1 DP/DP Coupler模块概述
DP/DP Coupler用于连接两个Profibus-DP主站网络，以便在这两个主站网络之间进行数据通讯，数据通讯区最高可以达244字节输入和244字节的输出.
DP/DP Coupler模块面板图如下:
各拨码开关的含义如下表:
|
开关 |
拨码值 |
含义 |
|
|
PS |
DP1 |
ON |
PS1 24V DC供电监控使能(用于诊断) |
|
OFF |
PS1 24V DC供电监控未使能 |
||
|
DP2 |
ON |
PS2 24V DC供电监控使能(用于诊断) |
|
|
OFF |
PS2 24V DC供电监控未使能 |
||
|
DIA |
DP1 |
ON |
网络2的输出数据发送给网络1的输入数据验证使能 |
|
OFF |
网络2的输出数据发送给网络1的输入数据验证未使能 |
||
|
DP2 |
ON |
网络1的输出数据发送给网络2的输入数据验证使能 |
|
|
OFF |
网络1的输出数据发送给网络2的输入数据验证未使能 |
||
|
ADDR |
DP1 |
ON |
网络1Profibus站地址由Step7软件设置 |
|
OFF |
网络1Profibus站地址通过模块本身DIL开关来设置 |
||
|
DP2 |
ON |
网络2Profibus站地址由Step7软件设置 |
|
|
OFF |
网络2Profibus站地址通过模块本身DIL开关来设置 |
||
|
1,2,4,8, 16,32,64 |
DP1 |
网络1Profibus站地址设置开关（1-125） |
|
|
DP2 |
网络2Profibus站地址设置开关（1-125） |
||
|
|
|
|
|
DP/DP Coupler模块具有如下特点:
．连接两个不同的Profibus网络进行通讯，2个网络的通讯速率，站地址可以不同
．最多可以建立16个I/O数据交换区
．两个网络电气隔离，一个网段故障不影响另一个网段的运行
．支持DPV1全模式诊断
．可通过DIL开关，Step 7或其它编程工具设定Profibus站地址
．双路冗余供电方式
其典型应用配置如下:
对于DP/DP Coupler连接的两个网段,通讯速率可以不同,因此DP/DP Coupler非常适用于不同通讯速率的两个Profibus-DP主站系统之间的数据通讯,但是对于通讯数据区，网络1的输入区必须和网络2的输出区完全对应，同样网络2的输入区必须和网络1的输出区完全对应,否则会造成通讯故障,下图显示了两个网络之间的数据通讯区的对应关系:
下面将详细介绍如何通过Step7编程软件配置DP/DP Coupler在两个DP网络中进行通讯及程序诊断。
2组态在两个Profibus master网络中通讯
2.1例子中使用的硬件设备及软件
本例中所用的硬件设备如下表：
|
名称 |
数量 |
订货号 |
|
S7-400电源模块PS 407 4A |
1 |
6ES7407-0DA02-0AA0 |
|
S7-400 CPU414-3PN/DP |
1 |
6ES7414-3EM05-0AB0 |
|
S7-400 机架 |
1 |
6ES7401-1DA01-0AA0 |
|
S7-300导轨 |
1 |
6ES7390-1AF30-0AA0 |
|
PS307 24VDC电源 |
1 |
6ES7307-1EA00-0AA0 |
|
S7-300 CPU315-2DP |
1 |
6ES7315-2AG10-0AB0 |
|
CP5512编程卡 |
1 |
6GK1 551-2AA00 |
|
Profibus电缆 |
若干 |
|
|
笔记本电脑 |
1 |
|
所用到软件如下表：
|
名称 |
订货号 |
|
STEP7 V5.4 组态编程软件 英文版 |
|
下面的例子中以如下的数据通信区为例介绍详细的组态步骤:
网络1(CPU414-3PN/DP主站系统):
－ DP/DP Coupler的DP1 Profibus站地址为3,网络波特率为12Mbit/s
－ 与网络2的数据通信接口区:
．2字节的输入(不连续)
．4字节的输出(不连续)
．2字节的输入(连续)
．4字节的输出(连续)
．自定义3字节输入/5字节输出(连续)
网络2(CPU315-2DP主站系统):
－ DP/DP Coupler的DP2 Profibus站地址为4, 网络波特率为1.5Mbit/s
－ 与网络2的数据通信接口区:
．2字节的输出(不连续)
．4字节的输入(不连续)
．2字节的输出(连续)
．4字节的输入(连续)
．自定义5字节输入/3字节输出(连续)
各拨码开关设置如下 :
|
开关 |
拨码值 |
含义 |
|
|
PS |
DP1 |
ON |
L+/M(PS1)已经连接到24V DC |
|
DP2 |
ON |
L+/M(PS2)已经连接到24V DC |
|
|
DIA |
DP1 |
ON |
网络2的输出数据发送给网络1的输入数据使能 |
|
DP2 |
ON |
网络1的输出数据发送给网络2的输入数据使能 |
