1 引言 隨著Profibus總線技術(shù)在我國(guó)的進(jìn)一步普及，基于Profibus-DP協(xié)議的總線產(chǎn)品在市場(chǎng)上占據(jù)了越來越多的份額。自行開發(fā)含DP接口的從站產(chǎn)品具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，國(guó)內(nèi)參與DP總線產(chǎn)品研究與開發(fā)的單位很多，然而能夠自成體系的卻鮮見報(bào)道。究其原因，主要是在開發(fā)過程中幾個(gè)核心問題沒有很好地解決。這些問題主要集中在對(duì)Profibus-DP中斷機(jī)制的理解、SPC3固態(tài)程序的剖析、GSD文件的編制以及Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)幾個(gè)方面，本文將就這幾個(gè)問題逐一進(jìn)行討論。 2 Profibus-DP的中斷機(jī)制 2.1 中斷機(jī)制 Profibus-DP協(xié)議中的中斷控制是通過協(xié)議芯片SPC3內(nèi)的中斷控制器來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)有指令報(bào)文到來或各種錯(cuò)誤事件發(fā)生時(shí)，CPU會(huì)得到通知并進(jìn)行相應(yīng)的處理。該中斷控制器可以管理預(yù)定義的16種中斷事件，這些事件通過一個(gè)中斷輸出進(jìn)行統(tǒng)一管理。該中斷控制器不具備中斷優(yōu)先級(jí)，也不提供中斷矢量。中斷控制器內(nèi)主要有4個(gè)寄存器:中斷請(qǐng)求寄存器IRR（Interrupt Request Register），中斷屏蔽寄存器IMR（Interrupt Mask Register），中斷寄存器IR（Interrupt Register）和中斷確認(rèn)寄存器IAR（Interrupt Acknowledge Register）。該中斷控制器內(nèi)部的工作原理示意如圖1。 所有等待處理的中斷都存儲(chǔ)在IRR寄存器內(nèi)，個(gè)別的中斷可以通過設(shè)置IMR寄存器來禁止。IRR寄存器的輸入不受中斷屏蔽的影響，未屏蔽的中斷信號(hào)經(jīng)過求和運(yùn)算來觸發(fā)X/INT中斷。在調(diào)試DP從站時(shí)，可以在IRR寄存器種設(shè)置各種中斷信號(hào)來進(jìn)行調(diào)試。所有經(jīng)微處理器處理的中斷只能通過IAR寄存器刪除，相應(yīng)地，需要將相應(yīng)的位置“1”。如果一個(gè)新的中斷事件與先前的一個(gè)中斷事件同時(shí)加在IRR寄存器的輸入端，該新事件將被保持。如果處理器隨后使能一個(gè)屏蔽的中斷，它必須保證之前沒有中斷信號(hào)加在IRR寄存器的輸入端。為了安全起見，在使能中斷屏蔽前必須刪除IRR寄存器中的相應(yīng)位。 [align=center] 圖1 Profibus-DP中斷機(jī)制[/align] 2.2 中斷相應(yīng) 雖然在開發(fā)DP產(chǎn)品時(shí)無(wú)需對(duì)Profibus-DP的中斷機(jī)制進(jìn)行修改，但深入了解該中斷機(jī)制對(duì)于剖析SPC3的固態(tài)程序具有重要的意義，因?yàn)樵摴虘B(tài)程序的框架就是基于Profibus-DP協(xié)議所定義的中斷機(jī)制。在實(shí)際運(yùn)行過程中，DP從站內(nèi)的微處理器主要對(duì)協(xié)議芯片SPC3的以下幾類中斷事件做出響應(yīng)。 （1） Diag_Fetched:診斷數(shù)據(jù)被主站取走，此時(shí)MCU應(yīng)發(fā)出一個(gè)User_Diag_Read_Cmd命令（通過讀RAM中的User_Diag_Read_Cmd單元實(shí)現(xiàn)），將用戶診斷緩沖器與MAC緩沖器互換，以將更新的用戶診斷數(shù)據(jù)提供給MAC層，供主站在必要時(shí)取用; （2） IndQ_Entry:新的事件信息進(jìn)入指示隊(duì)列，在中斷處理時(shí)MCU應(yīng)從指示隊(duì)列中讀出事件信息代碼，根據(jù)不同的事件做出反應(yīng)。比如發(fā)生監(jiān)視定時(shí)器到時(shí)事件，就將程序從數(shù)據(jù)交換狀態(tài)跳出，停止輸入數(shù)據(jù)的發(fā)送; （3） Go/Leave_Data_Exchange:進(jìn)入或離開數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。此時(shí)MCU應(yīng)讀取SPC3的狀態(tài)寄存器，得知具體是進(jìn)入還是離開。若是進(jìn)入數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備輸入數(shù)據(jù)以便向主站發(fā)送;若是離開則停止輸入數(shù)據(jù)的發(fā)送; （4） New_Prm_Data:新的參數(shù)報(bào)文。