BÀI GIẢNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 - CHƯƠNG 3: MẠNG PROFIBUS- DP ppt

ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 47
CHƯƠNG 3: MẠNG PROFIBUS - DP

3.1 TỔNG QUAN:
3.1.1 Công nghệ Profibus:
PROFIBUS là một bus trường chuẩn mở rộng, không phụ thuộc vào nhà sản xuất dùng
cho các ứng dụng trong tự động hoá và xử lí. Sự độc lập và tính mở rộng được đảm
bảo theo tiêu chuẩn quốc tế EN 50170 và EN 50254. PROFIBUS cho phép truyền
thông giữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau không đòi hỏi giao tiếp đặc biệt.
PROFIBUS không những sử dụng cho các ứng dụng nhanh theo chu kỳ mà còn cho
các nhiệm vụ truyền thông đặc biệt khác.
PROFIBUS định nghĩa 3 loại giao thức là PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-DP,
PROFIBUS-PA
- PROFIBUS-FMS là giao thức nguyên bản của PROFIBUS, được dùng chủ yếu
cho việc giao tiếp giữa các máy tính điều khiển và điều khiển giám sát.
- PROFIBUS- DP được xây dựng tối ưu cho việc kết nối các thiết bị vào ra phân
tán và các thiết bị trường với các máy tính điều khiển.
- PROFIBUS –PA là kiểu đặc biệt được sử dụng ghép nối trực tiếp các thiết bị
trường trong các lĩnh vực tự động hóa các quá trình có môi trường dễ cháy nổ,
đặc biệt trong công nghiệp chế biến. Thực chất PROFIBUS- PA chính là sự mở
rộng PROFIBUS –DP xuống cấp trường cho lĩnh vực công nghiệp chế biến.

5.1.2 Kiến trúc giao thức
PROFIBUS chỉ thực hiện các lớp 1, 2, 7 theo mô hình qui chiếu OSI. Tuy nhiên
PROFIBUS DP và PA bỏ qua cả lớp 7 nhằm tối ưu hóa việc trao đổi dữ liệu quá trình
giữa cấp điều khiển và cấp chấp hành. Một số chức năng còn thiếu được bổ sung qua
lớp giao diện sử dụng nằm trên lớp 7. Bên cạnh các hàm dịch vụ DP cơ sở và mở rộng
được qui định tại lớp giao diện sử dụng, hiệp hội PI còn đưa ra một số qui định chuyên
biệt về đặc tính và chức năng đặc thù của thiết bị cho một số ứng dụng tiêu biểu. Các

đặc tả này nhằm mục đích tạo khả năng tương tác và thay thế lẫn nhau của thiết bị từ
nhiều nhà sản xuất. Cả 3 giao thhức FMS, DP, PA điều có chung lớp liên kết dữ liệu.
Hình vẽ sau minh họa kiến trúc giao thức của Profibus.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 48

PROFIBUS-FMS PROFIBUS- DP PROFIBUS-PA
Giao diện sử dụng FMS Profiles


DP- Profiles PA- Profiles
Các chức năng DP mở rộng
Các chức năng DP cơ sở
Lớp 7 Field Message
Specìication
(FMS)

Không thể hiện
Lớp 3-6
Không thể hiện
Lớp 2 Fieldbus Data Link ( FDL)
Lớp 1 RS- 485/RS-485IS/ Cáp quang MBP(IEC 1158-2)
Hình 3.1: Kiến trúc giao thức của Profibus

- Lớp ứng dụng của FMS bao gồm hai lớp con là FMS (Fieldbus Message
Specification) và LLI (Lower layer Interface). Lớp FMS đảm nhận việc xử lí

giao thức sử dụng và cung cấp các nhiệm vụ truyền thông, trong khi LLI có vai
trò trung gian cho FMS kết nối với lớp 2 mà không phụ thuộc vào các thiết bị
riêng biệt. Lớp LLI còn có các nhiệm vụ bình thường thuộc các lớp 3, 6, ví dụ tạo
và ngắt nối, kiểm soát lưu thông.
- Lớp vật lí của PROFIBUS qui định về kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu, môi trường
truyền dẫn, cấu trúc mạng và các giao diện cơ học.
- Lớp liên kết dữ liệu ở PROFIBUS được gọi là FDL( Field Data Link), có chức
năng kiểm soát truy nhập Bus, cung cấp các dịch vụ cơ bản( cấp thấp) cho việc
trao đổi dữ liệu một cách tin cậy, không phụ thuộc vào phương pháp truyền dẫn ở
lớp vật lí.
3.1.2 Kỹ thuật truyền:
- Truyền dẫn với RS-485.
- Truyền dẫn với RS-485IS.
- Truyền dẫn với cáp quang.
- Truyền dẫn với MBP.

3.1.3 Truy nhập Bus:
PROFIBUS phân biệt hai loại thiết bị chính là trạm chủ(master) và trạm tớ(Slave). Các
trạm chủ có khả năng kiểm soát truyền thông trên bus. Một trạm chủ có thể gửi thông
tin khi nó giữ quyền truy nhập bus. Các trạm tớ chỉ được truy nhập bus khi có yêu cầu
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 49
của trạm chủ. Một trạm tớ phải thực hiện ít dịch vụ hơn, tức xử lí giao thức đơn giản
hơn so với các trạm chủ.
Hai phương pháp truy nhập bus có thể áp dụng độc lập hay kết hợp là Token-passing
và Master/Slave. Nếu áp dụng độc lập, Token- passing thích hợp với các mạng FMS

dùng ghép nối các thiết bị điều khiển và máy tính giám sát đẳng quyền, trong khi
Master/Slave thích hợp với việc trao đổi dữ liệu giữa một thiết bị điều khiển với các
thiết bị trường cấp dưới sử dụng mạng DP hoặc PA. Khi sử dụng kết hợp (Hình 5.2)
nhiều trạm chủ có thể tham gia giữ Token. Một trạm chủ giữ Token sẽ đóng vai trò là
chủ để kiểm soát giao tiếp với các trạm tớ nó quản lí, hoặc có thể tự do giao tiếp các
trạm chủ khác trong mạng.


Hình 3.2: Cấu hình Multi- Master trong Profibus
Cấu hình truy nhập bus kết hợp giữa Token-passing và Master/slave còn được gọi là
nhiều chủ ( Multi- Master).