|
|
ADDR |
DP1 |
ON |
网络1Profibus站地址由Step7软件设置 |
|
DP2 |
ON |
网络2Profibus站地址由Step7软件设置 |
|
2.2在一个Profibus master中组态DP/DP coupler
2.2.1在Step7组态DP/DP Coupler为DP Slave
打开Step7软件，新建一个工程项目文件，命名为“Gateway as PN IO Proxy”, 在项目下插入一个S7-400站，如下图所示：
双击插入的S7-400站的“Hardware”，打开硬件组态，在硬件组态界面下分别插入机架，电源PS407,CPU414-3PN/DP,从CPU的MPI/DP接口中新建一条Profibus(1)网络，网络行规为“DP”,波特率为“12Mbps”，从硬件目录中将DP/DP Coupler拖曳至Profibus Master中,如下图所示:
2.2.2设定Profibus站地址
在硬件组态中双击DP/DP Coupler打开其属性对话框,在Profibus对话框中设置DP/DP Coupler的站地址为3，如下图所示:
2.2.3设定DP/DP Coupler其他属性
在硬件组态中双击DP/DP Coupler打开其属性对话框,切换到“Parameter Assignment”对话框,设定模块的其它属性，如下图所示：
各参数意义如下:
- DP报警模式:DPV0或DPV1，根据所连接的主站系统的类型来设定
- 外部诊断使能:ON或OFF
ON:如DP/DP Coupler网络中有诊断报告产生时(如DP连接器从网络中拔出),OB82将被调用，SF指示灯亮,“模块错误”信息将被写入CPU诊断缓冲区.
OFF: 如DP/DP Coupler网络中有诊断报告产生时(如DP连接器从网络中拔出),OB82将被调用，SF指示灯不点亮,也没有任何信息将被写入CPU诊断缓冲区.
注意:如果处在模块调试阶段，建议禁止外部诊断模式,等调试完毕后再使能模块外部诊断
2.2.4组态通信接口区
在DP/DP Coupler模块的通信接口区组态与网络2的通信数据，如下图所示:
2.3 在另一个Profibus master中组态DP/DP coupler
2.3.1在Step7组态DP/DP Coupler为DP Slave
在上述已建的项目“Gateway as PN IO Proxy”下插入一个S7-300站,如下图所示:
双击插入的S7-300站的“Hardware”，打开硬件组态，在硬件组态界面下分别插入机架，电源PS307,CPU315-2DP,从CPU的集成DP接口中新建一条Profibus(2)网络，网络行规为“DP”,波特率为“1.5Mbps”，从硬件目录中将DP/DP Coupler拖曳至Profibus Master中,如下图所示:
2.3.2设定Profibus站地址
在硬件组态中双击DP/DP Coupler打开其属性对话框,在Profibus对话框中设置DP/DP Coupler的站地址为4，如下图所示:
在硬件组态中双击DP/DP Coupler打开其属性对话框,切换到“Parameter Assignment”对话框,设定模块的其它属性，如下图所示：
各参数的意义参见2.2.3章节说明
2.3.4组态通信接口区
在DP/DP Coupler模块的通信接口区组态与网络1的通信数据，如下图所示:
注意:网络1与网络2的数据通信区必须要完全对应(包括长度和数据类型),否则模快将会报通讯故障
2.4 通讯测试
由于是通过Step7给DP/DP Coupler模块分配Profibus站地址,因此将CP5512的Profibus电缆分别连上模块两个网络的DP接口，将”Set PG/PC Interface”设置为”CP5512(PROFIBUS)”,在Step7中通过”PLC->PROFIBUS->Assign PROFIBUS Address…”为模块的两个网络分配站地址，如下图所示：
分别将S7-300和S7-400的硬件配置及程序下载到CPU中，将OB85-OB87加载到CPU 中防止因通讯故障导致CPU停机，对于连续的数据区(组态为”Total length”)必须在OB1中调用SFC14(DPRD_DAT)、SFC15(DPWR_DAT)以保证两个网络之间的所对应得数据通讯在一个通讯周期内完成，如下图所示：
注意：关于SFC14(DPRD_DAT)、SFC15(DPWR_DAT)的参数设置及使用手册请参看下载中心编号为 “21848242”的文档,具体的连接地址如下：
之后在S7-300与S7-400 中各插入一个变量监控表，可以看到DP/DP Coupler模块两个网段的通讯已经建立起来了，且输入与输出数据是一一对应的,如下图所示：
3模块诊断
3.1通过模块外部指示灯诊断
DP/DP Coupler模块的指示灯及意义如下图所示：
通过模块指示灯的指示状态，可以对网络及模块工作状态进行初步的诊断,详细的诊断信息必须通过用户程序进行读取.
