlorene Token,

– Doppelter Token,Doppelter Token,

– Falsche TokenübertragungFalsche Tokenübertragung

• Defekte Stationen

Kommunikations- Handling- Fehler:• Erkannte Fehler wurden vom Empfänger nicht korrigiert

• Ein fehlerhafte empfangenes Telegramm muss noch einmal gesendet werden

Data Link Layer - Fehlererkennung

70


PROFIBUS definiert vier Servicetypen:• SDA: Send Data mit Acknowledge

Daten werden zum Master/Slave gesendet, ein kurzes Acknowledge-Telegramm wird als Antwort gesendet

• SRD: Send und Request Data mit AcknowledgeDaten werden gesendet und empfangen in einem Meldungszyklus

• SDN: Send Data mit No Acknowledge

• CSRD: Cyclic Send und Request Data

Data Link Layer - Services

71


Service Funktion DP PA FMS

SDA Send Data with Acknowledge

SRD Send and Request Data with reply

SDN Send Data with No acknowledge

CSRD Cyclic Send and Request Data with reply

Benutzung der PROFIBUS Servicetypen:

Data Link Layer - Services

72


• AllgemeineAllgemeine PROFIBUS PROFIBUS TelegrammstrukturTelegrammstruktur::– EinEin SStarttartzeichenzeichen

– (Optional) (Optional) AAdressdatdressdatenen

– (Optional) (Optional) DDatatenen

– (Optional) (Optional) EEndndzeichenzeichen

• TelegrammrahmenTelegrammrahmen f füür PROFIBUS-FMS/DP r PROFIBUS-FMS/DP uund nd PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA sind etwas unterschiedlichsind etwas unterschiedlich

Data Link Layer - Telegrammstruktur

73


LELE LengthLength

LerLer Repeated LengthRepeated Length

SA SA Source AddressSource Address

SDSDnn Start Delimiter number Start Delimiter number nn

SSAP SSAP Source Service Access PointSource Service Access Point

FDL Status-Request- TelegrammFDL Status-Request- Telegramm

SD1 DA SA FC FCS EDSD1 DA SA FC FCS ED

Datentelegramm - variable DatenlängeDatentelegramm - variable Datenlänge

SD2 LE LEr SD2 DA SA FC DSAP SSAP DU FCS EDSD2 LE LEr SD2 DA SA FC DSAP SSAP DU FCS ED

Token MessageToken MessageSD4 DA SASD4 DA SA

Datentelegramm - feste Datenlänge (8 Bytes) Datentelegramm - feste Datenlänge (8 Bytes) SD3 DA SA FC DU FCS EDSD3 DA SA FC DU FCS ED

Data Link Layer - Telegrammaufbau

DADA Destination AddressDestination Address

DUDU Data UnitData Unit

DSAPDSAP Destination Service Access PointDestination Service Access Point

EDED End Delimiter (16 hex)End Delimiter (16 hex)

FCFC Function CodeFunction Code

FCSFCS Frame Check SequenceFrame Check Sequence

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• Das Das StartStartzeichen bestimmt den Telegrammtzeichen bestimmt den Telegrammtypyp

• Frame Frame CControl ontrol CCode (ode (FFunction unction CCode) definode) definiertiert::– Acknowledge/Acknowledge/RResponse/Send/Request esponse/Send/Request - Telegramm- Telegramm

– Typ Typ derder SStation (tation (MMaster/aster/SSlave)lave)

– Reply/Reply/NNo-o-RReply, Acknowledge/No-eply, Acknowledge/No-AAcknowledgecknowledge

– High/Low High/Low PPrioritrioritätät der Dder Datatenübertragungenübertragung

• Service Access Point (SAP) definService Access Point (SAP) definiertiert: : – Typ Typ derder DDatatenen ( (FFunction) unction) die übertragen werdendie übertragen werden (DP) (DP)

– UnteradresseUnteradresse im Gerätim Gerät (FMS) (FMS)

– Interface Interface zu höherenzu höheren ISO/OSI ISO/OSI-Schichten-Schichten

Data Link Layer – Telegrammelemente FC/ SAP

75


TTSYNSYN = 33 Tbit = 33 Tbit

AnfrageAnfrage

AntwortAntwort

TTRDYRDY

max Tmax TSDRSDR

MasterMaster SlaveSlave

Zeit

Zeit

Request Request TelegrammTelegramm

Response Response TelegrammTelegramm

TTRDYRDY = Ready Time = Ready Time

TTSDRSDR = Station Response Time = Station Response Time

TTSYNSYN = Synchronization Time = Synchronization Time

min Tmin TSDRSDR

Data Link Layer - Telegramm Timing

76


Bedingungen: Bedingungen: PROFIBUS-DP Mono-Master- SystemPROFIBUS-DP Mono-Master- SystemJeder DP-Slave: 2 Byte Eingang und 2 Byte AusgangsdatenJeder DP-Slave: 2 Byte Eingang und 2 Byte AusgangsdatenMin. Slave_Interval =200 Min. Slave_Interval =200 sec, Tsec, Tsdisdi= 37 Bit-Zeiten, T= 37 Bit-Zeiten, Tsdrsdr = 11 Bit-Zeiten = 11 Bit-Zeiten

Profibus-DP Mono-Master System

02468

1012141618202224

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

# von DP-Slaves

Bu

szyk

lusz

eit

[mse

c]