MCU從用戶參數(shù)緩沖器中讀出參數(shù)數(shù)據(jù), 然后對(duì)從站需要設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)設(shè)置的結(jié)果是否正確向SPC3發(fā)出一個(gè)肯定的User_Prm_OK_Cmd或一個(gè)否定的User_Prm_Not_OK_Cmd命令，SPC3便會(huì)對(duì)此參數(shù)報(bào)文向主站作出肯定或否定的應(yīng)答; （5） New_Cfg_Data:新的組態(tài)報(bào)文。MCU從用戶組態(tài)緩沖器中讀出組態(tài)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)組態(tài)信息設(shè)置從站，根據(jù)組態(tài)的結(jié)果是否正確向SPC3發(fā)出一個(gè)肯定的User_Cfg_OK_Cmd或一個(gè)否定的User_Cfg_ Not_OK_Cmd命令，SPC3便會(huì)對(duì)此組態(tài)報(bào)文向主站作出肯定或否定的應(yīng)答; （6） Get_Cfg_Buffer_Change:讀組態(tài)緩沖器改變，即用戶讀組態(tài)緩沖器與MAC讀緩沖器互換。在中斷處理時(shí)MCU應(yīng)通過讀User_Cfg_Buffer_Ptr得到新的用戶讀組態(tài)緩沖器的指針，以將從站的組態(tài)信息寫入新的用戶讀組態(tài)緩沖器中。此中斷由User_Get_Cfg_Read_Cmd命令對(duì)主站組態(tài)報(bào)文的User_Cfg_OK_Cmd肯定引起; （7） Diag_Buffer_Changed:診斷緩沖器改變，即用戶診斷緩沖器與MAC診斷緩沖器互換。在中斷處理中MCU應(yīng)通過讀User_Diag_Buffer_Ptr得到新的用戶診斷緩沖器的指針，以將從站的診斷信息寫入新的用戶診斷緩沖器中，此中斷由User_Diag_Read_Cmd命令引起; （8） DX_OUT:新的輸出數(shù)據(jù)。此時(shí)應(yīng)發(fā)出一個(gè)User_New_Dout_Cmd命令，并得到新的U緩沖器的指針，從而用戶可以根據(jù)這個(gè)指針得到存入其中的新的輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)MCU應(yīng)發(fā)出一個(gè)User_New_Din_Cmd，將U輸入數(shù)據(jù)緩沖器變?yōu)镹輸入數(shù)據(jù)緩沖器，同時(shí)得到新的U緩沖器的指針，這樣便將用戶的輸入數(shù)據(jù)發(fā)送給主站，并得到新的U緩沖器以準(zhǔn)備新的輸入數(shù)據(jù)。 所有的中斷事件協(xié)調(diào)組合在一起，就構(gòu)成了Profibus-DP的狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)模型如圖2: [align=center] 圖2 Profibus-DP狀態(tài)機(jī)模型[/align] 3 SPC3固態(tài)程序的剖析 使用西門子公司提供的協(xié)議芯片SPC3可以較容易地設(shè)計(jì)Profibus-DP從站的硬件電路，相對(duì)而言從站的軟件設(shè)計(jì)要相對(duì)復(fù)雜，而軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是利用開發(fā)包中提供的SPC3協(xié)議芯片固態(tài)程序，因此解析該固態(tài)程序是另一個(gè)需要關(guān)注的問題。 3.1 SPC3固態(tài)程序流程 由于SPC3芯片內(nèi)的寄存器是完全格式化的，固態(tài)程序可實(shí)現(xiàn)在SPC3內(nèi)部寄存器與應(yīng)用接口之間的連接，為用戶提供了宏接口，使用固態(tài)程序可大大節(jié)省用戶的開發(fā)的時(shí)間。SPC3固態(tài)程序包使得用戶無(wú)須直接操作寄存器和計(jì)算存儲(chǔ)空間。固態(tài)程序中包含的各程序模塊有: （1） 主程序SERSPC3.C，主要完成SPC3初始化，啟動(dòng)，外部信號(hào)處理，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)和診斷; （2） 中斷模塊INTSPC3.C，主要處理分配從站參數(shù)、組態(tài)數(shù)據(jù)檢查和從站地址設(shè)定; （3） 函數(shù)DPS2SPC3.C，這些函數(shù)根據(jù)組態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算輸入輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，輔助緩沖區(qū)分配，緩沖區(qū)初始化，設(shè)置IO數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，各緩沖區(qū)更新函數(shù)等; （4） 變量定義和宏接口DPS2USER.h，宏接口使用戶能夠方便地訪問SPC3的各個(gè)寄存器。 