Profibus-DP 同步、冻结功能的实现

1 Profibus-DP同步、冻结的概念

PROFIBUS-DP主站通过控制命令输出同步(SNYC)和输入冻结(FREEZE)命令，可以实现某些DP从站同步数据通信。系统所涉及的DP从站必须组态在SYNC和FREEZE组中，DP主站利用全局控制报文同时发送SYNC或FREEZE控制命令给所有的DP从站。

SYNC命令同步DP从站的输出，DP从站在SYNC模式时，输出被冻结，主站发送的数据存在DP从站的本地缓存器中，只有在接收SYNC控制命令后，所有DP从站将缓存器中的数据传送到输出，这样可以同步若干个DP从站的输出。

使用UNSYNC可以取消同步命令，取消后从站循环更新输出。同步过程如图1-1所示。

图1-1 同步过程

若要冻结若干DP从站上的数据，就要用到FREEZE命令，当FREEZE控制命令发送到一组DP从站时，所有的DP从站同时冻结输入点的现有信号，以便由DP主站来读取这些信号。DP从站上的输入数据在接收到另一个FREEZE命令时更新，如果没有新的FREEZE命令，输入数据保持当前值不变。

用UNFREEZE命令可以取消DP从站的FREEZE模式，循环更新从站输入信号，此时，输入数据可以立即由DP从站更新并被DP主站读取。输入冻结过程如图1-2所示。

图1-2 冻结过程

2硬件组态

本例的系统由PS307电源、CPU 319-3 PN/DP模块、IM153模块、仿真模块SM374等组成，以下将展示如何实现PROFIBUS-DP的同步冻结功能。

序号	操作	图示
1.	首先进行系统的硬件组态，打开STEP7 V5.5软件，插入一个S7-300主站，本例中为CPU 319-3 PN/DP模块。
2.	组态DP从站，本例中两个从站的站地址分别设置为4和5，每个从站各有一个仿真模块SM374。此仿真模块在组态时，组态为8点输入8点输出，订货号为6ES7 323-1BH00-0AA0的模块。
3.	双击CPU中主站的DP接口，弹出DP主站的属性窗口，记录DP主站的诊断起始地址，编程时使用。
4.	双击PROFIBUS(1)，弹出DP master system(1)的属性窗口，选择Group Properties选项卡，选择DP总线中每组的同步冻结功能，每条总线最多分为8个组，每组默认使能同步冻结功能。
5.	点击Group Assigment选项卡，将从站分组。本例中将4号站和5号站分在组1中。如果有更多从站，可以继续分配在组1中，也可以分配到不同的组中，每组的同步冻、结功能可以分别设置，也可在用户程序中分别使能和禁止。

3软件编程

在OB1中调用系统功能SFC11启动同步冻结。当M100.0为1时，执行在MB102字节中定义的模式。程序如图3-1所示。

十六进制下，SFC11的MODE参数含义如下：4为取消冻结，8为冻结模式，10为取消同步，20为同步模式。也可以同时设置不矛盾的两种模式，十六进制下，MODE参数：14非同步冻结，18冻结非同步，24同步非冻结，28同步冻结。需要注意的是，当主站热启动或者暖启动后，DP从站保持SYNC和FREEZE模式。

图3-1 程序编写

将程序下载至PLC中，并且在变量表中观察以下变量MB0,MB1,QB0,QB1,IB0,IB1。其中将MB0与MB1修改为B#16#F0，可以看到QB0与QB1的值也随之更改为B#16#F0，但是实际的输出模块上的输出区并没有任何LED灯亮，这是因为数据被保存在两个从站本地接口模块的存储器中，并没有发送给模块。

而在从站的仿真模块上的输入区有输入信号，但是监控表中的IB0与IB1的数值仍为 B#16#00，这是因为接口模块一直向主站发送上次输入过程值，并没有更新输入过程数据（本例中主站为CPU 319-3 PN/DP），如图3-2所示。

图3-2 CPU中数据与实际模块状态对比

这时，在程序中使能SFC11，则两个从站立即将输出数据从缓存中发送给输出模块，并且更新输入模块的数据并发送给主站。这样便实现了两个从站的输出同步与输入冻结功能。如图3-3所示。

图3-3 输入冻结与输出同步