12 Mbps

1.5 Mbps

500 kbps

PROFIBUS-DP - Buszykluszeiten

77


DP-Master Class 1 (DPM1)DP-Master Class 1 (DPM1)Zentrale Steuerung, die Daten mit den dezentralen E/A Zentrale Steuerung, die Daten mit den dezentralen E/A – Geräten (Slaves) austauscht– Geräten (Slaves) austauscht

Bestimmt die Baudrate und verwaltet den TokenBestimmt die Baudrate und verwaltet den Token

Theoretisch sind mehrere Master Class1 auf einem Bus Theoretisch sind mehrere Master Class1 auf einem Bus zugelassenzugelassen

DP-Master Class 2 (DPM2)DP-Master Class 2 (DPM2)Diagnose und Konfigurations-ToolDiagnose und Konfigurations-Tool

Nimmt immer nur mit einem Slave Verbindung aufNimmt immer nur mit einem Slave Verbindung auf

DP-Slave DP-Slave Passive Station, schickt Acknowledge-Telegramme Passive Station, schickt Acknowledge-Telegramme oder beantwortet Requestsoder beantwortet Requests

PROFIBUS-DP - Gerätetypen

78


Typisches Mono-Master- System:Typisches Mono-Master- System:

• 1 DP-Master (Class 1)1 DP-Master (Class 1)

• 1 bis max. 125 DP-Slaves1 bis max. 125 DP-Slaves

• DP-Master (Class 2) - optionalDP-Master (Class 2) - optional

Dezentrale Ein- und AusgängeDezentrale Ein- und Ausgänge

DP - SlavesDP - Slaves

PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP

DP-Master (Class 1)DP-Master (Class 1)

SPSSPS

PROFIBUS-DP - Mono-Master Systeme

79


Typisches Multi-Master- System:Typisches Multi-Master- System:• Mehrere Master (Class 1 oder 2)Mehrere Master (Class 1 oder 2)• Max. 126 Geräte am gleichen Bus (max. 124 Slaves) Max. 126 Geräte am gleichen Bus (max. 124 Slaves)

DP-Master (Class 2)DP-Master (Class 2)

DP-Master(Class 1)

DP-Master(Class 1)

Dezentrale Ein- und AusgängeDezentrale Ein- und Ausgänge Dezentrale Ein- und AusgängeDezentrale Ein- und Ausgänge

PLCPLC

PROFIBUS - DPPROFIBUS - DP

PCPC

CNCCNC

DP - SlavesDP - Slaves

PROFIBUS-DP - Multi-Master- System

80


• Jedes Gerät bekommt eine eigene Adresse auf dem BusJedes Gerät bekommt eine eigene Adresse auf dem Bus• Jeder Gerätetyp, Slave und Master (Class 1), haben eine Jeder Gerätetyp, Slave und Master (Class 1), haben eine

individuelle Identnummerindividuelle Identnummer• Beides wird vom DP-Master benutzt, um ein Gerät zu Beides wird vom DP-Master benutzt, um ein Gerät zu

identifizierenidentifizieren

• Identnummern - Wertebereich 0 ... FFFF (hex)Identnummern - Wertebereich 0 ... FFFF (hex)

• Identnummern werden von der PNO (Deutschland) oder Identnummern werden von der PNO (Deutschland) oder PTO (USA) vergebenPTO (USA) vergeben

Beispiele:Beispiele: OMRONOMRON-PRM21: 1656 (hex)-PRM21: 1656 (hex)OMRONOMRON-PRT1COM: 047D (hex)-PRT1COM: 047D (hex)

PROFIBUS-DP - Geräte Adressierung

81


Syn = Synchronization TimeSD2 = Start Delimiter 2LE = LengthLEr = repeated Length

DU = Data UnitFCS = Frame Check SequenceED = End Delimiter

DA = Destination AddressSA = Source AddressFC = Function Code

Telegramme

SRD-Request, variable Länge der Nutzdaten

SRD-Response, variable Länge der Nutzdaten

DP

-Mas

ter

DP

-Sla

ve

SYN SD2 LE SD2 DA SA FC DU FCS EDLEr

SD2 LE LEr DA SA FC DU FCS EDSD2

Request Telegramm

Trailer Output-Data Header

Response Telegramm DP

-Sla

ve

imm

edia

tere

spo

nse

DP

-Sla

ve

DP

-Mas

ter

Header Input-Data Trailer

PROFIBUS-DP - Datenaustausch

82


(x) (x) Extended PROFIBUS-DP-Funktionen (PROFIBUS-DP/V1) Extended PROFIBUS-DP-Funktionen (PROFIBUS-DP/V1)

DPM1DPM1DP-SlavesDP-Slaves

DPM2DPM2DP-SlavesDP-Slaves

DPM1DPM1DPM2DPM2

Parameterierung / KonfigurationParameterierung / Konfiguration --

Übertragung von Slave- DiagnosedatenÜbertragung von Slave- Diagnosedaten --

Übertragung von Master- DiagnosedatenÜbertragung von Master- Diagnosedaten -- --

Zyklischer DatenaustauschZyklischer Datenaustausch --

Sync + Freeze SteuerkommandsSync + Freeze Steuerkommands --

Slave- Adress-Einstellung ändernSlave- Adress-Einstellung ändern -- --

Azyklisches Lesen von Ein- / AusgangsabbildernAzyklisches Lesen von Ein- / Ausgangsabbildern -- --