3.1.4 Dịch vụ truyền dữ liệu:
Các dịch vụ truyền dữ liệu thuộc lớp 2 trong mô hình OSI hay còn gọi là lớp FDL
(Fieldbus Data Link) chung cho cả FMS, DP, PA. PROFIBUS chuẩn hóa bốn dịch vụ
trao đổi dữ liệu, trong đó ba thuộc phạm trù dịch vụ không tuần hoàn và một thuộc
phạm trù tuần hoàn.
 SDN( Send Data with No Acknowledge): Gửi dữ liệu không xác nhận.
 SDA( Send Data with Acknowledge): Gửi dữ liệu với xác nhận.
 SRD( Send and Request Data with Reply): Gửi và yêu cầu dữ liệu.
 CSRD( Cyclic Send and Request Data with Reply): Gửi và yêu cầu dữ liệu tuần
hoàn.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 50
Hình thức thực hiện các dịch vụ này được minh họa trên hình 3.3. Các dịch vụ không
tuần hoàn thường được sử dụng để truyền các dữ liệu có tính chất bất thường, ví dụ

các thông báo sự kiện, trạng thái vá đặt chế độ làm việc, vì vậy còn được gọi là các
dịch vụ thông báo.

Hình 3.3: Các dịch vụ truyền dữ liệu Profibus

3.1.5 Cấu trúc bức điện:
Một bức điện (telegram) trong giao thức thuộc lớp 2 của PROFIBUS gọi là khung
(frame). Ba loại khung có khoảng cách Hamming là 4 và một loại khung đặc biệt đánh
dấu một Token được qui định như sau:
 Khung với chiều dài thông tin cố định, không mang dữ liệu:
SD1

DA SA FC FCS

ED
 Khung với chiều dài thông tin cố định, mang 8 byte dữ liệu:
SD3

DA SA FC DU FCS

ED
 Khung với chiều dài thông tin khác nhau, với 1-246 byte dữ liệu:
SD2

LE LEr SD2

DA SA FC DU FCS

ED
 Token:

SD4

DA SA
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 51
Các ô DA, SA, FC và DU (nếu có) được coi là phần mang thông tin. Trừ ô DU, mỗi ô
còn lại trong một bức điện điều có chiều dài 8 bit( tức một kí tự) với các ý nghĩa cụ thể
như sau.

Kí hiệu Tên đầy đủ Ý nghĩa
SD1…
SD4
Start Delimiter Byte khởi đầu , phân biệt giữa các loại
khung: SD1= 10H, SD2=68H, SD3=
A2H, SD4=DCH
LE Length Chiều dài thông tin( 4-249 byte)
LEr Length repeated Chiều dài thông tin nhắc lại vì í do an
toàn
DA Destination Adress Địa chỉ đích( trạm nhận), từ 0-127
SA Source Adress Địa chỉ nguồn( trạm gửi), từ 0-126
DU Data Unit Khối dữ liệu sử dụng
FC Frame Control Byte điều khiển khung
FCS Frame Check
Sequence
Byte kiểm soát lỗi, HD=4
ED End Delimiter Byte kết thúc, ED=16H

Byte điều khiển khung ( FC) dùng để phân biệt các kiểu bức điện, ví dụ bức điện gửi
hay yêu cầu dữ liệu ( Send or/and Request) cũng như xác nhận hay đáp ứng (
Acknowledgement/ Response). Bên cạnh đó, byte FC còn chứa thông tin về việc thực
hiện hàm truyền, kiểm soát lưu thông để tránh việc mất mát hoặc gửi đúp dữ liệu cũng
như thông tin kiểm trạm, trạng thái FDL.
Trong trường hợp gửi dữ liệu với xác nhận ( SDA) , bên nhận có thể dùng một kí tự
duy nhất SC=E5H để xác nhận. Kí tự duy nhất SC này cũng được sử dụng để trả lời
yêu cầu dữ liệu( SRD) trong trường hợp bên được yêu cầu không có dữ liệu đáp ứng.

3.2 PROFIBUS – DP:
PROFIBUS-DP được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu cao về tính năng thời gian
trong trao đổi dữ liệu dưới cấp trường, ví dụ giữa thiết bị điều khiển khả trình hoăc
máy tính cá nhân công nghiệp với các thiết bị trường phân tán như I/O, các thiết bị đo,
truyền động và van. Việc trao đổi dữ liệu ở đây chủ yếu thực hiện tuần hoàn theo cơ
chế chủ/ tớ. Các dịch vụ truyền thông cần thiết được định nghĩa qua các chức năng DP
cơ sở theo chuẩn EN 50 170. Bên cạnh đó, DP còn hổ trợ các dịch vụ truyền thông
không tuần hoàn, phục vụ tham số hóa, vận hành và chuẩn đoán các thiết bị trường
thông minh.
Đối chiếu với mô hình OSI, PROFIBUS- DP chỉ thực hiện các lớp 1 và 2 vì lí do hiệu
xuất xử lí giao thức và tính năng thời gian. Tuy nhiên DP định nghĩa phía trên lớp 7
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 52
một lớp ánh xạ liên kết với lớp 2 gọi là DDLM (Diret Data Link Mapper) cũng như
một lớp giao diện sử dụng (User Interface Layer) chứa các hàm DP cơ sở và các hàm
DP mở rộng. Trong khi các hàm DP cơ sở chủ yếu phục vụ trao đổi dữ liệu tuần hoàn,

thời gian thực, các hàm DP mở rộng cung cấp các dịch vụ trao đổi dữ liệu không tuần
hoàn như tham số thiết bị, chế độ vận hành và thông tin chuẩn đoán.

3.2.1 Cấu hình hệ thống và kiểu thiết bị:
PROFIBUS-DP cho phép sử dụng cấu hình một trạm chủ (Mono-Master) hoặc nhiều
trạm chủ (Multi-Master). Cấu hình hệ thống định nghĩa số trạm, gán các địa chỉ trạm
cho các địa chỉ vào/ra, tính nhất quán dữ liệu vào/ra, khuôn dạng các thông báo chẩn
đoán và các tham số bus sử dụng. Trong cấu hình nhiều chủ, tất cả các trạm chủ đều có
thể đọc dữ liệu đầu vào/ra của các trạm tớ. Tuy nhiên, duy nhất một trạm chủ được
quyền ghi dữ liệu đầu ra.
Tuỳ theo phạm vi chức năng, kiểu dịch vụ thực hiện, người ta phân biệt các kiểu thiết
bị DP như sau:
- Trạm chủ DP cấp 1 (DP-Master Class 1, DPM1): Các thiết bị thuộc kiểu này trao
đổi dữ liệu với các trạm tớ theo một chu trình được quy định. Thông thường, đó
là các bộ điều khiển trung tâm, ví dụ PLC hoặc PC, hoặc các Module thuộc bộ
điều khiển trung tâm.
- Trạm chủ DP cấp 2 (DP-Master Class 2, DPM2): Các máy lập trình, công cụ cấu
hình và vận hành, chẩn đoán hệ thống bus. Bên cạnh các dịch vụ của cấp 1, các
thiết bị này còn cung cấp các hàm đặc biệt phục vụ đặt cấu hình hệ thống, chẩn
đoán trạng thái, truyền nạp chương trình, v.v…
- Trạm tớ DP (DP-Slave): Các thiết bị tớ không có vai trò kiểm soát truy nhập bus,
vì vậy chỉ cần thực hiện một phần nhỏ các dịch vụ so với một trạm chủ. Thông
thường, đó là các thiết bị vào/ra hoặc các thiết bị trường (Truyền động, HMI,
van, cảm biến) hoặc các bộ điều khiển phân tán. Một bộ điều khiển PLC (với các
vào/ra tập trung) cũng có thể đóng vai trò là một trạm tớ thông minh.
Trong thực tế, một thiết bị có thể thuộc một kiểu riêng biệt nói trên, hoặc phối hợp
chức năng của hai kiểu. Ví dụ, một thiết bị có thể phối hợp chức năng của DPM1 với
DPM2, hoặc trạm tớ với DPM1.
Việc đặt cấu hình hệ thống được thực hiện bằng các công cụ (phần mềm). Thông
thường, một công cụ cấu hình cho phép người sử dụng bổ sung và tham số hoá nhiều

