组态工具ProfibusDP设备组态方法

许元元　冯勋亮

摘  要： 通过对ProfibusDP协议的分析，基于协议进行DP设备组态与逻辑组态。通过对DP主站组态参数的组态解析、DP从站及从站子模块的参数 解析及输入、输出模块从站划分，达到组态工具的一体化组态实现。

关键词： DCS;PROFIBUS-DP;组态软件

引言

DCS组态软件是过程控制中与数据采集以及数据处理等有关的软件，  DCS组态软件使用可视化、易用的组态方式，为过程控制领域提供一种通 用的、可视化的组态工具。  DCS组态工具组态主要是针对IO板卡模块、通 信卡模块、网关卡模块的组态。

1 ProfibusDP 介绍

profibus  的DPV0 和DPV1  DP的功能经过扩展，一共有3个版本：   DP- V0，DP-V1和DP-V2.有的用户手册将DP-V1简写为DPV1。这是主要是DPV0 。 DPV0的基本功能有总线访问功能（ DP主站和DP从站间是主-从循环传 送，各DP主站间为令牌传送）、诊断功能、循环数据传输（也就是二类主 站和一类主站之间的循环数据交互）、循环数据交换（可以实现中央处理 器（ PLC ）与分布式现场设备之间的快速循环数据交换）、保护功能、同 步与锁定功能、网络控制及组态功能。

2 DCS DP 组态

DCS组态工具新增DP组态功能PROFIBUS DP通信模块等设备组态数据 的UDP通讯包组包及下装，以及把I/O采集模块、  PROFIBUS DP通信模块、 Field Bus、设备信息以控制器、机箱、卡件的层次结构以xml文件的形式 提供给设备管理系统供设备管理系统组态显示。上电后，主站和从站进入 Offline状态，执行自检。主站加载总线参数集、从站加载相应的诊断响应 信息，主站开始监听总线令牌，从站等待主站对其设置参数。  DP从站可以 是：数据或模块I/O、 AC/DC驱动器、电磁或气动阀、人机界面（ HMI）。

2.1  DCS组态工具PROFIBUS组态界面设计

整体界面窗口主要分为三部分：设备窗口：设备窗口是一个树形 结构，主要包含：固定目录下各GSD文件对应的DP从站及其中的模块列 表;组态窗口：用于配置设备，将设备树的设备拖拽到此区;配置显示 窗口：添加的各DP从站及各从站下模块地址的自动分配及NicBus侧地址 的自动生成。

2.2  DCS组态工具PROFIBUS设备组态

DCS组态工具的功能主要是完成在机箱界面中对PROFIBUS模块的添 加、参数的设定、在PROFIBUS模块对应的扩展模块界面中维护从站列表、 组态PROFIBUS从站并完成对物理地址、邏辑地址的重复性校验。其中对 从站列表的维护主要是通过导入从站对应的GSD文件，把不同厂家设备的 设备描述文件添加到设备配置库中来对现场设备进行维护。总体结构如下 图，  完成的主要功能：  解析通用的GSD文件，  每一个DP从站设备都有一个 GSD设备描述文件;设备库维护，导入的GSD描述的profibus-dp设备;通讯 相关配置，用于连接DP211设备;对配置的各个模块进行参数设置;提供 图形组态，包括机箱、模块等，进行拖拽、点击、删除、通道配置等相关 操作;进行从地址映射、从站地址检查等;实现与DP211与DCS控制器软 件的通讯服务。架构如下：主站与从站的设置方式：   DP主站（即DP211模 块）和DP从站在本地机笼的一个槽位是用来放置DP211模块的，配置上此 模块后，自动会出现一个扩展机箱，双击该扩展机箱的卡槽弹出从站选择 对话框并添加DP从站。

2.3  DCS组态工具PROFIBUS设备组态的组态流程

DP模块的组态过程如下：（ 1） GSD文件的生成：   GSD解析器解析完 设备后，自动在工程目录下生成硬件设备的GSD文件;（ 2 ）根据GSD文 件中定义的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），将这部分信息中需要组态的内容自动显示在设备组态的通 道配置界面中，   默认的参数设置内容将作为默认的参数;  （3） DCS设备 组态界面中点击“导入GSD文件”进行GSD文件的解析，在板卡维护列表 中即可看到GSD文件对应的设备列表;（ 4 ）在DCS机箱组态界面中添加 PROFIBUS主站模块;（ 5 ）双击PROFIBUS主站模块自动弹出PROFIBUS从站 模块配置界面，在该配置界面中进行PROFIBUS从站设备的添加;（ 6 ）双 击PROFIBUS从站弹出从站组态对话框;（ 7 ）进行PROFIBUS从站的组态，  根据PROFIBUS从站GSD文件中定义的模块进行从站子模块的添加与删除 （input模块、  output模块、  input/output模块、制造商专用模块），并根据 属性中的限制条件对组态做限制，如从站最大总长度、最大模块数、最大 输入长度、最大输出长度等;（ 8 ）进行保存操作：设备组态信息根据与 主DCS控制器之间的通讯协议进行设备组态的下装。

2.4  DCS组态工具PROFIBUS设备组态的组态功能

DCS组态软件的主要功能如下：主站数据解析：包括主站参数数据的 解析。解析软件版本号和硬件版本号，主站支持的波特率、可能的监视 时间间隔以及总线插头的信号分配。  DP主站的各项参数。如连接从站的 最多个数、上装能力和下装能力。从站规范的解析：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）;板卡组态。在主机箱及扩展机箱中对 ProfibusDP模块拖拽式的增加、删除操作。从站子模块组态。根据从站子 模块最大长度与最大模块数添加子模块，并计算添加模块的输入、输出 长度。地址映射。依据从站地址自动进行ProfibusDP地址到总线地址的映 射。保存。主要是配置信息的保存、变量的保存、数据库中数据的生成、 组态软件中组态数据生成。界面组态的配置信息保存到本地文件。从站规 范的解析。协议组包配置。将配置数据按照DP协议的内容进行组包。参数 及数据映射的下装。与控制器进行UDP通信，并传送协议组包文件，并返 回下装结果。

2.5  主要的组态参数

PROFIBUS DP模块：安全层使能，校验使能，冗余;   DP主站：二类主 站地址、波特率、  GAP表维护二类主站列表、最大重试次数、最小从站 间隔、从站个数等;   DP从站：从站类型、报警模式、锁定请求、不锁定 请求、同步请求、冻结请求、看门狗时间、标准7字节参数、用户参数长 度、扩展模块参数长度、最大从站响应时间、最小从站响应时间、设备 ID、 group成组选择等。针对每个模块的扩展模块参数：模块个数、针对每 个模块、输入长度、输出长度、输入起始地址、输出起始地址等。

3 结束语

本文介绍的组态工具是在硬件PROFIBUS DP协议基础上对DP硬件设备 进行配置及组态。给工程组态人员提供便捷、易用、可视的集成组态环境，提升工程实施工作效率，具有很好的研究价值。

参考文献：

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