Azyklisches Lesen /Schreiben irgend welcher DatenAzyklisches Lesen /Schreiben irgend welcher Daten (X)(X) --

Alarm- Handling- FunktionenAlarm- Handling- Funktionen (X)(X) --

Upload/Download von Master-Parameter-TabellenUpload/Download von Master-Parameter-Tabellen -- --

(X)(X)

(X)(X)

PROFIBUS-DP – Übersicht der Funktionen

83


Master (Class 1)Master (Class 1) Master (Class 2)Master (Class 2)

Get_Master_DiagGet_Master_Diag

Start_SeqStart_SeqDownloadDownloadUploadUploadEnd_SeqEnd_SeqAct_Para_BrctAct_Para_BrctAct_ParamAct_Param

Data_ExchangeData_ExchangeRD_IndRD_IndRD_OutpRD_OutpSlave_DiagSlave_DiagSet_PrmSet_PrmChk_CfgChk_CfgGet_CfgGet_CfgGlobal_ControlGlobal_ControlSet_Slave_Add (optSet_Slave_Add (opt))

Data_ExchangeData_ExchangeRD_InpRD_InpRD_OutpRD_OutpSlave_DiagSlave_DiagSet_PrmSet_PrmChk_CfgChk_CfgGet_CfgGet_CfgGlobal_ControlGlobal_ControlSet_Slave_AddSet_Slave_Add

PC/VME

SPS

SlaveSlave

Data_ExchangeData_ExchangeSlave_DiagSlave_DiagSet_PrmSet_PrmChk_CfgChk_CfgGlobal_ControlGlobal_Control

PROFIBUS-DP – Übersicht der Funktionen

84


PROFIBUS-DP Service Access Points:PROFIBUS-DP Service Access Points:• Standard-SAP:Standard-SAP:NutzdatenaustauschNutzdatenaustausch• SAP 54:SAP 54: Master - Master FunktionenMaster - Master Funktionen• SAP 55: SAP 55: Set / Change Slave AddressSet / Change Slave Address• SAP 56: SAP 56: Read InputsRead Inputs• SAP 57: SAP 57: Read OutputsRead Outputs• SAP 58: SAP 58: Control CommandsControl Commands• SAP 59: SAP 59: Read Configuration DataRead Configuration Data• SAP 60: SAP 60: Read Diagnostic DataRead Diagnostic Data• SAP 61: SAP 61: Set Parameterization DataSet Parameterization Data• SAP 62: SAP 62: Check Configuration DataCheck Configuration Data

PROFIBUS-DP - SAP

85


Datentransfer zwischen Master und Slaves:Datentransfer zwischen Master und Slaves:• Es gibt drei Phasen:Es gibt drei Phasen:

– Parameterierung des SlavesParameterierung des Slaves

– Konfigurationsüberprüfung des SlavesKonfigurationsüberprüfung des Slaves

– Datenaustausch mit den SlavesDatenaustausch mit den Slaves

• Parameterierung und Konfigurationsüberprüfung Parameterierung und Konfigurationsüberprüfung müssen abgeschlossen sein, bevor der Datenaustausch müssen abgeschlossen sein, bevor der Datenaustausch beginnen kann.beginnen kann.

• In allen drei Phasen können zusätzliche Diagnose- und In allen drei Phasen können zusätzliche Diagnose- und Steuerkommandos übertragen werden. Steuerkommandos übertragen werden.

PROFIBUS-DP - Master-Slave

86


Set_Slave_AddSet_Slave_AddSlave_DiagSlave_Diag

Power_onPower_on

Wait_PRMWait_PRM

Wait_CFGWait_CFG

Data_EXCHData_EXCH

Chk_Cfg, not okChk_Cfg, not okSet_Prm, not okSet_Prm, not ok

Slave_DiagSlave_DiagGet_CfgGet_Cfg

Slave_DiagSlave_DiagSet_PrmSet_PrmGet_CfgGet_Cfg

Set_Prm, OKSet_Prm, OK

Chk_Cfg, OKChk_Cfg, OK

Kann überprüft werden Kann überprüft werden durch Diagnostic Requestdurch Diagnostic Request

PROFIBUS-DP - Slave Zustandsdiagramm

87


Set_Prm (SAP 61)-Telegramm zu einem DP-Slave:Set_Prm (SAP 61)-Telegramm zu einem DP-Slave:• Slave-Einstellung Überwachungs-Timers (watch dog)Slave-Einstellung Überwachungs-Timers (watch dog)

• Definition der Station Delay Time (TDefinition der Station Delay Time (TSDRSDR))

• Unterstützung des Freeze/Sync-ModusUnterstützung des Freeze/Sync-Modus

• DP-Slave ist ‘locked/unlocked’ für andere MasterDP-Slave ist ‘locked/unlocked’ für andere Master

• Definition einer GruppeDefinition einer Gruppe

• Angabe der Adresse des zugehörigen MastersAngabe der Adresse des zugehörigen Masters

PROFIBUS-DP - Parameterierungskommando

88


Chk_Cfg (SAP 62)-Telegramm zu einem DP-Slave:Chk_Cfg (SAP 62)-Telegramm zu einem DP-Slave:• Die Konfiguration definiert die Eingangs/Ausgangsdaten, Die Konfiguration definiert die Eingangs/Ausgangsdaten,

die beim Datenaustausch übertragen werden sollen.die beim Datenaustausch übertragen werden sollen.