loại thiết bị của cùng một nhà sản xuất một cách tương đối đơn giản, bởi các thông tin
tính năng cần thiết của các thíêt bị này đã được đưa vào cơ sở dữ liệu của công cụ cấu
hình. Còn với thiết bị của các hãng khác, công cụ cấu hình đòi hỏi tập tin mô tả đi
kèm, gọi là tập tin GSD (Gerate-stammdaten).

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 53
3.2.2 Đặc tính vận hành hệ thống:
Chuẩn DP mô tả chi tiết đặc tính vận hành hệ thống để đảm bảo tính tương thích và
khả năng thay thế lẫn nhau của các thiết bị. Trước hết, đặc tính vận hành của hệ thống
được xác định qua các trạng thái hoạt động của các thiết bị chủ:
- STOP: Không truyền dữ liệu sử dụng trạm chủ và trạm tớ, chỉ có thể chẩn đoán
và tham số hoá.
- CLEAR: Trạm chủ đọc thông tin đầu vào từ các trạm tớ và giữ các đầu ra ở giá
trị an toàn.
- OPERATE: Trạm chủ ở chế độ trao đổi dữ liệu đầu vào và đầu ra tuần hoàn với
các trạm tớ . Trạm chủ cũng thường xuyên gửi thông tin trạng thái của nó tới các
trạm tớ sử dụng lệnh gửi đồng loạt vào các khoảng thời gian đặt trước.
Các hàm DP cơ sở cho phép đặt trạng thái làm việc cho hệ thống. Phản ứng của hệ
thống đối với một lỗi xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu của trạm chủ (ví dụ khi một
trạm tớ có sự cố) được xác định bằng tham số cấu hình “auto-clear”. Nếu tham số này
được chọn đặt, trạm chủ sẽ đặt đầu ra cho tất cả các trạm tớ của nó về trạng thái an
toàn trong trường hợp một trạm tớ có sự cố, sau đó trạm chủ sẽ tự chuyển về trạng thái
CLEAR. Nếu tham số này không được đặt, trạm chủ sẽ vẫn tiếp tục giữ ở trạng thái
OPERATE.

3.2.3 Trao đổi dữ liệu giữa Master và Slave:
Trao đổi dữ liệu giữa trạm chủ và các trạm tớ gán cho nó được thực hiện tự động theo
một trình tự quy định sẵn. Khi đặt cấu hình hệ thống bus, người sử dụng định nghĩa
các trạm tớ cho một thiết bị DPM1, quy định các trạm tớ tham gia và các trạm tớ
không tham gia trao đổi dữ liệu tuần hoàn.
Trước khi thực hiện trao đổi dữ liệu tuần hoàn, trạm chủ chuyển thông tin cấu hình và
các tham số đã được đặt xuống các trạm tớ. Mỗi trạm tớ sẽ kiểm tra các thông tin về
kiểu thiết bị, khuôn dạng và chiều dài dữ liệu, số lượng các đầu vào/ra. Chỉ khi thông
tin cấu hình đúng với cấu hình thực của thiết bị và các tham số hợp lệ thì bắt đầu thực
hiện trao đổi dữ liệu tuần hoàn với trạm chủ.
Trong mỗi chu kỳ, trạm chủ đọc các thông tin đầu vào lần lượt từ các trạm tớ lên bộ
nhớ đệm cũng như đưa các thông tin đầu ra từ bộ nhớ đệm xuống lần lượt các trạm tớ
theo một trình tự quy định sẵn trong danh sách (polling list). Mỗi trạm tớ cho phép
truyền tối đa 246 Byte dữ liệu đầu vào và 246 Byte dữ liệu đầu ra.
Với mỗi trạm tớ, trạm chủ gửi một khung yêu cầu và chờ đợi một khung đáp ứng (bức
điện trả lời hoặc xác nhận). Thời gian trạm chủ cần để xử lý một lượt danh sách hỏi
tuần tự chính là chu kỳ bus. Đương nhiên, chu kỳ bus phải nhỏ hơn chu kỳ vòng quét
của chương trình điểu khiển. Thực tế, thời gian cần thiết để truyền 512 bit dữ liệu đầu
vào và 512 bit dữ liệu đầu ra với 32 trạm và với tốc độ truyền 12Mbit/s nhỏ hơn 2ms.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 54

Hình 3.4: Nguyên tắc trao đổi dữ liệu tuần hoàn Master/Slave

Mô hình DP-Slave hỗ trợ cấu trúc kiểu Module của các thành viên. Mỗi Module được
xếp một số thứ tự khe cắm bắt đầu từ 1, riêng Module có số thứ tự khe cắm 0 phục vụ

việc truy nhập toàn bộ dữ liệu của thiết bị. Toàn bộ dữ liệu vào/ra của các Module
được chuyển chung trong một khối dữ liệu sử dụng của trạm tớ. Giao tiếp dữ liệu được
giám sát bởi cả hai bên trạm chủ và trạm tớ. Bên trạm tớ sử dụng cảnh giới (watchdog)
để giám sát việc giao tiếp với trạm chủ và sẽ đặt đầu ra về một giá trị an toàn, nếu nội
trong một khoảng thời gian quy định không có dữ liệu từ trạm chủ đưa xuống.

