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S7-300如何通過(guò)GSD文件實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP主從通訊

1 GSD文件介紹
GSD文件是一種設(shè)備描述文件，一般以“*.GSD”或“*.GSE”為后綴。它描述了設(shè)備的功能參數(shù)，用來(lái)將不同廠家支持PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起。另外在工程開(kāi)發(fā)中有時(shí)候由于開(kāi)發(fā)人員不同，要用兩個(gè)獨(dú)立的STEP 7項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)同一個(gè)PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)通訊，此時(shí)需要借助GSD文件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 GSD文件的導(dǎo)入方法
下面以CPU314C-2DP為例，說(shuō)明一下 GSD 文件的導(dǎo)入步驟：
首先從西門(mén)子網(wǎng)站上下載相關(guān)產(chǎn)品的 GSD 文件，下面是SIMATIC系列產(chǎn)品的GSD文件下載鏈接：113652
選擇相關(guān)產(chǎn)品并下載到本地硬盤(pán)中。

圖 1 GSD文件下載界面

打開(kāi)SIMATIC Manager，進(jìn)入硬件組態(tài)界面，選擇菜單欄的“Options”->“Install GSD File…”，如圖 2 所示。

圖 2 安裝GSD文件

進(jìn)入GSD安裝界面后，選擇“Browse…”，選擇相關(guān)GSD文件的保存文件夾，選擇對(duì)應(yīng)的GSD文件（這里選擇語(yǔ)言為英文的“*.GSE”文件），點(diǎn)擊“Install”按鈕進(jìn)行安裝。

圖 3 選擇安裝GSD文件

安裝完成后可以在下面的路徑中找到CPU314C-2DP，如圖 4：

圖 4 硬件目錄中的保存路徑

3 CP342-5做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314+CP342-5組成，其中CP342-5做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖 5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.2 從站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314-2DP，雙擊DP接口，分配一個(gè)PROFIBUS地址，然后在“Operating Mode”中選擇“DP salve”模式，進(jìn)入“Configuration”標(biāo)簽頁(yè)，新建兩行通信接口區(qū)，如圖 6所示：

圖 6 從站通信接口區(qū)

注意：上述從站組態(tài)的通信接口區(qū)和主站導(dǎo)入的GSD從站的通信接口區(qū)在順序、長(zhǎng)度和一致性上要保持一致。

3.3 主站組態(tài)及編程

3.3.1主站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314以及CP342-5，然后雙擊CP342-5，將“Operating Mode”設(shè)置為“DP Master”。新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照?qǐng)D4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后組態(tài)CPU314C-2DP從站對(duì)應(yīng)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，和從站組態(tài)時(shí)通信接口區(qū)保持一致，如圖 7所示。

圖 7 主站組態(tài)

3.3.2 主站編程
由于CP342-5提供的是虛擬地址映射區(qū)，所以需要分別調(diào)用FC1（DP_SEND）和FC2（DP_RECV）來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)。如圖8 和圖9所示。

圖 8發(fā)送程序

圖 9接收程序

如圖7所示，主站側(cè)在組態(tài)CPU314C-2DP GSD從站時(shí)，第一行通信接口區(qū)選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”，“Master_I”對(duì)應(yīng)主站的IB0。參照?qǐng)D6可知“Slave_Q”對(duì)應(yīng)從站的QB0， 表示數(shù)據(jù)由從站的QB0發(fā)送到主站的IB0。又由于CP342-5通過(guò)調(diào)用FC2，將IB0讀取的數(shù)據(jù)保存在MB11，所以數(shù)據(jù)由從站的QB0經(jīng)過(guò)主站的IB0，最終保存在MB11。 同理可分析第二行通信接口區(qū)“Master_Q Slave_I 1B unit”。綜上所述，主站和從站通信接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表 1：

主站	傳輸方向	從站
MB11（IB0）		QB0
MB10（QB0）		IB0

表1 主站和從站通信接口區(qū)對(duì)應(yīng)表

4 S7-300做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖 10 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

4.2 從站組態(tài)
組態(tài)步驟同3.2節(jié)，這里不再贅述。

4.3 主站組態(tài)
首先新建S7-300站，添加CPU314C-2DP，雙擊DP接口，新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照?qǐng)D4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后為CPU314C-2DP從站組態(tài)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，必須和從站組態(tài)時(shí)通信接口區(qū)保持一致。如圖 11所示。

圖 11 主站組態(tài)