• Die Konfiguration kann in Teilen von 16 Bytes/ Worten Die Konfiguration kann in Teilen von 16 Bytes/ Worten

aufgeteilt werdenaufgeteilt werden

• Definition der konsistenten(zusammegehörigen) E/A-Daten Definition der konsistenten(zusammegehörigen) E/A-Daten

(z.B. doppeltgenauer Positionswert mit 4 Byte Länge)(z.B. doppeltgenauer Positionswert mit 4 Byte Länge)

• Definition zusätzlicher, herstellerspezifischer DatenDefinition zusätzlicher, herstellerspezifischer Daten

PROFIBUS-DP - Konfigurationskommando

89


Global_control (SAP 58)-Telegramm zum DP-Slave:Global_control (SAP 58)-Telegramm zum DP-Slave:• Global-Control-Messages kann an einen, alle oder an eine Global-Control-Messages kann an einen, alle oder an eine

vordefinierte Gruppe von DP-Slaves gesendet werden.vordefinierte Gruppe von DP-Slaves gesendet werden.

• Die Global-Control-Messages benutzt Slaveadresse 127.Die Global-Control-Messages benutzt Slaveadresse 127.

• Die Global-Control-Messages wird benutzt für:Die Global-Control-Messages wird benutzt für:

– Synchronisation der Eingänge: Freeze-ModeSynchronisation der Eingänge: Freeze-Mode

– Synchronisation der Ausgänge: Sync-ModeSynchronisation der Ausgänge: Sync-Mode

– Rücksetzen aller Ausgänge zum sicheren Zustand im Rücksetzen aller Ausgänge zum sicheren Zustand im

Fehlerfall: Clear-ModeFehlerfall: Clear-Mode

PROFIBUS-DP - Steuerkommandos

90


Diagnose (SAP 60)-Telegramm von einem DP-Slave:Diagnose (SAP 60)-Telegramm von einem DP-Slave:• Diagnose-Telegramme werden vom Slave auf Anfrage des Diagnose-Telegramme werden vom Slave auf Anfrage des

DP-Masters gesendet.DP-Masters gesendet.

• Mit Hilfe des Diagnose-Telegramms können Fehler-Mit Hilfe des Diagnose-Telegramms können Fehler-

Informationen ausgelesen werden.Informationen ausgelesen werden.

• Diagnose-Telegramme beinhalten:Diagnose-Telegramme beinhalten:

– Diagnosedaten bezüglich des gesamten GerätesDiagnosedaten bezüglich des gesamten Gerätes

– Diagnosedaten bezüglich der einzelnen Module Diagnosedaten bezüglich der einzelnen Module

– Diagnosedaten bezüglich einzelner KanäleDiagnosedaten bezüglich einzelner Kanäle

PROFIBUS-DP - Diagnosekommando

91


Die Leistungsstufe DP-V1

• Azyklischen Datenverkehr für Parametrierung, Bedienung, Beobachtung und Alarmbehandlung intelligenter Feldgeräte, parallel zum zyklischen Nutzdatenverkehr.

• Online-Zugriff auf Busteilnehmer über Engineering Tools.

• Drei zusätzliche Alarmtypen: Statusalarm, Update- Alarm und einen herstellerspezifischen Alarm.

PROFIBUS-DP - Erweiterungen

92


Beispiel eines (a-zyklischen) Read-ServicesBeispiel eines (a-zyklischen) Read-Services

Anfrage-TelegrammAnfrage-Telegramm

DP

- M

AS

TE

RD

P -

MA

ST

ER

DP

- S

LA

VE

zyklischer Datenaustausch bis zyklischer Datenaustausch bis angefragte Daten verfügbar sind angefragte Daten verfügbar sind

LengthLengthIndexIndexSlot Slot numbernumber

FunctionFunctionnumbernumber

Antwort-TelegrammAntwort-Telegramm

LengthLengthIndexIndexSlot Slot numbernumber

FunctionFunctionnumbernumber DataData

PROFIBUS-DPV1

93


• Für die Anforderungen der Antriebstechnik, als Antriebsbus zur Steuerung schneller Bewegungsabläufe

• Isochroner Slavebetrieb und

• Slave-Datenquerverkehr (DXB)

PROFIBUS-Erweiterung- DPV2

94


Adressierung der E/A kann modular aufgebaut seinAdressierung der E/A kann modular aufgebaut sein

Base Module Module 1

8 DO

Module 2

16 DO

Module 3

8 DI

Module 4

1 AI

Ind

exIn

dex

Slot- NummerSlot- Nummer1 Byte Output1 Byte Output 2 Byte Output2 Byte OutputModule 1Module 1 Module 2Module 2

1 Byte Input1 Byte Input 4 Byte Input4 Byte InputModule 3Module 3 Module 4Module 4

Anfrage:Anfrage:

Antwort:Antwort:

PROFIBUS-DP Adressierungsmodell

95


• Jedes PROFIBUS-DP - Geräte ist in einer GSD-Datei Jedes PROFIBUS-DP - Geräte ist in einer GSD-Datei beschrieben, ein elektronisches Datenblatt des Geräts.beschrieben, ein elektronisches Datenblatt des Geräts.

