西门子6ES7231-7PD22-0XA8代理订购

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 在1999年底，当初次考虑以太网与Profibus相连接时，Profibus International 初想在以太网内部嵌入一个现场总线协议。但没过多久,人们就意识到这样做不论对开放性和有效性都是一条死路。一个基本的重新评估产生PROFINET：其注重的是“自动化解决方案”而不仅仅是“通信”。结果所带来的灵活性使自动化策略在速度和范围上有了根本的改变，每个用户可以自己决定。 
    在意识到突然的、量的飞跃是不现实的之后，Profibus International 采用PROFINET来满足分散I/O当前的要求，这正如未来的发展趋势越来越趋于方便和完整一样，例如分散的自动化系统将要求面向对象的解决方案。标准都是互相融合的，这使PROFINET真正具有开放性。特别的是，PROFINET与现有的以太网TCP/IP兼容，这意味着它能容易地与高层 IT系统和设备集成。 
    还要考虑到扩展应覆盖自动化系统实时的需求，它需要有很多重要的革新。尤其与用于运动控制的硬实时需求有关，运动控制已经由新的软件/硬件解决方案进行处理，这个方案提供了的实时性能，对于PROFINET来说是的。今后，PROFINET也将寻求解决方案以满足机械和过程自动化的需求，虽然目前这两个还是公开讨论的话题。 
    终，PROFINET意识到基于以太网的解决方案是不会成功的，除非它能为传统的现场总线系统提供向后兼容的连续性，从而保护客户的投资。PROFINET提供了简单方式的集成现有网络。它能包容任何现场总线系统，而不仅仅是Profibus。将Interbus现场总线接口与PROFINET集成的工作组近期宣布，已经可提供连接Devicenet系统的批产品。 
    PROFINET具有一套自动化功能务，它们都是基于为适合许多应用环境而设计的以太网通信结构。不是所有的功能务在任何时间或所有应用中都使用，它们可以搭配组合。随着自动化用户的需求不断增加（尤其在运动控制中），随着竞争不断鼓励产品的特性以及市场向着分散自动化的结构发展，这种灵活性在未来的几年中将会越来越明显。 
    PROFINET 的是三个通信选择，覆盖了从管理层到工厂层的自动化范围：标准的TCP/IP和UDP提供了100ms的典型的循环时间，以及所有重要的纵向集成。实时性增强的阶段提供了5-10ms循环时间的通信同步。二阶段使用等时同步技术，带来了响应时间为1ms的通信以及抖动为1μs的硬实时应用。 

１ 引言

ＳＰＣ３是一种可以广泛应用于工业现场总线ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ的智能接口芯片。现场总线技术是一种实现现场级设备数字化通信的工业现场层网络通信技术，它可用一条电缆将现场设备连接起来以完成现场设备控制、监测和远程参数化等功能。

行业的数据采集与监控系统的量大，实时性强，并要求在较短的时间内完成各种参数的设置和数据新。如一个卷接机组生产速度每分钟可达１６０００支，这样，在高速运行过程中，机组要对生产的烟支重量、质量等进行实时在线检测、计算判断与控制，并采集整个机组的运行状态、各传感器执行器的工作状况以及各分控制系统的实时数据，要求其控制系统具有较高的实时性、性、性。因此，在卷接机组电控系统的设计中，笔者采用了ＰＲＯＦＩＢＵＳ现场总线技术，其总控系统与各分系统的接口芯片采用了ＳＰＣ３。

２ ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线和ＳＰＣ３芯片简介

２．１ ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线

ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ是欧洲的开放式现场总线系统，它的应用领域包括加工制造自动化、过程自动化和楼宇自动化。数据通讯采用标准ＲＳ－４８５接口，传输速率可达１２Ｍｂｐｓ，传输距离可达２３．８ｋｍ，而且响应时间短、抗干扰能力强。通过双绞线或光缆进行，易扩展，它不但能与执行器、传感器接口进行连接，也可以通过各种集成电路（ＡＳＩＣ）和接口模块来简化设备的连接，多可以连接１２５个节点。