ON1及ON2的含义如下表:
|
ON1 |
ON2 |
意义 |
如何处理 |
|
Off |
Off |
• DP/DP Coupler模块没有供电 • 已供电压不在允许的最低范围之内 • 模块硬件故障 |
• 对模块供电 • 检查电压大小，确保在允许范围 • 更换新模块 |
|
ON |
Off |
模块网络1已供电 |
|
|
Off |
On |
模块网络2已供电 |
|
|
On |
On |
模块网络1和2均已供电 |
|
注:On-灯亮;Off-灯灭
通过SF1,SF2,BF1,BF2读取的诊断状态信息如下表:
|
指示灯 |
意义 |
如何处理 |
||||
|
ON1与ON2 |
SF1 |
SF2 |
BF1 |
BF2 |
||
|
On |
On |
On |
On |
On |
所有指示灯全亮大约1秒,模块在启动模式 |
|
|
On |
On |
* |
* |
* |
网络1有诊断信息 |
分析诊断信息 |
|
On |
* |
On |
* |
* |
网络2有诊断信息 |
分析诊断信息 |
|
On |
* |
* |
On |
* |
没有主站系统连接到网络1，可能的原因如下: • 到模块的总线连接中断 • DP主站系统不在运行 |
• 检查总线连接器接线 • 检查模块至主站系统总线连接电缆是否损坏 • 将模块重新上电 |
|
On |
* |
* |
* |
On |
没有主站系统连接到网络2，可能的原因如下: • 到模块的总线连接中断 • DP主站系统不在运行 |
|
|
On |
* |
* |
Flash |
* |
网络1中模块与主站系统没有数据交换 |
• 检查组态设置 • 检查站地址设置 |
|
On |
* |
* |
* |
Flash |
网络2中模块与主站系统没有数据交换 |
|
|
Flash |
Flash |
Flash |
Flash |
Flash |
模块内故障 |
更换新模块 |
注:On-灯亮;*-不相关;Flash-闪烁
3.2通过用户程序诊断
DP/DP Coupler支持以下模式诊断：
· DPV0主站系统
· DPV1主站系统
· S7 DP主站系统
不同的模式所对应的诊断数据结构及长度不尽相同
3.2.1 DPV0主站系统模式下诊断
当DP/DP Coupler在如下两种情况运行时：
·实际插入的模块为6ES7 158-0AD01-0XA0而组态型号为6ES7 158-0AD00-0XA0时
·模块运行在DPV0模式下时(参见V2.2.3章节设置)
其诊断数据长度为11字节,包括6字节的标准诊断数据(第0-5字节)和5字节的模块诊断数据(第6-10字节)，标准诊断数据的具体地址分布及含义如下:
|
站状态1-3 |
字节 |
位 |
含义 |
|
0 |
0 |
1:Profibus主站与模块通讯中断 |
|
|
1 |
1:模块数据交换未准备好 |
||
|
2 |
1:主站与模块有非一致性的数据在交换 |
||
|
3 |
1:外部诊断使能 |
||
|
4 |
1:模块不支持所组态的功能 |
||
|
5 |
1:主站未能应答模块 |
||
|
6 |
1:所组态的模块与实际不一致 |
||
|
7 |
1:模块被另一个DP主站系统所组态 |
||
|
1 |
0 |
1:必须为模块分配新参数 |
|
|
1 |
1:有诊断信息产生,模块不能运行直到诊断信息被校正(静态诊断信息) |
||
|
2 |
1:该位一直为1 |
||
|
3 |
1:模块监控响应使能 |
||
|
4 |
1:模块接收到”冻结”控制命令 |
||
|
5 |
1:模块接收到”同步”控制命令 |
||
|
6 |
0:该位一直为0 |
||
|
7 |
0:该位一直为0 |
||
|
2 |
0-7 |
0:所有位一直为0 |
|
|
Profibus主站地址 |
3 |
_ |
Profibus主站地址 |
|
设备识别码 |
4 |
0-7 |
80H:DP/DP Coupler |
|
5 |
0-7 |
70H:DP/DP Coupler |
模块诊断数据的具体地址分布及含义如下:
|
模块诊断数据
|
字节 |
位 |
含义 |
|
6 |
0 |
101000:从字节6开始的诊断数据长度(=5字节) |
|
|
1 |
|||
|
2 |
|||
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
5 |
|||
|
6 |
00:站诊断代码 |
||
|
7 |
|||
|
7 |
0-7 |
00H:来自其它网络的数据无效;01H:来自其它网络的数据有效 |
|
|
8 |
0-7 |
来自DP网络输入数据的长度(以字节计算) |
|
|
9 |
0-7 |
来自DP网络输出数据的长度(以字节计算) |
|
|
10 |
0 |
保留 |
|
|
1 |
1:其它DP网络的CPU发出输出清除命令(将输出清0) |
||
|
2 |
1:其他网络已经将网络模式改变到解冻状态 |
||
|
3 |
1:其他网络已经将网络模式改变到冻结状态 |
||
|
4 |
1:其他网络已经将网络模式改变到非同步状态 |
||
|
5 |
1:其他网络已经将网络模式改变到同步状态 |
||
|
6 |
保留 |
||
|
7 |
3.2.2 DPV1主站系统或S7 DP主站系统模式下诊断
当DP/DP Coupler运行在DPV1主站系统或S7 DP主站系统模式下时，诊断数据包括6字节的标准诊断数据(第0-5字节,参见V3.2.1)及9字节的模块诊断数据(第17-25字节)，其中6-16字节为系统保留.