• Jeder Gerätehersteller erstellt sein individuelle GSD-Jeder Gerätehersteller erstellt sein individuelle GSD-Datei.Datei.

• Eine GSD-Datei enthält gerätespezifische Parameter:Eine GSD-Datei enthält gerätespezifische Parameter:

– Unterstützte BaudratenUnterstützte Baudraten

– Unterstütze TelegrammlängenUnterstütze Telegrammlängen

– Umfang der Ein-/AusgangsdatenUmfang der Ein-/Ausgangsdaten

– Bedeutung der Diagnose-TelegrammeBedeutung der Diagnose-Telegramme

– Verfügbare Optionen für modulare GeräteVerfügbare Optionen für modulare Geräte

PROFIBUS-DP – GSD-Datei

96


M = Mandatory, O = optionalM = Mandatory, O = optional

PROFIBUS-DP – GSD-Datei- Beispiel#Profibus_DP (M):<PRM-Text_Def_List> (O)PrmText =……..EndPrmTExt

;<Ext-User_Prm_Data_Def_List>

(O)

ExtUserPrmData =……….EndExtUserPrmData

;<Unit_Definition_List> (M)GSD_Revision=1Vendor_Name=……..…….

;Slave specific data (M)Freeze_mode_supported=……..……;User_Prm_data…….;Unit_diagnostic……..

;<Module_Definition_List (M)Module =…….EndModule

Parameter Text (O)Parameter Text (O)

Ext. User Parameter-Daten (O)Ext. User Parameter-Daten (O)

Allgemeine Daten (M)Allgemeine Daten (M)

Allg. Slave-Daten (M)Allg. Slave-Daten (M)

Gerätespezifische Slave-Daten (O)Gerätespezifische Slave-Daten (O)

E/A-Definition (M)E/A-Definition (M)

97


PA-ProfilesFMSDeviceProfiles

IEC Interface*

FMS

IEC 1158-2

User

Lay

er

(3)-(6)

Application(7)

Data Link(2)

Physical(1)

not used

PADP

DP-Eerweiterung

Fieldbus Data Link (FDL)

Fieldbus MessageSpecification (FMS)

DP-Profiles

RS-485 / Fibre Optic

DP Basic Functions

PROFIBUS Profile

98


• ProfileProfile sind Vorschriften für die Anwenderdaten sind Vorschriften für die Anwenderdaten

• Profile definProfile definiieeren die Eigenschaften und Verhalten der ren die Eigenschaften und Verhalten der GeräteGeräte

• Profile sorgen dafür, dass auch kompliziertere Geräte Profile sorgen dafür, dass auch kompliziertere Geräte verschiedener Hersteller wirklich einfach austauschbar verschiedener Hersteller wirklich einfach austauschbar werdenwerden

• Profile definProfile definierenieren welche der optionalen Kwelche der optionalen Kommuniommunikkationations-s-funfunkktion tion tatsächlich benutzt werdentatsächlich benutzt werden

• Profile definProfile definiieerenren die Grundeinstellung der Gerätepdie Grundeinstellung der Geräteparameterarameter

PROFIBUS Profile

99


• Roboter/Roboter/NCNC

• EnEnccoderoder

• Antriebe (Umrichter = Antriebe (Umrichter = ProfiDRIVE)ProfiDRIVE)

• Bedien-Bedien- uund nd AnzeigegeräteAnzeigegeräte

• Hydraulische AntriebeHydraulische Antriebe

• Geräte zur HalbleiterherstellungGeräte zur Halbleiterherstellung

• NiederspannungsschaltgeräteNiederspannungsschaltgeräte

• Dosier- und WägesystemeDosier- und Wägesysteme

• IdentsystemeIdentsysteme

• FlüssigkeitspumpenFlüssigkeitspumpen

PROFIBUS-DP- Profile

100


• PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP FeldbuskpplerFeldbuskppler f füür r MMultiulti-Remote-E-Remote-E//AA

• BBaudrateaudratenn bis zu bis zu 12 Mbaud12 Mbaud

• Sync/FreezeSync/Freeze-F-Fununkktionalittionalität wird unterstütztät wird unterstützt

• Max. 128 Max. 128 BByteyte Eingänge Eingänge uund/ond/odeder r AusgangsAusgangsdatdatenen

• BusBuszzyykkllusus uund nd EE//A-RA-Refreshefreshzzyykkllusus kkanannn synchroni synchronisiert siert werdenwerden

PRT1-COM PROFIBUS-DP Slave

101


• PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP-- SSlave flave füür C200H-r C200H- und CS1- SPS und CS1- SPS

• BBaudrateaudratenn bis zu bis zu 12 Mbaud12 Mbaud

• Sync/FreezeSync/Freeze-F-Fununkktionalittionalität wird unterstütztät wird unterstützt

• InsgesamtInsgesamt 2 2 bisbis 400 400 BByte yte DDataten austauschbaren austauschbar

• Die SPS-Speicherbereiche können im Rahmen Die SPS-Speicherbereiche können im Rahmen der C200HE- Speichergrößen zugeordnet der C200HE- Speichergrößen zugeordnet werdenwerden

C200H-PRT21 PROFIBUS-DP Slave

102


CQM1-PRT21

• Produktvorstellung

• Merkmale

• Funktionen

• Tips & Tricks

103


CQM1-PRT21 PackungsinhaltBaugruppe

Kein PROFIBUS-DP SteckerInstruction Sheet

Kein Handbuch.