3.2.4 Đồng bộ hoá dữ liệu vào/ra:
Trong các giải pháp điều khiển sử dụng bus trường, một trong những vấn đề cần phải
giải quyết là việc đồng bộ hoá các đầu vào và đầu ra. Một thiết bị chủ có thể đồng bộ
hoá việc đọc các đầu vào cũng như đặt các đầu ra qua các bức điện gửi đồng loạt. Một
trạm chủ có thể gửi đồng loạt (broadcast, multicast) lệnh điều khiển để đặt chế độ
đồng bộ cho một nhóm trạm tớ như sau:
- Lệnh SYNC: Đưa một nhóm trạm tớ về chế độ đồng bộ hoá đầu ra. Ở chế độ
này, đầu ra của tất cả các trạm tớ trong nhóm được giữ nguyên ở trạng thái hiện
tại cho tới khi nhận được lệnh SYNC tiếp theo. Trong thời gian đó, dữ liệu đầu ra
được lưu trong vùng nhớ đệm và chỉ được đưa ra sau khi (đồng loạt) nhận được
lệnh SYNC tiếp theo. Lệnh UNSYNC sẽ đưa các trạm tớ về chế độ bình thường
(đưa đầu ra tức thì).

Danh sách hỏi tuần tự
Dữ liệu đầu ra
Slave 1
Dữ liệu đầu vào

Dữ liệu đầu ra
Slave 2
Dữ liệu đầu vào

Dữ liệu đầu ra
Slave n
Dữ liệu đầu vào

DP
-
Master

Dữ liệu đầu ra
Slave 1
Dữ liệu đầu vào
Dữ liệu đầu ra
Slave n
Dữ liệu đầu vào
yêu cầu
yêu cầu
đáp ứng
đáp ứng
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 55
- Lệnh FREEZE: Đưa một nhóm các trạm tớ về chế độ đồng bộ hoá đầu vào. Ở
chế độ này, tất cả các trạm tớ trong nhóm được chỉ định không được phép cập
nhật vùng nhớ đệm dữ liệu đầu vào, cho tới khi (đồng loạt) nhận được lệnh
FREEZE tiếp theo. Trong thời gian đó trạm chủ vẫn có thể đọc giá trị đầu vào

(không thay đổi) từ vùng nhớ đệm của các trạm tớ. Lệnh UNFREEZE sẽ đưa các
trạm tớ về chế độ bình thường (đọc đầu vào tức thì).

3.2.5 Tham số hoá và chẩn đoán hệ thống:
Trong trường hợp có thông tin chẩn đoán, ví dụ báo cáo trạng thái vượt ngưỡng hay
các báo động khác, một DP-Slave có thể thông báo cho trạm chủ của nó qua bức điện
trả lời. Nhận được thông báo, trạm chủ sẽ có trách nhiệm hỏi trạm tớ liên quan về các
chi tiết thông tin chẩn đoán.
Để thực hiện truyền nạp các bộ tham số hoặc đọc các tập dữ liệu tương đối lớn,
PROFIBUS-DP cung cấp các dịch vụ không tuần hoàn là DDLM_Read và
DDLM_Write. Trong mỗi chu kỳ bus, trạm chủ chỉ cho phép thực hiện được một dịch
vụ. Tốc độ trao đổi dữ liệu tuần hoàn vì thế không bị ảnh hưởng đáng kể. Dữ liệu
không tuần hoàn được định địa chỉ qua số thứ tự của khe cắm và chỉ số của tập dữ liệu
thuộc khe cắm đó. Mỗi khe cắm cho phép truy nhập tối đa là 256 tập dữ liệu.
Các hàm chẩn đoán của DP cho phép định vị lỗi một cách nhanh chóng. Các thông tin
chẩn đoán được truyền qua bus và thu nhập tại trạm chủ. Các thông báo này được phân
chia thành ba cấp:
- Chẩn đoán trạm: các thông báo liên quan tới trạng thái hoạt động chung của cả
trạm, ví dụ tình trạng quá nhiệt hoặc sụt áp.
- Chẩn đoán Module: các thông báo này chỉ thị lỗi nằm ở một khoảng vào/ra nào
đó của một Module.
- Chẩn đoán kênh: trường hợp này, nguyên nhân của lỗi nằm ở một bit vào/ra (một
kênh vào/ra) riêng biệt.
Ngoài ra, phiên bản DP-V1 còn mở rộng thêm hai loại thông báo chẩn đoán là:
- Thông báo cảnh báo/báo động liên quan tới các biến quá trình, trạng thái cập nhật
dữ liệu và các sự kiện tháo/lắp Module thiết bị.
- Thông báo trạng thái phục vụ mục đích bảo trì phòng ngừa, đánh giá thống kê số
liệu….

3.2.6 Giao tiếp trực tiếp giữa các Slave (DXP)

Trao đổi dữ liệu giữa các trạm tớ là một yêu cầu thiết thực đối với cấu trúc điều khiển
phân tán thực sự sử dụng các thiết bị trường thông minh. Như ta đã biết, cơ chế giao
tiếp chủ-tớ thuần túy làm giảm hiệu suất trao đổi dữ liệu cho trường hợp này. Chính vì
thế, phiên bản DP-V2 đã bổ sung một cơ chế trao đổi dữ liệu trực tiếp theo kiểu ngang
hàng giữa các trạm tớ.

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 56


Hình 3.5: Giao tiếp trực tiếp giữa các trạm tớ

Theo như hình trên ta có thể thấy một trạm tớ (ví dụ là một cảm biến) có thể đóng vai
trò là “nhà xuất bản” hay “nhà cung cấp” dữ liệu. Khối dữ liệu sẽ được gửi đồng loạt
tới tất cả các trạm tớ (ví dụ một van điều khiển, một biến tần) đã đăng ký với vai trò
“người đặt hàng” mà không cần đi qua trạm chủ. Với cơ chế này, không những hiệu
suất sử dụng đường truyền được nâng cao, mà tính năng đáp ứng của hệ thống còn
được cải thiện rõ rệt. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng đòi hỏi đáp
ứng cao về thời gian thực, hoặc đối với các ứng dụng sử dụng kỹ thuật truyền dẫn tốc
độ thấp.

3.2.7 Chế độ đẳng thời:
Đối với một số ứng dụng như điều khiển truyền đồng điện, điều khiển chuyển động, cơ
chế giao tiếp theo kiểu hỏi tuần tự hoặc giao tiếp trực tiếp tớ-tớ chưa thể đáp ứng được
đòi hỏi cao về tính năng thời gian thực. Vì vậy, phiên bản DP-V2 bổ sung chế độ đẳng
thời, cho phép thực hiện giao cơ chế chủ/tớ kết hợp với TDMA.