主站和從站通信接口區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 2 所示：

主站	傳輸方向	從站
IB0		QB0
QB0		IB0

表 2 主站和從站通信接口區(qū)對(duì)應(yīng)表

注：文檔涉及到西門(mén)子產(chǎn)品如下：

表 3 產(chǎn)品列表

• 使用SINAMICS DC MASTER 系列豐富的產(chǎn)品，所需的培訓(xùn)時(shí)間更少、成本更低、產(chǎn)品使用了最大數(shù)量的相同部件。
  標(biāo)準(zhǔn)和無(wú)縫系列的SINAMICS DC MASTER 裝置可以處理極寬范圍的電流和電壓。該系列設(shè)備設(shè)計(jì)用于連接三相線路供電。此外，該設(shè)備還可以連接最高額定直流 125A 的單相線路供電。
• 功能和性能方面具有靈活的擴(kuò)展能力。
  產(chǎn)品豐富，有許多選件可以讓直流轉(zhuǎn)換器最優(yōu)化的滿足客戶需求 - 無(wú)論是在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上。不同的客戶需求，包括接口的類型和數(shù)量以及計(jì)算性能和速度都可以通過(guò)選擇標(biāo)準(zhǔn) CUD、高級(jí) CUD 或者組合使用來(lái)準(zhǔn)確滿足。
• 由于能夠快速簡(jiǎn)單的更換組件，提高了工廠和系統(tǒng)的可用性。
  可更換組件的設(shè)計(jì)使它們能夠?qū)崿F(xiàn)快速簡(jiǎn)單的更換?？梢噪S時(shí)檢查現(xiàn)有的備件，指定設(shè)備的序列號(hào)。
• 使用帶有圖形化 LCD 和純文本顯示屏的 AOP30 高級(jí)操作面板上的交互菜單可以方便的進(jìn)行調(diào)試和參數(shù)化，還可以使用STARTER 調(diào)試工具進(jìn)行獲得 PC 支持（見(jiàn)“工具和工程設(shè)計(jì)”）。
• 在完整的生產(chǎn)過(guò)程中，所有組件都會(huì)受到全面的測(cè)試和檢測(cè)。這就確保了高度的功能安全性。
• 使用如標(biāo)準(zhǔn)的 PROFIBUS 通訊接口和各種模擬和數(shù)字接口，可將它們輕松集成到自動(dòng)化解決方案中；

SINAMICS DC MASTER 控制模塊主要用于更新現(xiàn)有工廠和系統(tǒng)中的直流驅(qū)動(dòng)器。在直流技術(shù)方面，有許多舊式的工廠和系統(tǒng)不能連接到現(xiàn)代化的自動(dòng)化系統(tǒng)上。

當(dāng)這類工廠和系統(tǒng)需要更新或升級(jí)時(shí)，電機(jī)、機(jī)械系統(tǒng)和電源部分都可以保留，只需要用控制模塊更換閉環(huán)控制部分。這樣一來(lái)，就可以獲得價(jià)格極其有利的先進(jìn)直流驅(qū)動(dòng)器并配有功能全面、成熟的全數(shù)字 SINAMICS DC MASTER 系列裝置。

新系統(tǒng)可以使用簡(jiǎn)單的參數(shù)化適應(yīng)現(xiàn)有組件的組態(tài)。

SINAMICS DC MASTER 控制模塊包含用于勵(lì)磁供電的電源部分，額定電流 40A。

SINAMICS V20 變頻器，底座尺寸 FSA、FSB、FSC、FSD 和 FSE

SINAMICS V20 - 經(jīng)濟(jì)、可靠和易于使用的變頻器，適合普通應(yīng)用

今天，由于機(jī)器設(shè)備制造領(lǐng)域中的應(yīng)用日益增多，需要提供具體的自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)解決方案，以便無(wú)需滿足太高相關(guān)要求就能將簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)序列實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

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該款變頻器有五種尺寸可供選擇，輸出功率覆蓋 0.12 kW ~ 30 kW。

將成本降到最低

組態(tài)、調(diào)試和運(yùn)行成本必須保持在盡可能低的水平。 使用 SINAMICS V20，您可以實(shí)現(xiàn)想要的目標(biāo)。 為提高能效，該變頻器采用了一種控制技術(shù)，用來(lái)通過(guò)自動(dòng)磁通降低來(lái)取得最佳能效。 不僅如此，它還可顯示實(shí)際電能消耗量，并具有其它集成節(jié)能功能。 這樣就能夠大幅削減能耗。