Diskette enthält GSD+Bitmap-Datei, pdf-Datei des Instr.Sheet.

104


CQM1-PRT21 Merkmale

• CQM1- E/A- Baugruppe– Für jede CQM1(H)- CPU. – Für die CQM1-CPU, sieht es aus wie eine ‘einfache’ E/A

Baugruppe.– kann 4, 8, 12 oder 16 Worte belegen (# in = # out).

• PROFIBUS-DP - Slave– Für den PROFIBUS-DP - Master, ist es eine ‘modulare’ Slave-

Station.– Konfiguration kann 2, 4, 6 oder 8 Worte E/A sein.– Zyklischer Datenaustausch + Sync/Freeze unterstützt.

105


CQM1-PRT21 Eingänge und Ausgänge...

• Die CQM1-PRT21 ist ein Slave für 2 Master:– CQM1 CPU, durch den E/A-Bus.

– PROFIBUS-DP Master, über den PROFIBUS.

CQM1CPU

P-DP Master

OUT

IN OUT

INI/Obus

ASIC

PROFIBUSASIC

CQM1-PRT21

106


CQM1- Funktionensablauf

• Nach den Einschalten, erkennt die CPU die Anzahl der E/A-Worte, die auszutauschen sind.

• Wenn der E/A-Bus aktiv ist, werden nur E/A Daten mit der Baugruppe ausgetauscht.– Ausgangsdaten von der CPU zur Baugruppe, zur

Übertragung an den PROFIBUS- Master.– Daten vom PROFIBUS- Master wird als Eingangsdaten in

die CPU eingelesen (0000 wenn keine Daten ausgetauscht werden).

107


CQM1-PRT21-PROFIBUS-Merkmale

• DP-Slave konform EN 50170.• 2, 4, 6, oder 8 E/A-Worte, aber nur 1 Wort Konsistenz.• Stationsadresse nur 00-99 wählbar (nicht bis 126).

– 00 normalerweise reserviert für Class 2 - Master.

• Autobaudraten-Erkennung (9k6 - 12M).

• SYNC / FREEZE unterstützt.• Fail-safe unterstützt.

– Master kann leere Telegramme im CLEAR-Mode senden.

108


CQM1-PRT21 Seitenansicht

SteckbrückeFabriktest

DIP-SchalterE/A-Größe +Datenformat

+ Beschreibung

109


Byte-Reihenfolge: Motorola / Intel

• Wort- Daten auf dem PROFIBUS-DP:– High Byte zuerst (big-endian) Motorola-Format.

• Byte- Daten auf dem PROFIBUS-DP:– nacheinander, ‘niedriges’ Byte zuerst.

• Alle E/A der CQM1-PRT21 ist als Wortdaten definiert.– Einige SPS anderer Hersteller benutzen byteorientierten

Speicher, oder speichern Wortdaten im Intelformat. Wortdaten von der CQM1 sind dann ‘verdreht’.

• Setzen Sie SW3 auf ON um High- und Lowbyte zwischen CQM1 und PROFIBUS zu vertauschen. – Gültig für alle E/A-Worte der CQM1-PRT21.

110


CQM1-PRT21 Fabriktest-Modus

• Bei der Produktion in Holland verwendet.• Aktivierbar durch Steckbrücke• Alle DIP-Schalter werden ignoriert!

Stationsadress = 04, E/A = 8 In + 8 Out, Motorola Mode• Test durch ein Kommando + Antwort via IR Worte.• PROFIBUS-DP Loopback.

CQM1CPU

P-DP Master

OUT

IN OUT

IN

CQM1-PRT21

CMD

TEST

RSP

111


CQM1-PRT21 Frontansicht

8 Status LEDs

PROFIBUS-DP Adresse 00-99(2 Drehschalter)

Kommunikations-Statusausgang(Relaiskontakt)

PROFIBUS-DP- Stecker(Standard 9-polig D-Sub)

112


CQM1-PRT21 LED-Anzeigen

RUN AN = E/A-Bus OK.Blinkt= Initialisierung.AUS = Fataler Fehler / Kein Strom.

ERRAN = Fataler Fehler am E/A-Bus

Baugruppen-Status PROFIBUS-DP Status

COMM AN = E/A-Datenaustausch mit MasterAUS = Kein E/A-Datenaustausch

BFAN = Kein Kommunikation.Blinkt= Fehler in Konfiguration.AUS = Konfiguration OK.

Detaillierter PROFIBUS-DP - Status Gültig wenn COMM = AN‘normalerweise’ alle AUS.

113


Profibus-Einstellung - WD OFF

WD OFF Wenn diese LED leuchtet, hat der PROFIBUS Master den KommuniKations- Watchdog-Timer deaktiviert.

Der Slave wird die zuletzt erhaltenen Daten des Masters ‘einfrieren’. Sie bleiben erhalten, auch wenn die Verbindung zum Master unterbrochen wurde.

114


Profibus-Einstellung - CLEAR

CLEAR Wenn diese LED leuchtet, hat der Slave ein Global-Control- Command CLEAR vom Master bekommen. Die Ausgänge (Eingänge der SPS) werden auf 0 gesetzt. GCC_Clear ist ein Broadcast- oder Multicast- Kommando, dass der DP-Master benutzt, um alle Ausgänge gleichzeitig auf 0 zu setzen.Beispiel: Auto Clear ModeWenn irgend ein Slave defekt ist, sendet der Master GCC_Clear an alle Slaves und stopppt den Datenaustausch.