Nhờ một thông báo điều khiển toàn cục gửi đồng loạt, toàn bộ các trạm trong mạng
được đồng bộ hóa thời gian với độ chính xác tới µs. Việc giao tiếp được thực hiện theo
một lịch trình đặt trước, không phụ thuộc vào tải tức thời trên bus. Cơ chế này cho
phép phối hợp hoạt động một cách chặt chẽ và nhịp nhàng giữa các trạm trên bus.
Một ví dụ ứng dụng tiêu biểu là bài toán điều khiển chuyển động, trong đó trạm chủ
đóng vai trò bộ điều khiển vị trí và một số trạm tớ là các biến tần với chức năng điều
khiển tốc độ động cơ.

DP Slave
(chào hàng)
DP Slave
(đặt hàng)
DP Master
Cấp 1
DP Slave
(đặt hàng)
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 57
3.3 GIỚI THIỆU VỀ MODULE CP-EM 277:
3.3.1 Giới thiệu.
CPU S7-200 có thể kết nối vào một mạng PROFIBUS DP nhờ vào sử dụng Module
mở rộng EM 277. Khối EM 277 cho phép S7-200 trờ thành một trạm tớ trên mạng.
Một trạm chủ có thể ghi và đọc dữ liệu từ các khối S7-200 trong mạng thông qua khối
mở rộng EM 277.

Hình 3.6: Mặt trước Module EM 277

3.3.2
Các thông số của EM 277.

- Thông số vật lý:
o Kích thước : 71 mm x 80 mm x 62 mm
o Trọng lượng : 175 g
o Công suất : 2.5 W

- Thông số truyền dữ liệu:
o Số lượng cổng : 1
o Giao diện điện tử : RS-485
o Tốc độ PROFIBUS-DP/MPI : 9.6 ,19.2, 45.45, 93.75, 187.5, 500 Kbaud;
1, 1.5, 3, 5, 12 M baud.
o Giao thức : PROFIBUS-DP Slave và MPI Slave
o Chiều dài cáp : phụ thuộc tốc độ
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 58
Gần đến 93.75 K baud : 1200 m
187.5 K baud : 1000 m
500 K baud : 400 m
1 đến 1.5 M baud : 200 m
3 đến 12 M baud : 100 m
o Khả năng mạng:
Địa chỉ trạm: 0-99 (thiết lập bằng nút xoay)
Số luợng trạm tối đa một phân đoạn : 32

Số lượng trạm tối đa một mạng: 126, lên đến 99 trạm EM 277

3.3.3
Cấu trúc vùng nhớ của Master và Slave:

Mục đích của kết nối PROFIBUS DP là trao đỗi dữ liệu. Một trạm chủ ghi dữ liệu ngõ
ra đến một trạm tớ. Trạm tớ phản hồi lại bằng dữ liệu ngõ vào gửi tới trạm chủ.
Trạm chủ chuyển dữ liệu từ một vùng ngõ ra I/O đến vùng đệm ngõ ra của trạm tớ
(hộp thư nhận). Trạm chủ đọc dữ liệu từ vùng đệm ngõ vào của trạm tớ (hộp thư đi) và
lưu trữ trong một vùng ngõ vào I/O. Vùng đệm ngõ vào và ngõ ra được đặt trong vùng
nhớ biến của CPU gọi là vùng nhớ V.
Trong kỹ thuật PROFIBUS-DP thì dữ liệu trao đổi được mô tả luôn tuân theo một quy
tắc hướng về trạm chủ.
- Dữ liệu chuyển từ trạm chủ đến trạm tớ luôn gọi là dữ liệu ngõ ra.
- Dữ liệu chuyển từ trạm tớ đến trạm chủ luôn gọi là dữ liệu ngõ vào.
- Dữ liệu chuyển đến từ trạm chủ luôn được coi là dữ liệu ngõ ra mặc dù đối với
trạm tớ, nó là ngõ vào. Tương tự như vậy, dữ liệu gửi về trạm chủ luôn coi là dữ
liệu ngõ vào mặc dù đối với trạm tớ nó là ngõ ra.
Trạm chủ xác định địa chỉ bắt đầu của bộ đệm ngõ ra (hộp thư nhận). Trạm chủ gửi
offset của vùng nhớ V của vùng đệm ngõ ra đến trạm tớ như là một phần trong khai
báo các thông số của trạm tớ. Nếu offset này có giá trị là 0, trạm tớ sẽ đặt bộ vùng đệm
ngõ ra tại địa chỉ VB0. Nếu offset có giá trị 5000, nó sẽ đặt tại địa chỉ VB5000.
Đồng thời với việc gửi đi địa chỉ bắt đầu, trạm chủ cũng xác định kích thước của vùng
đệm ngõ ra (hộp thư nhận). Người điều khiển cấu hình trạm chủ để viết một số byte dữ
liệu gửi tới trạm tớ. Trạm chủ gửi thông tin này đi như là một phần trong định cấu hình
của trạm tớ. Trạm tớ sử dụng thông tin này để xác định kích thước của vùng đệm ngõ
ra. Nếu trạm chủ quy định trạm tớ có 16 byte ngõ ra, trạm tớ sẽ xác định của vùng đệm
ngõ ra là 16 byte. Ví dụ, vùng đệm ngõ ra bắt đầu từ địa chỉ VB5000, dữ liệu ngõ ra từ
trạm chủ sẽ được ghi vào vùng nhớ từ VB5000 đến VB5015.
Vùng đệm ngõ vào (hộp thư nhận hay dữ liệu phản hồi về trạm chủ) lập tức theo sau

vùng đệm ngõ ra. Người điều khiển cũng cấu hình trạm chủ về khối lượng dữ liệu
phản hồi về từ trạm tớ. Giá trị này được ghi vào trạm tớ như là một phần cấu hình của
nó. Trạm tớ sử dụng thông tin này để ấn định kích thước của vùng đệm ngõ vào. Tiếp
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 59
theo ví dụ trên, nếu như trạm chủ đặt vùng đệm ngõ ra tại địa chỉ VB5000 và ấn định
kích thước là 16 byte thì vùng đệm ngõ vào bắt đầu từ địa chỉ VB5016 ngay sau vùng
đệm ngõ ra. Nếu như kích thước của vùng đệm ngõ vào là 16 bytes thì nó sẽ được đặt
trong vùng nhớ từ VB5016 đến VB5031.

Hình 3.7: Ví dụ về vùng nhớ V của CPU và vùng nhớ I/O của trạm chủ

Sau khi kết nối giữa trạm chủ và trạm tớ được thiết lập, vị trí của vùng đệm ngỏ ra và
kích thước của vùng đệm có thể được đọc từ vùng nhớ đặt biệt (SM) của CPU. Bảng
dưới đây ghi lại vị trí vùng nhớ mô tả về khối EM 277 đầu tiên được kết nối. Nếu nó là
khối Module thứ hai thì địa chỉ SM dời đi 50 (SMB250 đến SMB279).