２．２ 智能芯片ＳＰＣ３

根据传输数据量的大小和智能化程度，ＳＩＭＥＮＳ公司提供了ＳＰＣ２、ＳＰＣ３、ＬＳＰＭ２等不同种类的芯片来连接ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ主站与从站。这里笔者选用ＳＰＣ３来完成本系统的设计。ＳＰＣ３（ＳＩＭＥＮＳ ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＣＯＮＴＲＯＬＥＲ）集成了完整的ＤＰ协议，其中包括方式寄存器、状态寄存器、中断寄存器、各种缓冲器指针和缓冲区等。该芯片内部含有１．５ｋＢ的ＲＡＭ，带有１１位地址线的并行８位接口，全部存储器分为１９２段，每段８个字节，用户可以立即寻址。ＳＰＣ３支持所有８位处理机和微处理器。也可以自动完成“字节转换”，这使得摩托罗拉处理器可以直接正确读取１６位值，通常读和写可通过两个口（８位数据总线）来完成。

ＳＰＣ３中集成有一个保护监视定时器（ＷＡＴＣＨＤＯＧ），应用处理器出现故障时，ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ通信将被禁止，这样就不至于危及外围设备。作为ＳＰＣ３的心脏，微处理器（ＭＩＣＲＯＳＥＱＵＥＮＣＥＲ）控制着系统整个工作过程。在ＵＡＲＴ中，并行数据流和串行数据流完成互换。ＳＰＣ３在发送个字符前会产生ＲＴＳ（ＲＥＱＵＥＳＴ－ＴＯ－ＳＥＮＤ）信号，即请求发送信号。另外，ＳＰＣ３还具有自动辨识波特率（９．６ｋ～１２Ｍｂｐｓ）的功能。

３ 在ＺＪ１９Ｅ电控系统中的应用

ＺＪ１９Ｅ卷接机组电控系统选择西门子公司工控机作为主站，与触摸屏组成人机界面采用ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线技术和美国Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的Ｉｎ-Ｔｏｕｃｈ７．０工业组态软件实现与重量控制系统、质量检测系统等从站的通讯与数据交换。在每个ＤＰ从站中都有ＳＰＣ３芯片及其相关的硬件电路。主站上可以设置各种参数，如：机器运行速度、进料情况、烟支数量、烟支稀释度上下限、烟支重量上下限等。从站参照这些设定值来控制机器的正常运转；而机器动态、静态的各种参数则由每个从站进行搜集整理并可在主站上一览无余。中间的就是ＰＲＯＦＩＢＵＳ的功劳了。每一个模块（主、从站）的功能实施均可依靠软件来完成。整个电控系统的框图如图１所示。

３．１ 硬件设计

图２所示是本系统的硬件框图。ＡＴ８９Ｃ５２是采用的ＣＭＯＳ工艺制造的８位微控制器。它具有并行可编程功能的非易失性ＦＬＡＳＨ存储器，是８０Ｃ５１的派生器件。该控制器具有运算速度快、兼容ＭＣＳ５１指令集的特点，可以闪速可编程、可擦除。它有三个１６位定时／计数器。由于ＡＴ８９Ｃ５２内部集成有８ｋＢ Ｆｌａｓｈ，因此本设计不需另外扩展ＲＯＭ即可进行内部加密。

外接电路ＭＡＸ７０５用于为微控制器提供保护，它能在单片机上电时复位，并能在断电时防止程序跑飞，从而避免ＳＰＣ３中的数据被修改。另外，本系统也可采用手动复位，以便在调试或出现故障时使整套系统同时复位。

为了防止外界干扰对系统产生影响，单片机与下位机的通讯采用ＲＳ－４８５接口电路来进行光耦隔离。其收发接口采用ＨＣＰＬ２６０１、ＤＨＣＰＬ７７２１及ＳＮ７５１７６等进行隔离，以保证，干扰。

ＳＰＣ３有８根数据线和１１根地址线，其中低８位地址线与数据线复用。外接不同的单片机会使ＳＰＣ３一些管脚上的电平出现差异，其相应的意义也不同。这一点与别的接口片子有很大区别，ＳＰＣ３与外接ＡＴ８９Ｃ５２ 的连线见图３所示。

