以下内容节选自机械工业出版社出版的西门子自动化技术丛书----《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》， 作者崔坚。更多更详细的内容请您参考《SIMATIC S7- 1500 与 TIA博途软件使用指南》一书。

PROFIBUS网络---概述

9.3 PROFIBUS网络

9.3.1 PROFIBUS 接口的种类

        S7-1500 PLC：CPU1516、CPU1517、CPU1518集成PROFIBUS接口，但只能作为主站；        

                                 CP1542-5、CM1542-5，可以作为主站或从站，两者的区别在于连接的站点数量不同。

        编程器或上位机：CP5512、CP5711、CP5611、CP5613。

9.3.2 PROFIBUS 的访问机制

        连接在PROFIBUS 网络上的主动站按照它们的地址顺序组成一个逻辑令牌环。令牌从低站地址到高站地址传递，传递到最高站地址126后，则跳回到最低站地址重新开始。获得令牌的主站可以在拥有令牌期间对属于它的从站进行发送或读取数据的操作。令牌只在主动站点间进行传递，PROFIBUS-DP从站通常为被动站点，不能得到令牌。如图9- 3所示，PLC主站和HMI可以传递令牌，从站1、2、3不能得到令牌。PROFIBUS-DP通常为一主多从，主站轮询从站，保证通信的实时性。

图9- 3令牌的传递

9.3.3 PROFIBUS 网络的通信速率与通信距离

        PROFIBUS网络支持的通信速率与通信距离相对应，参考表9- 1。

表9- 1PROFIBUS 通信速率与通信距离对应关系

9.3.4 PROFIBUS 网络拓扑结构

        PROFIBUS总线符合EIA RS485[8]标准，PROFIBUS RS485的传输是以半双工、异步、无间隙同步为基础的。传输介质可以是光缆或屏蔽双绞线。

        1)   电气传输时网络拓扑

        电气传输时为总线型拓扑结构，使用PROFIBUS电缆和PROFIBUS连接器连接PROFIBUS站点。每一个RS485网段最大为32个站点（包括有源网络元件例如RS485中继器)，在总线的两端必须使用终端电阻，结构如图9- 4所示。

图9- 4PROFIBUS电气网络结构

        总线的终端电阻集成在连接器及网络部件中。如果需要扩展总线的长度，或者PROFIBUS站点数大于32个时，就要使用RS485中继器（ RS485 Repeater）进行扩展。例如，PROFIBUS总线的长度为500米，而波特率要求达到1.5MBit/s，对照表9- 1可知，波特率为1.5MBit/s时总线最大的长度为200米，要扩展到500米，就需要加入两个RS485中继器。西门子RS485中继器具有信号放大和再生功能，在一条PROFIBUS总线上最多可以安装9个RS485中继器。

        使用RS485中继器的PROFIBUS网络可以进行总线和树型拓扑，如图9- 5所示，网段2得到网段1的放大再生信号，同样网段1也得到网段2的放大再生信号，在中继器上带有拨码开关，可以设置网段1、网段2隔离用于测试以及使能终端电阻。网段2可以像网段1一样通过接线端子A2、B2进行扩展，但是在连接最后一个站点时必使能终端电阻。

图9- 5使用RS485中继器的拓扑结构

        由于中继器占用站点数，使用多个中继器进行扩展时应遵守下列规则：

• 一个网段最大有32个节点 (包括Repeater、OLM及其它带有RS485驱动的元件）。

• 第一个和最后一个网段最多有31个站点。

• 两个中继器间最多有30个站。

• 每一个网段终端必须有终端电阻。

        2)   光纤网络拓扑结构

        使用OLM (Optical Link Module) 光电转换模块可以支持总线拓扑、冗余环网和星型拓扑结构。

9.3.5 安装GSD文件

        PROFIBUS－DP为主从结构，主站可以得到令牌轮询扫描从站。DP通信方式实时性强，可以连接分布式I/O。主站与一个从站最大通信数据为244字节输入和244字节输出。

        PROFIBUS-DP在目前的应用中仍然在大量使用，并且现场安装的I/O站点数量众多。S7-1500 PLC的中大型CPU除了集成PROFINET接口外，还集成PROFIBUS-DP接口，目的就是为了在项目中可以方便地连接不同接口的设备。

        PROFIBUS-DP除连接西门子分布式I/O、驱动等从站，还可以连接其它厂商的从站设备，这需要由生产厂商提供或从相关网站上下载GSD文件(GSD文件是对设备通用描述，通常以*.GSD或*.GSE结尾)。安装GSD文件的步骤如下：

        1)  将GSD文件复制到编程器的硬盘中。

        2)  打开TIA博途软件，使用主菜单命令“选项”->“管理通用站描述文件”，在弹出的对话框中选择需要

             安装的GSD文件，如图9- 6所示。安装成功后，系统自动更新硬件目录。

图9- 6安装GSD文件

        3)  打开硬件目录，在“其它现场设备”->“PROFIBUS-DP”子目录中可以发现安装的从站。

        4)  将从站配置到主站网络上（参考5.4.1章节远程I/O从站的配置过程），从站通信数据区的含义必须

             参考从站设备手册。

注意：

1． 打开包含有其它厂商从站设备的项目时，如果TIA博途软件没有安装相应的GSD文件，会弹出对话窗口提示是否需要安装所需的GSD文件，点击确认后，项目中包含的GSD文件自动导入硬件目录中。

2． 从PLC中上传硬件配置时，如果上传的硬件配置中带有其它厂商的从站设备，而在TIA博途软件没有安装相应的GSD文件，那么在硬件配置中不能进行编辑和下载，否则PLC将不识别相应的从站设备。