SMB200 đến 215 Nội dung là 16 kí tự ASCII tên Module
SMB216 đến 219 Nội dung là phiên bản phần mềm của khối EM 277. Hai ký tự
đầu cho biết số trước dấu chấm và hai ký tự sau cho biết số
sau dấu chấm. Ví dụ: SMB216-219 có nội dung là “0102” thì
phiên bản phần mềm là 1.02
SMW220 Nội dung là lưu trạng thái báo lỗi của khối EM 277. Chỉ có hai
giá trị được xác định. Giá trị “0” nếu không có lỗi và nếu là
giá trị “1” nghĩa là không cung cấp nguồn 24 VDC cho khối.
SMB222 Đây là địa chỉ của EM 277 được đọc từ các công tắc

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 60
SMB224 Nội dung là trạng thái kết nối PROFIBUS DP. Người điều
khiển có thể giám sát vị trí này để chương trình biết là kết nối
ở trạng thái hoạt động tốt hay không. Nếu như có lỗi xảy ra,
chương trình có thể xử lý dựa trên lỗi của kết nối DP.
Sau đây là các giá trị trạng thái được xác định:
0: không có truyền đạt thông tin DP nào xảy ra từ khi EM 277
cấp nguồn hoạt động
1 : trạm chủ DP đang truyền thông tin đến EM 277 nhưng có
vấn đề trong việc cấu hình hay khai báo thông số gử từ trạm
chủ.
2: khối EM 277 và trạm chủ đang trao đổi dữ liệu (hoạt động
bình thường ).
3: khối EM277 và trạm chủ trước đó có trao đổi dữ liệu nhưng
giờ thì không.
SMB225 Nội dung là địa chỉ trên mạng của trạm chủ cấu hình cho khối
EM 277. Trạm chủ này có thể ghi ngõ ra và đọc ngõ vào từ
trạm tớ.
SMW226 Nội dung là địa chỉ vùng nhớ V của vùng đệm ngõ ra. Giá trị
này được lưu vào trạm tớ trong một thông điệp khai báo thông
số trong suốt giai đoạn đầu của việc kết nối.
SMB228 Nội dung là kích thước của vùng đệm ngõ ra. Giá trị này được
lưu vào trạm tớ trong một thông điệp cấu hình trong suốt giai
đoạn đầu của việc kết nối.
SMB229 Nội dung là kích thước của vùng đệm ngõ vào. Giá trị này

được lưu vào trạm tớ trong một thông điệp cấu hình trong suốt
giai đoạn đầu của việc kết nối.

Lưu ý rằng vùng nhờ từ 226 đến 229 cho biết dữ liệu lưu vào EM 277 từ tram chủ. Vì
vậy nếu có lập trình ở những vùng nhớ này cũng không thể thay đồi được kích thước
và địa chỉ của vùng đệm. Khối EM 277 lưu những vị trí này vào CPU khi mà có một
sự thay đổi trạng thái của việc kết nối hay khi trạm chủ gửi giá trị mới tới EM 277.

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 61
3.4 KẾT NỐI MẠNG QUA MODULE EM 277:
Để kết nối mạng Profibus giữa S7-300 và S7-200 thông qua EM 277 ta thực hiện theo
các bước như sau:
3.4.1
Thiết lập địa chỉ mạng DP cho khối EM 277.

- Ngắt nguồn cấp cho CPU và khối EM 277
- Thiết lập nút xoay trên mặt trước của khối EM 277 để được địa chỉ mong muốn.
Có 2 nút chọn X10 và X1, X10 để thiết lập hàng chục và X1 để thiết lập hàng
đơn vị.
- Cấp nguồn lại cho CPU và khối EM 277
3.4.2
Truyền dữ liệu giữa trạm chủ và khối EM 277:

Thực hiện theo 3 bước:
- Khai báo thông số.

- Thiết lập cấu hình.
- Trao đổi dữ liệu
Hai bước đầu tiên thông thường tiến hành khi hệ thống khởi động và trạm tớ được đưa
vào. Bước trao đổi dữ liệu chính là chế độ hoạt động bình thường của hệ thống.
Sự khai báo thông số và thông tin về cấu hình được gửi tới các trạm tớ từ các tùy chọn
mà ta thực hiện khi thiết lập hệ thống và từ các tệp cơ sở dữ liệu của thiết bị của các
trạm tớ (các tệp GSD). Các tệp GSD là các tệp văn bản mô tả các thuộc tính của các
thiết bị tớ. Các tùy chọn của hệ thống và các thuộc tính của trạm tớ được nạp vào trạm
chủ sau này sẽ được sử dụng để thiết lập các thông điệp khai báo thông số và cấu hình
gửi đến các trạm tớ.
- Khai báo thông số.
Khi trạm chủ chuyển sang trạng thái Operate từ trạng thái Stop, nó phải dò hết tất
cả các thiết bị tớ có mặt trên mạng bằng cách chuyển các khai báo thông số và
cấu hình đến các trạm tớ. Trước tiên trạm chủ gửi đi một yêu cầu chuẩn đoán đến
thiết bị tớ. Trạm chủ sẽ nhận được phản hồi thông báo trạng thái của trạm tớ,. số
ID của trạm tớ và đã có trạm chủ nào điều khiển trạm tớ đó chưa.Số ID của trạm
tớ là một số đặt biệt được ấn định bởi Tổ chức những người sử dụng mạng
PROFIBUS (PROFIBUS User Organization) đến tất cả các thiết bị chủ tớ. Số ID
4 chữ số của trạm tớ cho phép trạm chủ kiểm tra xem thiết bị trên mạng có đúng
là thiết bị đã được ta xác định trong suốt quá trình cấu hình trạm chủ. Nếu số ID
không khớp với cấu hình của ta đã định hay trạm tớ đã được điều khiển bởi một
trạm chủ khác, trạm chủ sẽ dừng lại quá trình cấu hình trạm tớ và thông báo lỗi.
Nếu như trạm tớ hiện hữu, trạm chủ gửi một thông điệp khai báo thông số đến
trạm tớ. Thông điệp này bao gồm một số mục cố định cấu hình trạm tớ cho khớp
với các thông số của mạng và các thông số cấu hình các chức năng xác định và
các khối bên trong trạm tớ (không bắt buột).
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 62
Khối EM 277 chỉ chấp nhận một thông số duy nhất khi tham gia vào mạng. Đó
chính là offset của vùng nhớ V cho vùng đệm ngõ ra. Nếu như giá trị này được
khai báo, khối EM 277 sử dụng offset này truy suất đến vùng đệm ngõ vào và
ngõ ra của CPU S7 200. Nếu như không được khai báo, khối EM 277 sẽ mặc
nhiên ấn định vùng nhớ V bắt đầu từ địa chỉ VB0 trong CPU S7 200.
- Thiết lập cấu hình.
Sau thông điệp khai báo thông số, trạm chủ sẽ gửi đến trạm tớ một thông điệp
thiết lập cấu hình. Thông điệp này chứa đựng cấu hình I/O mà trạm chủ ấn định
cho trạm tớ. Phần lớn các thiết bị PROFIBUS có cấu hình cố định, và đối với các
thiết bị này, việc truyền thông điệp cấu hình này là sự kiểm tra xem thiết bị tớ
hợp thức có trên mạng hay không. Nếu như việc thiết lập cấu hình được chấp
nhận, trạm tớ sẽ bị khóa vào địa chỉ của trạm chủ đó cho đến khi trạm chủ “nhả”
nó ra hay trạm tớ bị ngắt điện. Chỉ có chính trạm chủ thực hiện việc cấu hình môt
trạm tớ mới có thể chuyển sang chế độ trao đổi dữ liệu với trạm tớ đó.
Trong trường hợp khối EM 277, việc thiết lập cấu hình cho khối EM 277 biết
rằng bao nhiêu byte ngõ ra và ngõ vào trạm chủ yêu cầu nó và CPU S7 200 hỗ
trợ. Khối EM 277 có thể hỗ trợ một số cấu hình chuẩn và nhiều cấu hình tùy
chọn khác nếu như trạm chủ cho phép chuyển sang chế độ cấu hình không chuẩn.
Sau khi nhận thông điệp thiết lập cấu hình, khối EM 277 sẽ kiểm ra xem cấu hình
có thể được chấp nhận hay không và kiểm tra xem vùng đệm ngõ ra và ngõ vào
có vừa bộ nhớ của CPU S7 200 không. Nếu không có vấn đề gì thông điệp thiết
lập cấu hình và khai báo thông số, khối EM 277 gán vào địa chỉ của trạm chủ mà
đã gửi thông điệp đó.
Tùy chọn I/O mà ta xác định cũng đồng thời là tùy chọn tòan vẹn dữ liệu. Tùy
chọn toàn vẹn dữ liệu cho cả trạm chủ và trạm tớ biết rằng có bao nhiêu dữ liệu
được truyền giữa mạng và bộ nhớ mà không có sự ngắt quãng. PROFIBUS hổ trợ
3 loại toàn vẹn dữ liệu: byte, word và buffer.
o Toàn vẹn byte đảm bảo rằng những byte được truyền sẽ được truyền toàn