３．２ 软件设计

ＳＰＣ３的软件设计主要包括ＡＴ８９Ｃ５２微控制器的软件设计以及ＳＰＣ３的初始化程序设计。通讯协议主要由上位机的客户服务程序来完成，单片机ＡＴ８９Ｃ５２主要实现智能终端与协议识别，以及与下位机的通讯和数据转存，同时完成下位机与双口ＲＡＭ的连接控制，保数据转换的进行，避免通讯冲突。

ａ．单片机控制程序设计

单片机的控制程序由三部分组成：初始化部分用于完成单片机和所有外围电路的初始化以及终端和协议的识别；主循环部分用于读写双口ＲＡＭ，同时对上位机进行检查和计算以完成数据采集，进而实现数据的转存和交换；而中断服务程序则完成相应的中断处理并执行双口ＲＡＭ的共同协议。

ＳＰＣ３内部含有１．５ｋＢ的ＲＡＭ（即０００Ｈ—５ＦＦＨ），利用外接单片机可以确定该ＲＡＭ的确切地址。同时，根据ＳＰＣ３产生的中断，单片机还可对ＳＰＣ３接收到的主站输出数据进行转存，以便从站读取，此外也可以处理从站通过ＳＰＣ３发给主站的数据等。ＳＰＣ３实质上是主站与从站间的“通讯站”，即就是将主站发来的数据包解开送给从站，并将从站送来的数据打包给主站。详见图４的程序框图（其中“输入、输出”是相对主站而言的）。

ＳＰＣ３的初始化程序包括设置ＳＰＣ３允许的中断、写入从站号码和地址、设置ＳＰＣ３中的各种寄存器和缓冲器等；而中断程序主要处理ＰＲＭ报文、ＣＦＧ报文、ＳＳＡ报文。由于这些报文来自主站，所以，ＳＰＣ３的初始化需要主站的支持才能进行。不同的主站有不同的数据存取空间，因而分到每个从站的数据量也不同。这样，在初始化ＳＰＣ３时，配置的数据字节数也将相应改变。只有每个从站地址在同一个系统中是的，主站与每一个从站才能准确无误地通讯。

ｂ． 上位机程序简介

上位机的管理软件主要通过客户服务程序来完成协议转换和存储，以及数据的分析和显示。单片机上传的数据信息经过相应的协议校验确认后，可用来完成各种参数的设置和数据的交换。在对传输数据进行识别时，单片机接收上位机客户服务程序软件下传的校验和，在经过确认是协议识别指令后，再上传一个表示就绪的状态帧，然后接收识别用的数据帧。在经过检验后，如果确认数据帧有错，那么，系统将返回相应的状态帧并等待上位机重新发送数据，而如果数据正确，则返回状态帧，然后开始对终端单元进行识别。

由于每个ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线上的主站、从站有可能是不同厂商的产品，因此，在组建系统时需要有设备描述文件，即ＧＳＤ文件。ＧＳＤ文件是用特定格式描述现场设备技术参数的ＡＳＣＩＩ文件，它是在专门软件环境下编辑生成的，详情可参见参考文献。使用根据ＧＳＤ文件生成的组态工具可以将不同厂商的设备集成在同一总线系统中。这就是智能型芯片正常工作的“环境”。一旦对含有ＳＰＣ３的ＤＰ从站生成ＧＳＤ文件，就相当于该从站持有了一个通用“身份证”，这样，这个从站就可以在任何ＤＰ主站下组建总线系统了。