115


Profibus-Einstellung - SYNC

SYNC Wenn diese LED leuchtet, hat der Slave ein Global-Control- Command SYNC vom Master bekommen. Die Ausgänge (Eingänge der SPS) werden nicht aufgefrischt, bis das nächste SYNC- Kommando vom Master kommt. Der Slave bleibt im SYNC- Modus bis der Master UNSYNC sendet, oder das System neu gestartet wird. Beispiel: Ein SYNC-Kommando an Gruppe 1 beeinflußt die CQM1-PRT21, ein SYNC an Gruppe 2 nicht.

116


Profibus-Einstellung - FREEZE FREEZE

Wenn diese LED leuchtet, hat der Slave ein Global-Control- Command FREEZE vom Master bekommen.

Die Eingänge (Ausgänge der SPS) werden nicht aufgefrischt, bis das nächste FREEZE - Kommando vom Master kommt.

Der Slave bleibt im FREEZE- Modus bis der Master UNFREEZE sendet, oder das System neu gestartet wird. Master

(In data)

Slave(CQM1-PRT21)

CQM1(Out data) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C

E/ARefresh

DP Daten-austausch

CQM1 E/A BUS

PROFIBUS-DP

2 5 7 9 C

FR

EE

ZE

2 2 2 9 C

U

NF

RE

EZ

E

FR

EE

ZE

2 2 2 9 9

FR

EE

ZE

117


CQM1-PRT21 Status information

• Die Baugruppe kennt nicht den Betriebszustand der CPU.– Es kann nur die Aktivität auf dem E/A-Bus überprüft werden,

bei Busausfall (Watchdog), hört die Baugruppe auf Daten zu übertragen.

• Die CPU kann nicht erkennen, ob der PROFIBUS-Datenaustausch aktiv ist.– Ohne Datenaustausch, sind die Eingänge der SPS 0000.– Bitte das Kommunikation-Status-Relais verwenden.

z.B. 24 V zu einem CPU-Eingang (8 ms Filter !)

118


CQM1-PRT21 COMM-Status-RelaisMaster Slave

Slv_Diag Nicht bereit COMMBF

Ident Code, WD_Faktoren,Gruppen ID, Parameter

ACK COMMBF

Set_Prm

# E/A-Wort-Konsistenz ACK

COMMBF

Chk_Cfg

BereitMaster ist ...WD ist aktiv

COMMBF

Slv_Diag

AusgangsdatenEingangsdaten

COMMBF

Data_Exch

COMM Relais AN(bis Watchdog)

< 10 msData_Exch

BF blinkt falls zurück-gewiesen

119


CQM1-PRT21 KonfigurationWählen Sie das Modul, dass der Einstellung entspricht

Erlaubte Parameter (Byte 0)0x00 = Kein Fail-Safe

WD_base = 10 ms0x40 = Fail-Safe unterstützt

Master kann leere Telegramme nach

CLEAR senden

0x04 = Watchdog Base 1 ms Erlaubt dem

Master den Watchdog 10 ms

zu setzen

0x44 = Beides kombiniert

120


CQM1-PRT21 Datenkonsistenz

• CQM1 CPU führt den E/A-Refresh Wort für Wort durch

• Die E/A-Baugruppe erkennt nicht, wann der Refresh durchgeführt wird.

• SPS- und PROFIBUS-Zyklus sind unabhängig voneinander.

• Die Konsistenz der Daten ist nicht garantiert.– Datenworte, die in einem PROFIBUS-Telegramm gesendet werden könnten

nicht alle im gleichen SPS-Zyklus zur Verfügung stehen.

– Datenworte, die in einem SPS-Zyklus erzeugt werden könnten nicht alle im gleichen PROFIBUS-Telegramm gesendet werden.

• Wichtig für:– Übertragung von Daten > 16 Bit, z.B. Zähler- oder Positionswerte.

– Indirekte Adressierung; Übertragung von Adresse+Daten.

121


Datenkonsistenz : Vorkehrungen (1)

• Beispiel: 32 Bit- Zählerwert ändert sich von 0236 FFFD nach 0237 0002

IR100

IR101

FFFD

0236

IR350

IR351

FFFD

0236

Slave Master

IR100

IR101

0002

0236

IR351

IR351

0002

0237

2tes Wort nochnicht aufgefrischt:Falscher Zähler- wert 0236 0002 !

IR100

IR101

0004

0237

IR351

IR351

0004

0237

122


Datenkonsistenz : Vorkehrungen (2)– Hinzufügen einer Cheksumme, z.B. XORW der Datenworte:

IR100

IR101

FFFD

0236

MasterSlave

IR102 FDCB

FFFD

0236

FDCB

IR350

IR351

IR352

Überprüfung, ob XORW(IR350, IR351) = IR352 bevor der Zählerwert weiter verarbeitet wird.

