导言
PROFIBUS是市场占有率最高的一种现场总线技能，它包含用于制造业主动化的PROFIBUS—DP和用于流程工业范畴的PROFIBUS—PA，它是目前我国仅有的现场总线国家规范。现在越来越多的工业操控体系选用了PROFIBuS现场总线技能，还有许多企业期望在原有设备的基础上改形成现场总线操控体系。这样一来，许多旧的不PROFIBUS—DP接口的串口设备，要完结总线操控体系就比较困难，假如都将其更换为具有DP接口的操控设备，将给企业带来巨大的经济负担。那么怎么把现存的不带DP接口的串口设备衔接到总线上组成DP网络就成为一个亟待处理的问题。
处理该问题的办法有许多种，一种办法是将每一个操控设备都添加一个由其相应厂家出产的DP接口模块，运用这种办法一方面会添加许多硬件本钱，另一方面有些出产串口设备的厂家底子就不能供给与这些旧类型相匹配的DP接口模块；别的一种办法是规划部分的底层小网络，这种网络的主站可所以依据PLC的，也可所以依据其他智能设备的，然后会集通过一个DP接口挂接到DP网络中。本文介绍的是依据PROFIBUS爪S485总线桥完结串口设备群和DP网络互联的办法，它归于后者。运用本文介绍的组网办法，不光硬件本钱比较低，装置便利，并且编程简略，PROFlBUS—DP主站能够直接对各个串口设备进行操控，传输速率较快，有很好的实用性和可行性。
1 体系构成
PROFIBUS／485总线桥的PROFlBUS通讯接口为规范的DP驱动接口，波特率自适应，最大波特率为6Mbps。其通讯协议契合DP—V0，其串口设备接口为规范的485接口，通讯波特率最大可达57．6Kbps，传输速率为2400bit/s～57．6Kbit／s。依据通讯速度的要求，主张所挂串口设备数量不宜太多。本试验中，运用总线桥作为串口设备网络的主站与串口设备群完结485通讯，一起总线桥作为PROFIBUS的从站，完结与现场总线体系的通讯功用。
试验体系选用CPU3 15．2DP作为DP体系的主站，总线桥作为现场总线体系的一个DP从站，与DP主站进行通讯，一起总线桥作为串口设备网络的一个主站，与它下面挂接的串口设备群进行通讯。在本体系中选用几个S7—200 PLC作为模仿的串口设备群，体系结构如图1所示。当然，体系中也能够衔接其他的串口设备，其完结办法大致相同。
图1 体系构成示意图
2 PROFIBUS/RS485总线桥的作业原理
总线桥作业原理是：一方面，CPU通过对PROFIBUS通讯协议芯片的操控完结PROFIBUS的通讯，在I认M中树立PROFIBUS通讯数据缓冲区；另一方面，通过RS485接口完结和外部现场设备的通讯，同样在RAM中树立RS485通讯数据缓冲区。CPU通过两个通讯缓冲区的数据交换，完结PROFIBUS到RS485的通讯。
因为总线桥本身不具备操控功用，有必要通过DP主站进行操控。DP主站通过对其操控字的设置，来操控总线桥作为RS485网络主站对其各从站的发送接纳形式，通过监控其状况字来完结对数据发送接纳状况的监控。PROFIBUS数据区与RS485数据报文格式对照联系如表1所示。
表1 PROFIBus数据区与RS485接纳报文对照表
总线桥的输入输出数据缓冲单元可由用户在现场总线网络组态中自行设定，最大输入单元不得超越224个字节，最大输出单元也不得超越224个字节，输入和输出单元之和最大不得超越232个字节。因为总线桥在PROFIBUS装备中预留2字节输入作为“接纳长度”和“通讯状况字”，2字节输出作为“发送长度”和“操控字”，因而关于总线桥来说最大输入报文长度不得超越222个字节，最大输出报文长度也不得超越222个字节，输入和输出报文长度之和最大不得超越230个字节。
由表1可知，总线桥在PROFIBuS中预留字节中IBl为通讯状况字，其各位(D7～D0)所代表的意义为：D0为l时表明接口处于“接纳完毕／发送答应”状况，为0时表明接口处于“等候接纳”状况；D1为1表明接口正在发送数据中，为0表明接口不在发送数据中；D2为l表明接口正在接纳数据中，为0表明接口不在接纳数据中；D3、D4、D5、D6位未定义；D7为1表明接纳数据字符奇偶校验错，为0表明无接纳数据字符奇偶校验错。QB1字节为通讯操控字，其各位(D7～DO)所代表的意义为：DO位为1时表明在主动发送形式时，主站依照设定的时刻距离，主动接连发送，该位需和QB1的Dl位合作运用，D0为0时表明在触发发送形式时，当该位由0变1(上升沿)时，触发发送一次；D1为l表明主站处于主动守时发送形式，为0时表明总线桥处于触发发送形式；D2为1时表明接纳形式为按长度接纳，依照用户给定的接纳报文长度操控
接纳完毕，为0时表明接纳形式为按字符距离接纳，当接纳到一个字符后接连3．5个字符时刻没有收到下一个字符时，以为报文完毕；D3、D4、D5位未定义；D6位为1时表明主站处于强制等候接纳，为O时无效；D7位为1时表明主站处于强置答应发送状况，为0时无效。
本试验体系中触及的状况位和操控位有11．0、Q0．0和Q0．1位。
3 通讯体系程序规划
3．1 PROFIBUS-DP主站通讯计划及程序框图
总线桥设备作为一个DP从站，其组态进程和其他DP从站相同，首要将其相应的GSD文件添加到STEP7中，找到相应的设备添加到DP网络中。然后依据需要装备好输入输出数据缓冲区即可。本试验体系输入输出的装备为：除体系主动预留的2字节输入和2字节输出作为“接纳报文长度”、“通讯状况字”、“发送报文长度”和“操控字”外，装备了6字节的输入和6字节的输出。所以发送和接纳报文的长度都不能超越6个字节。此刻主站PLC上带有的其他输入输出模块，其输入输出地址均是从IB8和QB8开端的。
串口设备的通讯进程有必要是有应对的。通过试验可知，在主程序中通过检测I1．0(接纳完结／发送答应)的状况位来完结对串口设备从站轮番操控是不可行的。因为通讯速度较快，在主程序中有时无法精确捕捉I1．0的上升沿，鉴于该状况便考虑到了选用S7—300的I／O中止方法完结，通过I1．0(接纳完结／发送答应)状况位发生中止，对从站轮番发送数据，然后完结对从站的操控。但总线桥11．0状况位既不是作为S7300主站一个输入点，也不是总线桥作为DP从站的一个输入点，所以既无法选用硬件中止，也无发选用分布式I／O触发主站的硬件中止。
通过验证，最终选用依据时刻的操控方法，即主动守时发送形式，由主站程序操控对各个从站的轮番操控发送和接纳。守时刻隔从50ms到10s可由用户自行设定。本试验体系的守时刻隔为1s，其程序流程图如图2所示(以对2个串口设备操控为例)。