引言 
    电工IEC在2000年1月4日投票通过了现场总线IEC61158标准，IEC61158包括了7种现场总线标准，Profibus作为类型3正式加入IEC61158。PROFIRUS协议的结构是以ISO7498标准开放式系统互连网络参考模型OSI为基础的。
PRO FIBUS由二三部分组成：Profibus·FMS、PROFIBus-DP和PROFIBUS—PA。FMS主要用于车间级控制网络，是一种令牌结构和实时多主网络，DP是一种高速的通信连接，用于设备级控制系统与分散式通信；PA是专为过程化而设计的，具有本征规范。在这里，主要介绍PROFIBUS-DP(Distributed Process)协议。 PROFIBUS—DP使用了0SI参考模型的层、二层和用户接口，三层到七层未定义。PROFIBUS—DP主要应用于传感器和执行器级的高速．它以DlN 19245的部分为基础，主站周期性地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。它的响应时何从几百μ s～几百m s，速率为9 6 k b p s～12Mbps，传输的数据容量为每个报文多达244字节．传输介质为屏蔽双绞线或光纤等。 
    本文主要讨论采用slemens的从站协议芯片开发智能从站的方法．智能从站的框图如图l所示。其中包括微控制器、及EEPROM、SPC3、光电隔离、驱动器和拨码开关等。

1  SPC3协议芯片
1．1 SPC3主要技术指标 
    ◇支持Profibus—DP协议； 
    ◇大速率12Mbps，可自动检测并调整数 据传输速率； 
    ◇与80c32、80X86、80C165、80C166、80C167和HCII、HCl6、HC916系列芯片兼容； 
    ◇44引脚的PQFP封装； 
    ◇可立处理Profibus—DP通信协议． 
    ◇集成的(WDT)． 
    ◇外部时钟接口24MHz或48MHz； 
    ◇5V直流供电。
1．2 SPC3内部结构介绍 
    SPC3是用于从站开发的智能逋信芯片．它支持Profibus-DP协议。SPC3内部集成了1.5KB的双口RAM。内部锁存嚣／寄存器位于前21个地址单元。主要包括方式寄存器l、0．中断控制寄存器．状态寄存器以及输入、输出缓冲器和诊断缓冲器各宦的状态寄存器。 
    组织参数位于RAM中从1 6H开始的单元。整个缓冲器结构(属于DP—sAPs)就是基于这些参数来写的。此外，普通参数在这些单元设置数据(包括站地址、地址允许改变、用户值和设备标识号等)．状态显示存储在这些单元(通用控制命令等)。 
用户缓冲器区域位于从40H开始的单元。其中，方式寄存器O设置PROFlBUS—DP的操作方式，如SYNC、FREEZE等。方式寄存器0在离线状态进行赋值，一旦上电，就不能修改。方式寄存器1在上电后可对每个位进行置位和复位。 
    SPC3有1 4个中断源．各个中断源没有级-而是通过中断屏蔽寄存器和中断响应寄存器来实现中断的。但“新参数数据“中断和“新配置数据”中断可以不用中断响应寄存器响应。中断信号的性由用户设定。 
    诊断分为外部诊断和状态诊断。若是外部诊断，用户在从7字节开始的单元中写入用户数据。若是状态诊断，则只需在l字节写入00H．而不必填写从7字节开始的用户数据。 
    从站地址号可以是固定的，也可以由主站设置。若设站地址号不能改变，则在初始化阶段，令“Real—No—Add—change=0FFH" "R-SSA BUF-PTR=00H”。 
    用户计数器是l 6位的内部存储器单元， 初始值由R user Wd_Value单元给定。每接收1个数据报文，计数器减l。当减到0000H时，SPC3就进入“等待参数化”状态，DP状态机执行“离开主站”命令。 
另外SPC3内部还集成了1个计数器．可工作于3种不同的状态 波特率监测、波特率控制和DP控制。SPC3能自动标识总线波特率（9.6kbps～12Mbps）。
1.3 SPC3硬件电路设计 
    CPU使用AT89S52，采用的是INbbb工作方式，CPU与SPC3的接口电路如图2所示。对AT89S52而言，SPC3相当于它扩展的一个外部RAM。而且，SPC3有内部地址解码电路．所以，AB8～AB10接地。此时DB7~DB0是数据地址复用总线．可以产生低8位的数据和地址，高4位地址由AB0～AB3产生，AB4～AB7产生SPC3的片选信号．只有AB4～AB7同时为0时才选中SPC3。在图2中，SPC3的片选信号是1000H，SPC3的内部RAM位于1000H～l5FFH单元。本从站的开发采用的是汇编语言编程．占用的内存单元少，不需扩展外部RAM。如果使用C语言编程，则扩展足够的RAM或者使用带有足够RAM的CPU。 