OK

IR100

IR101

0002

0237

IR102 0235

0002

0236

FDCB

IR350

IR351

IR352

NG

123


Datenkonsistenz : Vorkehrungen (3)

• Indirekte Adressierung der Slave-SPS durch den Master– z.B. schreibe 1234 nach DM0200, dann 5678 nach DM0201

IR050

IR051

0200

1234

IR001

IR002DM0001

IR001

MOV

*DM0001

IR002

MOV

0200

1234

Master Slave

IR050

IR051

0201

1234

IR001

IR002

0201

5678

2tes Wort noch nicht aufgefrischt:Falsche Daten 1234 in DM0201 geschrieben

124


Datenkonsistenz : Vorkehrungen (4)• Indirekte Adressierung der Slave-SPS durch den Master

– Hinzufügen einer Cheksumme, z.B. XORW der Adresse + Daten:

IR050

IR051

0200

1234

Master Slave

IR052 1034

0200

1234

1034

IR001

IR002

IR003

IR050

IR051

0201

5678

IR052 5479

0201

1234

1034

IR001

IR002

IR003

Überprüfung, ob XORW(IR001, IR002) = IR003 bevor die Daten in die indirekte Adresse übertragen werden

125


Baudrate automatisch: 9600 bis 12 Mbaud16 Worte mit direkten Daten vom Umrichter

100

101

Adresse

PWR

COM

ERR

WD

A

BProfibuskabelSchirm

Profibus-DP am Umrichter 3G3FV

126


Menue / Initialize / Access Level /Advanced LevelProgramming b1-01=3 und b1-02=3

Parameter

Name Description

b1-01 Frequency Reference 0: Digital Operator, 1: Terminal

2: Serial Communication, 3: Option

3 = The Frequency Ref. Comes from SI-Poption card.

b1-02 Operation Method 0: Digital Operator, 1: Terminal

2: Serial Communication, 3: Option

3 = The Run command comes from SI-Poption card.

F9-06 BUS Stop Method 0: Rump to stop according to C1-02 setting

1: Coast to Stop

2: Rump to stop according to C1-09 setting

(fast stop)

3: Operation continues, alarm only

Einstellungen am 3G3FV

127


Ausgangsbits: Eingangsbits (Flags):

Bit No Description0 Running1 Zero Speed2 Reverse Running3 Reset Command Receiving4 Speed Agree5 Inverter Ready6 Minor Fault7 Major Fault8 OPE Error9 During Momentary Power Ride-through

10 Local / Remote11 Terminal 9-10 Output12 Terminal 25 Output13 Terminal 26 Output14 Motor Selection15 Zero Servo Completion (FVC only)

Bit No Description0 Forward Run1 Reverse Run2 Terminal 3 function3 Terminal 4 function4 Terminal 5 function5 Terminal 6 function6 Terminal 7 function7 Terminal 8 function8 External Fault9 Fault Reset

10 Not used11 Not used12 Not used13 Not used14 Not used15 Not used

Profibus-Daten vom 3G3FV

128


Ausgangsdaten:

Word Function Format Descriptionn+0 Operation Command 16 bit Steuerbits

n+1 Speed Command 16 bit Hex Setting unit depends on O1-03

n+2 Torque Reference (Limit) 16 bit Hex FVC mode only 1/0.1%

n+3 Torque Compensation 16 bit Hex FVC mode only 1/1.0%

n+4 Not used

n+5 AO Ch1 (Terminal 21)Output

16 bit Hex -726 (-11V) to 726 (11V)Effective when H4-01 = “1F”

n+6 AO Ch1 (Terminal 23)Output

16 bit Hex -726 (-11V) to 726 (11V)Effective when H4-04 = “1F”

n+7 DO Output 16 bit bit 0-7 = “0”bit 8 = Terminal 9-10; Effective when H2-01 = “F”bit 9 = Terminal 25-27; Effective when H2-02= “F”bit 10 = Terminal 26-37; Effective when H2-03= “F”bit 11-15 = “0”

n+8 ton+15

MODBUS command area


129


Eingangsdaten:

Word Function Format Descriptionm+0 Inverter Status 16 bit Statusbits

m+1 Speed Feedback 16 bit Hex Data unit depends on O1-03

m+2 Torque Reference 16 bit Hex FVC mode only 1/0.1%

m+3 Speed Detection PG Count 16 bit Hex With PG only ; Data unit depends on O1-03

m+4 Speed Reference 16 bit Hex Data unit depends on O1-03

m+5 Output Frequency 16 bit Hex Data unit depends on O1-03

m+6 Output Current 16 bit Hex 0.4 - 7.5 kW 1/0.01 A> 11 kW 1/0.1 A

m+7 AI Ch2 (Terminal 14) Input 16 bit Hex 1/0.1%

m+8 tom+15

MODBUS response area


130


Prinzip Multimaster Master-SlaveZugriffsprinzip Bitweise Arbitration Token - PassingÜbertragungsgeschw. 125k...500kBps 9,6k...1,5M...12MBpsBuszykluszeit 1ms... 10ms 1ms...100ms u. mehrCoS Interrupt ca. 40 Mikrosekunden -Übertragung CAN, synchron RS485, asynchronKabel 2 Schirme, 2x 2-Dr. 1 geschirmt. 2- DrahtKabellängen ...500m 100...1km, 3km Optische Repeater Ja jaAnzahl Slaves 61 32 x Anzahl Repeater

Vergleich mit DeviceNet

DeviceNet Profibus-DP

Documents

1 Advanced Industrial Automation PROFIBUS Harald Brück, SDT-TS Juli 2003 Automation & Drives