SPC3在接收到由Profibus-DP主站傳送的不同輸出數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生輸出標(biāo)志位（位于中斷請(qǐng)求字單元），CPU通過在應(yīng)用循環(huán)中查詢標(biāo)志位來接收主站數(shù)據(jù)，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格的系統(tǒng)，則應(yīng)采用中斷方式進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)的處理。主程序首先利用開發(fā)包中的DPS2對(duì)SPC3進(jìn)行初始化，允許外部中斷INT0，設(shè)置INT0為高優(yōu)先級(jí)及開中斷，然后啟動(dòng)SPC3，通過SPC3進(jìn)行主站和從站的數(shù)據(jù)交換以及處理診斷。SPC3固態(tài)程序的流程示意如圖3: [align=center] 圖3 SPC3固態(tài)程序流程圖[/align] 3.2 SPC3初始化子程序 在SPC3正常工作之前，首先需要進(jìn)行初始化，以配置需要的寄存器，包括設(shè)置協(xié)議芯片的中斷允許，寫入從站識(shí)別號(hào)和地址，設(shè)置SPC3方式寄存器，設(shè)置診斷緩沖區(qū)，參數(shù)緩沖區(qū)，配置緩沖區(qū)，地址緩沖區(qū)，初始化長(zhǎng)度，并根據(jù)以上初始值得出各個(gè)緩沖區(qū)的指針和輔助緩沖區(qū)的指針。根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度，確定輸出緩沖區(qū)，輸入緩沖區(qū)及指針。 初始化程序用以實(shí)現(xiàn)以下各項(xiàng)功能: （1） SPC3硬件復(fù)位:應(yīng)用程序用RESET復(fù)位SPC3，初始化內(nèi)部RAM及復(fù)位微處理器; （2） 編譯器設(shè)置:針對(duì)選用的微處理器選用合適的編譯器，用#define DPS2_SPC3激活DPS2接口; （3） 設(shè)置SPC3中斷屏蔽寄存器:宏DPS2_SET_IND（ ）激活SPC3中斷觸發(fā)，包括從站地址改變，組態(tài)數(shù)據(jù)檢查，參數(shù)檢查中斷; （4） SPC3內(nèi)部看門狗設(shè)置:用戶看門狗用于確保在微處理器出現(xiàn)故障時(shí)，SPC3能在DPS2_SET_USER_WD_VALUE（X）設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信后，時(shí)間完后則離開數(shù)據(jù)交換通信狀態(tài)，只要微處理器沒有問題，則需不斷地用DPS2_RESET_USER_WD重新觸發(fā)看門狗電路; （5） 設(shè)備標(biāo)識(shí)碼設(shè)置:在啟動(dòng)過程中，應(yīng)用程序讀取標(biāo)識(shí)碼，并將其傳送到SPC3芯片中; （6） 設(shè)置響應(yīng)時(shí)間:如果某些應(yīng)用需要，用戶可以通過DPS2_SET_MINTSDR（X）為SPC3設(shè)置最小的從站響應(yīng)時(shí)間; （7） 緩沖區(qū)初始化設(shè)置:用戶必須確定DPS2_BUFINIT結(jié)構(gòu)體中定義的各個(gè)用于信息交換的緩沖區(qū)的長(zhǎng)度，這些緩沖區(qū)長(zhǎng)度決定了SPC3中各個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的長(zhǎng)度，這些緩沖區(qū)占用SPC3雙口RAM的空間，因此不能超過緩沖區(qū)總長(zhǎng)度。用宏SPC3_INIT（ ）或Dps2_buf_init（ ）函數(shù)將DPS2_BUFINIT初始化后的結(jié)構(gòu)體指針作為參數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)體中的數(shù)據(jù)在SPC3的RAM中分配各緩沖區(qū)，檢查各個(gè)緩沖區(qū)的最大長(zhǎng)度，并返回緩沖區(qū)初始化后的測(cè)試信息; （8） 波特率控制設(shè)置:用DPS2_SET_BAUD_CNTRL（ ）宏，可以設(shè)置波特率控制模式。在此監(jiān)視定時(shí)值過后，如果沒有有效的信息被接收，SPC3將啟動(dòng)波特率搜索BAUT RATE RESEARCH功能。如果定時(shí)監(jiān)視器被啟用，且DP從站檢查到DP主站有故障，則本地輸出數(shù)據(jù)被刪除或進(jìn)入規(guī)定的安全狀態(tài)。監(jiān)視定時(shí)器的時(shí)基為10ms，其時(shí)間范圍為10ms～650s。 