    从图2中可以看出，RS485总线驱动器一侧与9针D型插鹰相连。另一侧通过光耦与SPC3相连。目前，能满足12M bp s波特率的驱动芯片有sN 6 L S1 7 6、SN6LSI 176、SN7SLl76、ADMl一485、SN65HVDl 176等，采用光电隔离主要是为了来自外界的干扰，能满足12Mbps波特率的光耦有HCPL7 720、HCPL0720HCPL772l、HCPL072l、HCPL7710等。另外要求电源也要采取隔离措施．如加变压器隔离或采用DC—DC模块。

2 Profibus—DP的状态机 
    根据Profibus—DP协议可知，PROFIBUS—DP的状态机描述DP从站在每种情况下的行为以保证它符合一致性．SPC3内部集成了状态机．用户对状态机的控制是很有限的。PROFIBUS—DP的状态机如图3所示

    在Power_On状态，从站能从2类主站接收Set Slave-Add报文来改变它的地址，然后从站进入Wail_P rm状态，等待参数化．此状态从站还可以接收Get_Cfg和Slave_Dlag报文。参数化完成后．从站进人wait_Cfg状态，等待Chk_Cfg报文．另外还可以接收Slave_Diag、Set_Prm和Get_Cfg报文。如果Chk_Cfg完成后，从站将进入Data_Exch状态．进行数据通信。此时从站还可接收Writing_Outputs、Reading_lnputs、bbbbbb_Control、Slave Diag、Chk_Diag和Get_Cfg报文，若组态和数据交换不成功．就会返回到参数化阶段。Wait_Prm在对从站进行组态时，要编写它的GSD文件．所谓GSD就是为了将不同的Profibus产品集成在一起而以电子设备数据库文件方式提供的功能函数(如I／O点数、诊断信息、波特率、时间监视等)。只有GSD文件在COMPROFlBUS组态软件下才能对从站组态，否则主站无法识别从站。

3 软件设计 
    对SPC3的软件操作主要包括两个部分：SPC3的初始化和SPC3的中断处理。主程序和中断程序流程图分别如图4和图5所示。

    SPC3的初始化程序应放在主程序的，而中断处理程序完成CPU对SPC3中断输出的响应。 SPC3上电复位之后．在正常工作之前进行初始化，以配置各个寄存器。中断处理程序用于处理SPC3发生的各种事件，这些事件包括 新的参数报文事件：全局控制命令报文事件．进入或退出数据交换状态事件，新的配置报文事件：新的地址设置报文事件；监测到波特率事件和溢出事件。数据输入和输出处理(输入输出相对于主站而言)及用户诊断数据输入可以放在应用程序主循环中。在一个应用循环申，由应用来刷新输入BUF中的数据．所有输入数据是新的新数据。而SPC3在接收到由Profibus主站传送的不同输出数据时．会产生输出标志位(同样位于中断请求字单元)，CPU通过在应用循环中轮询标志位来进行接收主站数据。对于特定应用的诊断信息．需要实时传递到主站。主应用程序在应用循环中判断是否有可用的诊断BUF存在一当有空闲BUF时应用程序输入诊断信息，并请求新。对于实时性要求严格的系统，应采用中断方式进行输出数据和诊断数据处理。