模块诊断数据的具体地址分布及含义如下:
|
模块诊断数据
|
字节 |
位 |
含义 |
|
17 |
0 |
100100:从字节17开始的诊断数据长度(=9字节) |
|
|
1 |
|||
|
2 |
|||
|
3 |
|||
|
4 |
|||
|
5 |
|||
|
6 |
00:站诊断代码 |
||
|
7 |
|||
|
18 |
0-7 |
81H:状态类型-状态信息 |
|
|
19 |
0-7 |
未用 |
|
|
20 |
0-7 |
未用 |
|
|
21 |
0-7 |
00H:数据无效;01H:数据有效 |
|
|
22 |
0-7 |
来自DP网络输入数据的长度(以字节计算) |
|
|
23 |
0-7 |
来自DP网络输出数据的长度(以字节计算) |
|
|
24 |
0 |
保留 |
|
|
1 |
1:其它DP网络的CPU发出输出清除命令(将输出清0) |
||
|
2 |
1:其他网络已经将网络模式改变到解冻状态 |
||
|
3 |
1:其他网络已经将网络模式改变到冻结状态 |
||
|
4 |
1:其他网络已经将网络模式改变到非同步状态 |
||
|
5 |
1:其他网络已经将网络模式改变到同步状态 |
||
|
6 |
保留 |
||
|
7 |
|||
|
25 |
0 |
1:模块PS1供电失效(仅DIL开关”PS1”(DP1)在ON位置) |
|
|
1 |
1:模块PS2供电失效(仅DIL开关”PS2”(DP2)在ON位置) |
||
|
2 |
0 |
||
|
3 |
0 |
||
|
4 |
0 |
||
|
5 |
0 |
||
|
6 |
0 |
||
|
7 |
0 |
3.2.3 诊断编程举例
以第2章节中的S7-400站程序为例，在DP/DP Coupler 模块的属性对话框中将DP报警模式设置为DPV1,使能外部诊断功能，诊断数据将存储在DB10中，在OB1中调用the SFC 13 (DPNRM_DG)，如下图所示：
之后可从DB10中得到相关诊断数据，块中的各地址所代表的意义如下图所示:
4. DP/DP Coupler订货号、与旧模块的兼容性及相关技术数据
4.1 订货号及与旧模块的兼容性
DP/DP Coupler模块最新订货号为6ES7158-0AD01-0XA0, 目前最新的固件版本为V2.0,与旧模块6ES7158-0AD00-0XA0相比的兼容性及性能改进如下:
- 新模块(6ES7158-0AD01-0XA0)可以完全兼容旧模块的所有功能
- 新模块在同步和冻结功能的诊断信息上做了改进以符合Profibus标准
- 新模快为双边供电
- 新模块按照S7-300设计，但安装尺寸和旧模块完全兼容
4.2 相关技术数据
|
技术参数 |
数值 |
|
通讯波特率 |
9,6; 19,2; 45,45; 93,75;187,5; 500 kbps 1,5; 3, 6, 12 Mbps |
|
总线协议 |
PROFIBUS DP |
|
最大I/O通信数据长度 |
244字节输入/244字节输出 |
|
诊断数据长度 |
最大26字节 |
|
参数分配数据长度 |
最大15字节 |
|
能否支持运行中更改配置 |
否 |
注意：有关DP/DP Coupler 模块的更多信息请参考“DP/DP Coupler用户手册”