3.3 接收主站輸出數(shù)據(jù)子程序 Profibus-DP主站和SPC3通過默認(rèn)的服務(wù)訪問點(diǎn)交換數(shù)據(jù)，在此過程中SPC3需要完成的任務(wù)主要包括以下3步: （1） SPC3將輸出數(shù)據(jù)寫入D緩沖區(qū)中，且交換D和N緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù); （2） 產(chǎn)生DX-Out中斷; （3） 用戶通過交換N和U緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，從U緩沖區(qū)中獲取輸出數(shù)據(jù)。 第1步由SPC3自動(dòng)完成，用DPS2_POLL_IND_ DX_OUT（ ）讀SPC3的中斷請(qǐng)求寄存器查詢中斷事件。當(dāng)為真時(shí)，表示SPC3接收到Write_Read_Data報(bào)文，并使N緩沖區(qū)中的輸出數(shù)據(jù)有效。用宏DPS2_OUTPUT_UPDATE（ ）更新輸出緩沖區(qū)，即將N緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)送到U緩沖區(qū)中。輸出數(shù)據(jù)中并不包括輸出數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，但必須和DPS2_SET_IO_DATA_LEN（ ）定義的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度一致，當(dāng)長(zhǎng)度不一致時(shí)，從站將會(huì)返回到等待參數(shù)賦值狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的長(zhǎng)度在初始化部分程序中。 該部分程序核心代碼如下: if （DPS2_POLL_IND_DX_OUT（ ）） ｛ DPS2_CON_IND_DX_OUT（ ）; user_output_buffer_ptr = DPS2_OUTPUT_UPDATE（ ）; for （i=0; ioutp_data_len; i++） ｛ （＊（（io_byte_ptr）+i））=（＊（（（UBYTE SPC3_PTR_ATTR＊） user_output_buffer_ptr） + i））; ｝ ｝ 3.4 發(fā)送從站輸入數(shù)據(jù)子程序 在輸入數(shù)據(jù)發(fā)送前，用戶主程序首先要宏DPS2_GET_DIN_BUF_PTR（ ）取得輸入緩沖區(qū)的指針，用宏DPS2_INPUT_UPDATE（ ）用戶可以重復(fù)地將輸入數(shù)據(jù)從用戶端傳送到DPS2，并取得可用的輸入緩沖區(qū)指針，用于接收新的輸入數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)中并不包括輸入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，但輸入數(shù)據(jù)必須和DPS2_SET_IO_DATA_LEN（ ）定義的長(zhǎng)度一致。 處理輸入數(shù)據(jù)，將輸入數(shù)據(jù)從外設(shè)寫入緩沖區(qū)核心程序段如下: for （i=0; iinp_data_len; i++） ｛ ＊（（（UBYTE SPC3_PTR_ATTR＊） user_input_buffer_ptr） + i） = ＊（（io_byte_ptr） + i）; ｝ user_input_buffer_ptr = DPS2_INPUT_UPDATE（ ）; 3.5 診斷數(shù)據(jù)發(fā)送子程序 主站和SPC3通過服務(wù)訪問點(diǎn)SAP60處理診斷數(shù)據(jù)，SPC3需要完成的任務(wù)主要包括以下幾點(diǎn): （1） 用戶將外部診斷數(shù)據(jù)保存在diag_buffer中; （2） 由NEW_DIAG_CMD啟動(dòng)診斷數(shù)據(jù)的傳送; （3） 用"Diag_buffer_changed"確認(rèn)診斷數(shù)據(jù)已傳送; （4） 設(shè)置Diag_Flag，下一個(gè)讀寫周期將由高優(yōu)先權(quán)響應(yīng)新的診斷請(qǐng)求。 診斷用戶在外部診斷數(shù)據(jù)輸入之前，需要用宏DPS2_GET_DIAG_BUF_PTR（ ）取得可用的用戶診斷數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針，可將用戶診斷信息和狀態(tài)信息寫入到此緩沖區(qū)中從第7個(gè)字節(jié)開始的存儲(chǔ)空間中，前6個(gè)字節(jié)為總線標(biāo)準(zhǔn)指定的的診斷頭。用DPS2_SET_DIAG_LEN（ ）宏指定診斷數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，診斷緩沖區(qū)長(zhǎng)度范圍為6～244字節(jié)，此診斷數(shù)據(jù)長(zhǎng)度包括6個(gè)字節(jié)固定診斷數(shù)據(jù)和從第7個(gè)字節(jié)開始的外部用戶診斷數(shù)據(jù)。