4 GSD文件简介 
    PRO FlBUS设备具有不同的性能特点，为达到Profibus简单的即插即用配置．PROFIBUS设备的特性均在电子设备数据库文件(GSD)中具体说明。标准化的GSD数据将通信扩大到操作员控制级。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中．既简单又是对用户友好的。
4.1 GSD文件的组成 
    GSD文件可以分为三个部分： 
    ◆一般规范 这部分包括生产厂商和设备的名称，硬件和软件的版本状况，支持的波特率一可能的监视时间问隔以及总线插头的信号分配； 
    ◆与DP主站有关的规范这部分包括只运用于DP主站的各项参数(如连接从站的多台数或上装和下装能力)。这一部分对从站没有规定；
    ◆与DP从站有关的规范 这部分包括与从站有关的一切规范(如输入／输出通道的数量和类型、中断测试的规范以及输入／输出数据一致性的信息)。
4.2 GSD文件格式 
    GSD文件是ASCII文件．可以用任何一种ASCII编辑嚣编辑 如计事本、UltraEdit等，也可使用Profibus用户组织提供的编辑程序GSDEdit。GSD文件是由若干行组成，每行都用一个关键字开头，包括关键字及参数(无符号数或字符串)两部分。GSD文件中的关键字可以是标准关键字(在PROFIBUS标准中定义)或自定义关键字。标准关键字可以被PROFIBUS的任何组态工具所识别，而自定义 关键字只能被特定的组态工具识别。 
     一个GSD文件的例子如下。
#Pr0fibus DP                       ；DP设备的GSD文件均以此关键存在
GSD Revision=1                     ；GSD文件版本
VendorName="Meglev"                ；设备制造商
Model Name="DP Slave"              ；产品名称，产品版本
Revision="Version 01"              ；产品版本号(可选)
RevisionNtmber=01                  ；产品识别号
IdemNumber=0x01                    ；协议类型（表示DP）
ProtocoI Ident=0                   ；站类型(0表示从站)
StationType=0                      ；不支持FMS．纯DP从站
FMS Supp=0                         ；硬件版本
Hardware Realease="HW1.0"          ；软件版本
Soltware Realease="SWl.0"          ；支持9.6kbps波特率
9.6 supp=1                         ；支持19.2kbps波特率
19.2 supp=l                        ；9.6kbps时大延迟时间
MaxTsdr 9.6=60                     ；19.2kbps时大延迟时间
MaxTsdrl9.2=60                     ；不提供RTS信号
RepeaterCtrl sig=0                 ；不提供24V电压
24VPins=0                          ；采用的解决方案
Implementation Type="SPC3"         ；不支持锁定模式
FreezeMode Supp=0                  ；不支持同步模式
SyncMode Supp=0                    ；支持自动波特率
AutoBaud Supp=l                    ；不支持改变从站地址
Set SlaveAdd Supp=0                ；故障模式类型
Fail Safe=0                        ；大用户参数数据长度(0-237)
MaxUser PrmDataLen=0               ；用户参数长度
Usel prmDataLen=0                  ；小从站响应循环间隔
Min Slave Imervall=22              ；是否为模块站
Modular Station=l                  ；从站大模块数
MaxModule=l                        ；大输入数据长度
Maxbbbbb Len=8                     ；大输出数据长度
MaxOutput Len=8                    ；大数据的长度(输入输出之和)
MaxData Len=16                     ；大诊断数据长度(6～244)Slave
MaxDiagData Len=6                  ；从站类型
Family=3                           ；模块1，输入输出各4字节
M0dule=“Modulel”0x23，0x13；     ；模块2．输入输出各8字节
EndModule 
Module="Module2"0x27，0x17；
EndModule


结语 
    Profibus．DP现场总线已成为我国机械部的行业标准．受到越来越多科研机构和厂家的重视t本文从开发的角度．详细阐述了PROFIBUS—DP现场总线的软硬件设计方法。相信能给读者起到抛砖引玉的作用。我们开发的带有PROFIBUS-DP总线接口的设备，能满足互操作性以及实耐性通信的要求，已在许多行业得到成功应用。