bộ. Toàn vẹn byte nên được sử dụng nếu tất cả các byte dữ liệu độc lập.
o Toàn vẹn word bảo đảm việc truyền các word không bị ngắt bởi các quy
trình khác. Toàn vẹn word nên được sử dụng khi mà dữ liệu chứa giá trị 2
byte. Toàn vẹn word buộc trạm chủ và trạm tớ chuyên 2 byte mỗi word
giữa bộ nhớ và mạng như là một đơn vị mà không thể bị ngắt hay hiệu
chỉnh bởi bất cừ quy trình nào khác trong CPU S7 200.
o Toàn vẹn buffer bảo đảm toàn bộ vùng đệm dữ liệu được truyền như là một
đơn vị duy nhất, không thể bị ngắt bởi quy trình khác. Toàn vẹn buffer buộc
trạm chủ và trạm tớ chuyển toàn vùng đệm của dữ liệu (tất cả ngõ ra và ngõ
vào) giữa bộ nhớ và mạng mà không bị ngắt quãng. Toàn vẹn buffer nên sử
dụng khi truyền giá trị double word hay một nhóm các giá trị dữ liệu được
xem như một đơn vị duy nhất.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 63
Ví dụ:
Khối EM 277 hỗ trợ cấu hình I/O của:
o 8 bytes out/ 8 bytes in
o 4 words out/ 4 word in
o 8-byte buffer I/O
Tất cả các cấu hình trên đều truyền 8 bytes đến khối EM 277 và 8 bytes ngược lại
trạm chủ nhưng mà loại toàn vẹn khác nhau trong từng cách cấu hình.
o Cấu hình 8-byte out/in cho phép ta ngắt quy trình truyền giữa khối EM 277
và vùng nhớ V cùa CPU S7 200 mọi lúc.
o Cấu hình 4-word out/in cho phép ta chỉ được chen ngang vào giữa hai word
trong suốt quá trình truyền đảm bảo cho các byte cấu tạo nên word không bị
phân cách.

o Cấu hình 8-byte buffer I/O khiến cho CPU S7 200 vô hiệu hóa ngắt của
người sử dụng trong suốt quá trình truyền. Những tùy chọn toàn vẹn buffer
trong khối EM 277 thì được giới hạn để mà thời gian ngắt của người sử
dụng đã được vô hiệu hóa không làm ảnh hưởng hệ thống.
Sau khi nhận một thông điệp khao báo thông số hay thiết lập cấu hình, khối
EM 277 ghi offset của vùng nhớ V và kích thước vùng đệm ngõ vào và ngõ ra
đến vùng nhớ đặt biệt của CPU S7 200 ngay cả khi các giá trị không hợp lý đối
với CPU S7 200. Đèn DP ERROR trên bề mặt khối EM 277 sẽ sáng đỏ nếu xuất
hiện lỗi trong khai báo thông số hoặc thiết lập cấu hình. Nếu như khối EM 277
không chuyển sang chế độ trao đổi với trạm chủ, ta có thể xem vị trí của các
vùng nhớ SM để xác định lỗi ở đâu.
- Trao đổi dữ liệu.
Sau khi gửi thông điệp khai báo thông số và thiết lập cấu hình đến trạm tớ, trạm
chủ gửi tiếp một yêu cầu chẩn đoán khác tới trạm tớ để xác định rằng trạm tớ đã
chấp nhận các thông điệp khai báo thông số và thiết lập cấu hình hay chưa. Nếu
như trạm tớ xác định rằng đã có lỗi trong các thông điệp khai báo thông số và
thiết lập cấu hình, trạm chủ sẽ gửi lại các thông điệp này. Nếu không có lỗi trong
các phản hồi chẩn đoán, trạm chủ sẽ bước sang chế độ hoạt động-trao đổi dữ liệu.
Chế độ trao đổi dữ liệu là chế độ hoạt động bình thườn trong mạng DP. Ở chế đô
này, trạm chủ sẽ ghi ngõ ra đến trạm tớ và trạm tớ truyền lại ngõ vào. Nếu như
trạm tớ không có ngõ ra nào cả, trạm chủ sẽ gửi một thông điệp không có dữ liệu
ngõ ra và trạm tớ sẽ phản hồi với những ngõ vào của nó. Nếu như trạm tớ có ngõ
ra nhưng không có ngõ vào, trạm tớ sẽ phản hồi cho thông điệp ngõ ra với một
thông điệp rỗng.
Đèn DX MODE trên bề mặt khối EM 277 màu xanh khi khối EM 277 đang ở
trang thái trao đổi dữ liệu với trạm chủ và sẽ không sáng nếu không ở trong trạng
thái trao đồi dữ liệu với trạm chủ. Đèn DP ERROR sẽ đỏ nếu như khối EM 277
vừa mới ở trạng thái trao đổi dữ liệu và hiện đang không trong trạng thái đó nửa.
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -

Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 64
Trạm tớ thiết lập một vùng nhớ bit chẩn đoán để phản hồi nếu nó phát hiện ra lỗi.
Vùng nhớ này buộc trạm chủ gửi một yêu cầu chuẩn đoán đến trạm tớ trước khi
truyền tiếp dữ liệu cho trạm tớ. Điều này cho phép trạm chủ phản hồi các lỗi của
trạm tớ một cách nhanh chóng.

3.4.3
Tệp cơ sở dữ liệu của thiết bị (các tệp GSD):

Các thiết bị PROFIBUS có các đặc điểm hoạt động khác nhau, các thông số về chức
năng của thiết bị có thể về số lượng tín hiệu I/O hay các thông số bus như tốc độ baud.
Các thông số này là riêng biệt cho từng loại thiết bị và thường được văn bản hóa trong
tài liệu người dùng. Để đạt được thiết lập cấu hình Plug and Play của mạng
PROFIBUS một cách đơn giản, các đặc điểm chức năng của thiết bị được ấn định
trong một data sheet điện tử gọi là tệp cơ sở dữ liệu của thiết bị hay tệp GSD.
Tệp GSD cung cấp chi tiết các đặt điểm của các loại thiết bị trong một định dạng được
xác định một cách chính xác. Định dạng của tập GSD cho phép việc cấu hình hệ thống
được đọc ra từ tệp của bất kì tất cả các thiết bị trong mạng PROFIBUS và tự động sử
dụng thông tin này để cấu hình hệ thống. Trong suốt quá trình cấu hình, phần cấu hình
hệ thống tự động thực hiện kiểm tra việc sai sót ở ngõ vào và sự toàn vẹn của dữ liệu
chuyển vào toàn bộ hệ thống.

3.4.4
Ứng dụng mạng Profibus-DP điều khiển thiết bị:

Trong phần này sẽ trình bày một ứng dụng để truyền nhận dữ liệu giữa trạm chủ
(Master) S7-300 và các trạm tớ (Slaver) qua mạng Profibus – DP. Các ứng dụng cụ thể

sẽ được thực hiện tương tự.
Trong ứng dụng này dùng 1 PLC S7-300 làm Master và 3 PLC S7-200 để làm Slaver.
Sự truyền nhận dữ liệu được thực hiện giữa S7-300 và S7-200 thông qua Module CP
EM 277.
Trình tự để thiết kế ứng dụng này được trình bày như sau.
- Thiết lập cấu hình phần cứng của S7-300 trong chương trình Step7:
o Khởi động chương trình Simatic manager
o Sau đó vào màn hình làm việc của chương trình

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 65

Hình 3.8: Màn hình làm việc của Step 7
o Bấm chọn thẻ New Projec/library sẽ xuất hiện hộp thoại NEW

Hình 3.9: Màn hình hộp thoại New
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 66

o Đặt tên cho Project trong Name, rồi chọn OK.
o Mở đầu Project, ta thiết lập 1 trạm S7-300 như hình vẽ:

Hình 3.10: Màn hình thiết lập trạm S7-300
Ta có thể đặt lại tên cho trạm.
o Khi nhấn chọn trạm sẽ xuất hiện biểu tượng Hardware.

Hình 3.11: Chọn biểu tượng Hardware

o Nhấp đúp vào đó để thiết lập cấu hình của trạm cho giống với cấu hình thực
tế. Nếu không thấy catalog các linh kiện thì chọn thẻ View/catalog
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 67

Hình 3.12: Chọn thẻ Catalog

o Nếu chưa có khối EM277 trong catalog thì ta cần cài đặt theo hình vẽ:

Hình 3.13: Màn hình cài đặt EM277
Sau đó chọn đường dẫn đến file GSD của khối EM277

o Để thiết lập phần cứng, đầu tiên ta vào catalog lấy giá đỡ (rail)

Hình 3.14: Chọn biểu giá đỡ (rail)

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 68
o Sau đó sắp xếp các khối theo đúng thứ tự như cấu hình thực.
Đầu tiên là nguồn,


Hình 3.15: Đặt nguồn vào rail
Tiếp theo là CPU
Khi ta kéo chọn CPU 315-2DP vào rail, sẽ xuất hiện hộp thoại

Hình 3.16: Màn hình sau khi đặt CPU
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 69

Bấm chọn New để thiết lập mạng, sau đó ta chọn OK

Hình 3.17: Cài đặt mạng Profibus

o Tiếp theo chọn khối EM277 kết nối vào mạng
Chọn theo đường dẫn như trong hình,kéo khối EM277 ra thả vào subnet
Khi đó xuất hiện hộp thoại sau:

Hình 3.18: Cài đặt module EM 277

Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -

Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 70
o Phải chọn địa chỉ cho khối này. Chú ý rằng chọn đúng địa chỉ trên Module
thì CPU mới nhận được.
Nhấp vào khối EM277 sẽ xuất hiện hộp thoại “properties – DP Slave”.


Hình 3.19: Hộp thoại properties – DP Slave

Vào Parameter Assignment để chọn địa chỉ.
Chọn vào Parameter Assignment để chọn địa chỉ I/O offset trong vùng
V-memory
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 3

TRANG - 71

Hình 3.20: Chọn địa chỉ EM 277
Có thể chọn giá trị này cho nhiều Module giống nhau.Ở đây chọn bằng 2000.

o Kế tiếp ta chọn kích thước vùng đệm

Hình 3.21: Chọn vùng đệm

Kéo chọn (vd:16 byte buffer I/O) như trong hình trên. Địa chỉ vào/ra xuất hiện là
địa chỉ mặc định.Ta có thể thay đổi giá trị này để sử dụng.

Chú ý rằng địa chỉ vào/ra trong mỗi khối EM277 không được trùng nhau.
Tương tự ta có thể đặt 3 trạm EM277.

o Chọn các Module vào ra số/tương tự theo đúng cấu hình thực, như hình sau:
Truong DH SPKT TP. HCM
Thu vien DH SPKT TP. HCM -
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP. HCM