設(shè)定診斷數(shù)據(jù)長(zhǎng)度宏必須在接收到可用的診斷緩沖區(qū)指針以后，才能被調(diào)用。 用宏DPS2_DIAG_UPDATE（ ），可以將新的外部診斷數(shù)據(jù)傳給SPC3中的用戶診斷緩沖區(qū)，并返回一個(gè)新的診斷數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針。SPC3接收到New_Diag_Cmd診斷發(fā)送請(qǐng)求后，SPC3將用戶診斷緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送到診斷發(fā)送緩沖區(qū)，并使原用戶診斷緩沖區(qū)為可用狀態(tài)。由于SPC3的發(fā)送診斷緩沖區(qū)在數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，不會(huì)自動(dòng)變成有效狀態(tài)，用DPS2_POLL_IND_DIAG_BUFFER_CHANGED（ ）查詢到診斷緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，用戶需要置診斷緩沖區(qū)可用標(biāo)志位。如果沒有外部診斷數(shù)據(jù)傳送, 或在診斷數(shù)據(jù)被傳出前被刪除，SPC3用6字節(jié)的從站診斷數(shù)據(jù)響應(yīng)來自Profibus-DP主站的診斷請(qǐng)求, 這6字節(jié)的診斷數(shù)據(jù)包括3個(gè)字節(jié)的從站狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)診斷請(qǐng)求的主站地址，從站設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)。 診斷處理程序核心程序段如下: if （DPS2_POLL_IND_DIAG_BUFFER_CHANGED（ ） ） ｛ DPS2_CON_IND_DIAG_BUFFER_CHANGED（ ）; user_diag_buffer_ptr = DPS2_GET_DIAG_BUF_PTR（ ）; user_diag_flag = TRUE; ｝ 4 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備GSD文件的編制 為了實(shí)現(xiàn)Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的快速組態(tài)，必須提供該產(chǎn)品可靠的電子設(shè)備數(shù)據(jù)單。Profibus-DP設(shè)備的特性均在電子設(shè)備數(shù)據(jù)單中具體說明，電子設(shè)備數(shù)據(jù)單也稱為電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文件GSD。標(biāo)準(zhǔn)化的GSD數(shù)據(jù)將通信擴(kuò)大到操作員控制級(jí)，使用基于GSD的組態(tài)工具可將不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中，即簡(jiǎn)便又可靠。GSD文件大體上可以分為三部分: 4.1 一般規(guī)范 該部分包括生產(chǎn)廠商和設(shè)備的名稱，硬件和軟件的版本狀況，支持的波特率，可能的監(jiān)視時(shí)間間隔以及總線插頭的信號(hào)分配; 4.2 DP主站有關(guān)的規(guī)范 該部分包括只適用于DP主站的各項(xiàng)參數(shù)（如連接從站的最多臺(tái)數(shù)或上裝和下裝能力），該部分對(duì)從站沒有規(guī)定; 4.3 DP從站有關(guān)的規(guī)范 該部分包括與從站有關(guān)的一切規(guī)范（如輸入/輸出通道的數(shù)量和類型、中斷測(cè)試的規(guī)范以及輸入/輸出數(shù)據(jù)一致性的信息）。 GSD文件是由若干個(gè)行組成，每行都用一個(gè)關(guān)鍵字開頭，包括關(guān)鍵字及參數(shù)（無(wú)符號(hào)數(shù)或字符串）兩部分。GSD文件中的關(guān)鍵字可以是標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵字（在PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)中定義）或自定義關(guān)鍵字，標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵字可以被PROFIBUS的任何組態(tài)工具所識(shí)別，而自定義的關(guān)鍵字只能被特定的組態(tài)工具識(shí)別。GSD文件主要用于向組態(tài)工具提供從站的組態(tài)數(shù)據(jù)。 