上述西门子S7 300 系列PLC都支持Profibus协议， PROFIBUS是一种化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化，PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS。PROFIBUS-DP：是一种高速通信，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信；PROFIBUS-PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征规范；PROFIBUS-FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。
1.1 Profibus –FMS特点分析
Profibus -FMS使用了1层、2层和7层。应用层（7层）包括FMS（现场总线报文规范）和LLI（低层接口）。FMS包含应用协议和提供的通信服务。 LLI建立各种类型的通信关系，并给FMS提供不依赖于设备的对2层的访问。PROFIBUS—FMS是车间级现场总线，主要用于车间级设备监控，完成车间生产设备状态及生产过程监控、车间级生产管理、车间底层设备及生产信息集成。它提供了大量的通信服务，如现场信息传送、数据库处理、参数设定、下载程序、从机控制和报警等，适用于完成以中等传输速度进行较大数据交换的循环和非循环通信任务。由于它是完成控制器与智能现场设备之间的通信以及控制器间的信息交换，因此它主要考虑系统的功能，而不是系统的响应时间。PROFIBUS-FMS在使用RS-485时，其通信速率为9.6 Kbps-500 Kbps，距离1.6Km-4.8Km，多可接122个节点，使用FSK（频移链控）时，多32个节点，距离可达5Km，介质可为双绞线或光缆。功能强大的FMS服务可在广泛的应用领域内使用，并为解决复杂通信提供了很大的灵活性。

1.2 方案分析
在M1 工厂的现场实际情况是，设备监控系统功能是在生产线投产以后才投资新增的一个功能模块，因此要求在施工的过程中不能影响生产的正常进行，现场输送链PLC 要传送给上级的数量较大，但实时性要求不是很高。结合现场实际情况以及Profibus三种协议的特点，现场选择组建了PROFIBUS－FMS网络以实现数据的采集。由于现场OEM的PLC都具有各自的任务，为了不影响现有功能，增加了一台西门子S7 315－2 DP。此 PLC在和其它现场的每台PLC进行通讯的同时，作为与上级系统进行通讯的网桥（与上级系统进行通讯还需要进行协议转换）。这台PLC与现场的PLC之间组成FMS网络。为了组建FMS网路，在每台PLC上都安装了西门子的CP 343－5通讯模块。CP 343－5通讯模块支持FMS协议，其主要任务是：
从Profibus上接收数据，把FMS的格式转化为PLC所要求的特定格式，并把数据送到CPU的用户数据区。
从CPU用户数据区获得数据，转换成FMS格式，发送到Profibus上。

然后对以下参数进行配置或：

1） 进一步传输特性

2） 匹配FMS通讯伙伴的服务

3） 组态FMS的数据接收端（客户端）：读或者写的通讯变量；报告变量进入的数据区；为被保护的变量分配设备存取权。

4） 组态FMS数据发送端（服务端）。

5） 在组态的过程中要注意通讯地址和通讯变量的匹配。

后把组态好的配置下载到PLC中，实现FMS连接。

2．2 编程

在S7 软件中为FMS通讯已经编写好了通讯功能模块，各功能模块的功能如下：

FB2：校验设备属性

FB3：读取数据

FB4：传输没有确认的数据

FB5：状态校验

FB6：写数据

只要我们根据需要调用相应的功能模块就可以实现数据的传输。

在工厂的实际应用中，由于网桥PLC要于其他现场的每个PLC都要进行通讯，而现场PLC之间没有直接的进行通讯，而是通过网桥PLC中转完成的，因此现场的PLC每类的功能块只调用一次，而网桥PLC要为和每个PLC通讯分别调用各类的功能块。

在调用功能块时要一个数据块（DB块），作为传输数据的储存区。这个数据块建好以后，通过编程把要进行数据通讯的数据存储到数据块内，然后在变量表里把数据块设定为通讯变量并其索引值。

3结语

沈阳华晨金杯客车有限公司工厂总装车间的FMS网络，在实施的过程中对原有的程序中增加发送和接收数据块，程序的改动量很小，没有影响到正常生产的进行，总之FMS的灵活方便，是一种比较好的解决车间级通讯的传输协议。M1工厂FMS网络从2003年初开始运行以来，一直比较稳定，能够实时的监控设备状态，给出设备故障提示，这为提高设备运行率提供了很大的帮助，很好的达到了设计要求。只是在后来的改造中拆除了仪表板分装线，在程序中相应去除了仪表板节点，但对于整个系统通讯没有任何的影响，这也体现了系统灵活的一面。