GSD文件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中定義了標(biāo)識(shí)不同功能的關(guān)鍵字以供組態(tài)軟件識(shí)別，一個(gè)實(shí)現(xiàn)16路開關(guān)量輸出的DP從站模塊的GSD文件示意如下（僅列舉了最重要的參數(shù)，其它一些參數(shù)的定義可依參考文獻(xiàn)2定義）: #Profibus-DP ;支持Profibus-DP協(xié)議 Model_Name=“16_DO” ;從站設(shè)備名稱 Ident_Number=0x18 ;從站設(shè)備識(shí)別號(hào)（認(rèn)證時(shí)得到） Protocol_Ident=0 ;僅支持DP協(xié)議 12M_Supp=1 ;支持12M的波特率 Max_Tsdr_12M=800 ;12M波特率時(shí)最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間為800μs Max_Diag_Data_Len=8 ;最大用戶診斷數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 Unit_Diag_Bit（0）=“external device not present” ;診斷位0表示的診斷信息 Unit_Diag_Bit（1）= “external device detects fault” ;診斷位1表示的診斷信息 Module=“Module1”0x23 ;定義16路開關(guān)量輸出模塊 EndModule ;模塊定義結(jié)束符 類似地，用戶可以根據(jù)設(shè)備廠商提供的設(shè)備相關(guān)參數(shù)編制GSD文件。GSD文件將數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大到操作員控制級(jí)，基于GSD文件的組態(tài)軟件提供了友好的用戶界面。 5 Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 調(diào)試與檢驗(yàn)Profibus-DP產(chǎn)品前必須組建總線網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。通常的組態(tài)方法有兩種:一種是使用COMPROFIBUS組態(tài)軟件組態(tài)，該方法較為簡(jiǎn)便但只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的應(yīng)用，適用于初級(jí)用戶或開發(fā)從站產(chǎn)品時(shí)使用;另一種是使用STEP7軟件進(jìn)行組態(tài)，組態(tài)過程較為復(fù)雜但能夠?qū)崿F(xiàn)較為復(fù)雜的應(yīng)用，組態(tài)本身也成為用戶程序中的一部分。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)針對(duì)不同的需求選擇合適的組態(tài)方法。鑒于篇幅限制，本文只討論常用的STEP7組態(tài)方法。 5.1 網(wǎng)絡(luò)硬件組態(tài) 組態(tài)一個(gè)基本的Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)所需的模塊包括:電源（PS307/10A），CPU（S7-300系列），CP342-5（Profibus-DP主/從站接口模塊），IM365（數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊，供多機(jī)架系統(tǒng)使用），中央機(jī)架（供安裝各模塊用）。硬件連接完成后需要安裝自行編制的GSD文件，在菜單條中，選擇OPTIONS→INSTALL NEW＊.GSE FILES即可。 在組態(tài)硬件前必須首選建立一個(gè)STEP7項(xiàng)目，為了建立一個(gè)新的STEP7項(xiàng)目，首選應(yīng)打開SIMATIC Manager，然后執(zhí)行如下步驟: （1） 在菜單條中，選擇FILE-New…打開對(duì)話框以便建立一個(gè)新的項(xiàng)目; （2） 選擇“New Projet”按鈕，為這個(gè)新的項(xiàng)目設(shè)定“存儲(chǔ)位置（路徑）”; （3） 登錄新項(xiàng)目的名稱（如，S7-Profibus-DP），用“OK”確認(rèn)并退出。 回到SIMATIC Manager的主菜單。S7-Profibus-DP對(duì)象文件夾的建立已經(jīng)自動(dòng)地生成了MPI對(duì)象。在項(xiàng)目屏幕的右半邊可以看到此MPI（多點(diǎn)接口）對(duì)象。每次建立一個(gè)新項(xiàng)目，STEP7就自動(dòng)地生成一個(gè)MPI對(duì)象。MPI是CPU標(biāo)準(zhǔn)的編程和通信接口。 返回到名稱為S7-Profibus-DP項(xiàng)目的屏幕主菜單，選擇對(duì)象Profibus并右擊打開快捷菜單。選擇OPEN OBJECT調(diào)用圖形組態(tài)工具Net Pro。在屏幕的上部選擇Profibus子網(wǎng)絡(luò)，右擊打開快捷菜單，選擇命令OBJECT PROPERTIES…在“Properties-Profibus”對(duì)話框中打開“Network Settings”標(biāo)簽。此時(shí)可以為Profibus子網(wǎng)絡(luò)設(shè)置所有有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。 此時(shí)需要設(shè)置的參數(shù)主要有:傳輸速率（transmission rate），總線行規(guī)（profile）和總線參數(shù)（bus parameters），其余的參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置即可。所選用的傳輸速率將適用于整個(gè)Profibus子網(wǎng)絡(luò)，因此在Profibus子網(wǎng)絡(luò)上使用的所有站都必須支持所選用的波特率, 波特率可以在9.6kbit/s～ 12,000kbit/s之間選擇。波特率1500k bit/s推薦作為缺省設(shè)置;總線行規(guī)為不同的Profibus應(yīng)用提供基準(zhǔn)（缺省設(shè)定）。每個(gè)總線行規(guī)包含一個(gè)Profibus總線參數(shù)集, 這些參數(shù)由STEP7程序計(jì)算和設(shè)定，并考慮到特殊的配置、行規(guī)和波特率，這些總線參數(shù)對(duì)整個(gè)總線和連接在此Profibus子網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都適用;所有總線參數(shù)值均以tBIT（位運(yùn)行時(shí)間）表示，tBIT與波特率有關(guān)，二者間的關(guān)系可以列于附表: [align=center]附表 位運(yùn)行時(shí)間與波特率關(guān)系 [/align] 5.2 組建Profibus-DP網(wǎng)絡(luò) 利用STEP7軟件來建立Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)也十分方便，主要包括以下步驟: （1） 進(jìn)入Hardware組態(tài)環(huán)境，將使用的各個(gè)模塊用鼠標(biāo)拖拉的方式添加到機(jī)架相應(yīng)的位置處; （2） 建立Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)，設(shè)定主站，并將各從站掛接到網(wǎng)絡(luò)上; （3） 設(shè)置各主從站的地址; （4） 若一個(gè)機(jī)架容納不了所有的模塊，應(yīng)相應(yīng)地增加機(jī)架數(shù)目; （5） 選擇Station菜單下的Save and Compile命令，若無(wú)錯(cuò)誤，就可以利用Download命令將硬件組態(tài)下載到PLC中。 利用CPU314、PS307/10A、IM365（SEND/RECEIVE）和CP342-2組態(tài)得到的Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)示意如圖4。 [align=center] 圖4 Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)示意[/align] 在設(shè)定各站地址時(shí)應(yīng)注意有些類型的DP從站不提供用于設(shè)置Profibus地址的硬件開關(guān)，它們的總線地址是用2類DP主站功能Set_Slave_Add來指定的。由于它是集成的MPI在線接口，故STEP7組態(tài)軟件能夠處理此編址功能，這種地址分配的方法僅適用于支持Set_Slave_Add功能的DP從站設(shè)備。此外，從站設(shè)備的缺省地址由制造商設(shè)定為126。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50170中，此地址已經(jīng)被保留而不能由Profibus-DP用戶使用，但如果此從站是新的從制造商那里直接得來的設(shè)備，仍然可以見到此缺省值。 6 結(jié)束語(yǔ) 開發(fā)Profibus-DP從站的硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，相對(duì)復(fù)雜的是其軟件設(shè)計(jì)和聯(lián)機(jī)調(diào)試。筆者在DP從站開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，很多情況下從站未能正常工作均是由于GSD文件編寫有問題或網(wǎng)絡(luò)組態(tài)錯(cuò)誤造成的。本文針對(duì)這些問題進(jìn)行了探討，并結(jié)合實(shí)例給出了解決方案，具有一定的參考價(jià)值。在開發(fā)DP從站產(chǎn)品的過程中，必須對(duì)這些問題給予十分關(guān)注。