现场总线应用技术在3D打印设备数据通信中的成果

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：表6-6 各类DP设备间的通信关系注：Requ＝请求方，Resp＝响应方，M＝强制性功能，O＝可选功能。DP主站再请求从站的诊断数据以查明从站是否准备就绪。DP从站的标识号放在此设备的主要文件中。由DP从站提交的诊断数据包括符合EN 50170标准的诊断部分。

1.DP通信关系和DP数据交换按PROFIBUS-DP协议，通信作业的发起者称为请求方，而相应的通信伙伴称为响应方。所有1类DP主站的请求报文以第2层中的“高优先权”报文服务级别处理。与此相反，由DP从站发出的响应报文使用第2层中的“低优先权”报文服务级别。DP从站可将当前出现的诊断中断或状态事件通知给DP主站，仅在此刻，可通过将Data Exchange的响应报文服务级别从低优先权改变为高优先权来实现。数据的传输是非连接的1对1或1对多连接（仅控制命令和交叉通信）。表6-6列出了DP主站和DP从站的通信能力，按请求方和响应方分别列出。

表6-6 各类DP设备间的通信关系

注：Requ＝请求方，Resp＝响应方，M＝强制性功能，O＝可选功能。

2.初始化阶段，重启动和用户数据通信

在DP主站与从站设备交换用户数据之前，DP主站必须定义DP从站的参数并组态此从站。为此，DP主站首先检查DP从站是否在总线上。如果是，则DP主站通过请求从站的诊断数据来检查DP从站的准备情况。当DP从站报告它已准备好参数定义时，则DP主站装载参数集和组态数据。DP主站再请求从站的诊断数据以查明从站是否准备就绪。只有在这些工作完成后，DP主站才开始循环地与DP从站交换用户数据。

DP从站初始化阶段的主要顺序如图6-26所示。

（1）参数数据（Set_Prm）

参数集包括预定给DP从站的重要的本地和全局参数、特征和功能。为了规定和组态从站参数，通常使用装有组态工具的DP主站来进行。使用直接组态方法，则需填写由组态软件的图形用户接口提供的对话框。使用间接组态方法，则要用组态工具存取当前的参数和有关DP从站的GSD数据。参数报文的结构包括EN 50170标准规定的部分，必要时还包括DP从站和制造商特指的部分。参数报文的长度不能超过244B。以下列出了最重要的参数报文的内容。

1）Station Status。Station Status包括与从站有关的功能和设定。例如，它规定定时监视器（Watchdog）是否要被激活。它还规定了是否启用由其他DP主站存取此DP从站，如果在组态时规定有，那么Sync或Freeze控制命令是否与此从站一道被使用。

2）Watchdog。Watchdog（定时监视器，“看门狗”）检查DP主站的故障。如果定时监视器被启用，且DP从站检查出DP主站有故障，则本地输出数据被删除或进入规定的安全状态（替代值被传送给输出）。在总线上运行的一个DP从站，可以带定时监视器也可以不带。根据总线配置和所选用的传输速率，组态工具建议此总线配置可以使用的定时监视器的时间。请参阅“总线参数”。

图6-26 DP从站初始化阶段的主要顺序

3）Ident_Number。DP从站的标识号（Ident_Number）是由PNO在认证时规定的。DP从站的标识号放在此设备的主要文件中。只有当参数报文中的标识号与此DP从站本身的标识号一致时，此DP从站才接收此参数报文。这样就防止了偶尔出现的从站设备的错误参数定义。

4）Group_Ident。Group_Ident可将DP从站分组组合，以便使用Sync和Freeze控制命令。最多可允许组成8组。

5）User_Prm_Data。DP从站参数数据（User_Prm_Data）为DP从站规定了有关应用数据。例如，这可能包括默认设定或控制器参数。

（2）组态数据（Chk_Cfg）(www.chuimin.cn)

在组态数据报文中，DP主站发送标识符格式给DP从站，这些标识符格式告知DP从站要被交换的输入/输出区域的范围和结构。这些区域（也称“模块”）是按DP主站和DP从站约定的字节或字结构（标识符格式）形式定义的。标识符格式允许指定输入或输出区域，或各模块的输入和输出区域。这些数据区域的大小最多可以有16个字节/字。当定义组态报文时，必须依据DP从站设备类型考虑下列特性：

1）DP从站有固定的输入和输出区域。

2）依据配置，DP从站有动态的输入/输出区域。

3）DP从站的输入/输出区域由此DP从站及其制造商特指的标识符格式来规定。

那些包括连续的信息而又不能按字节或字结构安排的输入和（或）输出数据区域被称为“连续的”数据。例如，它们包含用于闭环控制器的参数区域或用于驱动控制的参数集。使用特殊的标识符格式（与DP从站和制造商有关的）可以规定最多64个字节或字的输入和输出数据区域（模块）。DP从站可使用的输入、输出域（模块）存放在设备数据库文件（GSD文件）中。在组态此DP从站时它们将由组态工具推荐给用户。

（3）诊断数据（Slave_Diag）

在启动阶段，DP主站使用请求诊断数据来检查DP从站是否存在和是否准备就绪接收参数信息。由DP从站提交的诊断数据包括符合EN 50170标准的诊断部分。如果有的话，还包括此DP从站专用的诊断信息。DP从站发送诊断信息告知DP主站它的运行状态以及发生出错事件时出错的原因。DP从站可以使用第2层中“High_Priority”（高优先权）的Data_Exchange响应报文发送一个本地诊断中断给DP主站的第2层，在响应时DP主站请求评估此诊断数据。如果不存在当前的诊断中断，则Data_Exchange响应报文具有“Low_Priority”（低优先权）标识符。然而，即使没有诊断中断的特殊报告存在时，DP主站也随时可以请求DP从站的诊断数据。

（4）用户数据（Data_Exchange）

DP从站检查从DP主站接收到的参数和组态信息。如果没有错误而且允许由DP主站请求的设定，则DP从站发送诊断数据报告它已为循环地交换用户数据准备就绪。从此时起，DP主站与DP从站交换所组态的用户数据。在交换用户数据期间，DP从站只对由定义它的参数并组态它的1类DP主站发来的Data_Exchange请求帧报文做出反应。其他的用户数据报文均被此DP从站拒绝。这就是说，只传输有用的数据。

DP主站与DP从站循环交换用户数据如图6-27所示。DP从站报告当前的诊断中断如图6-28所示。

图6-27 DP主站与DP从站循环地交换用户数据

图6-28 DP从站报告当前的诊断中断

在图6-28中，DP从站可以使用将应答时的报文服务级别从“Low_Priority”（低优先权）改变为“High_Priority”（高优先权）来告知DP主站它当前的诊断中断或现有的状态信息。然后，DP主站在诊断报文中做出一个由DP从站发来的实际诊断或状态信息请求。在获取诊断数据之后，DP从站和DP主站返回到交换用户数据状态。使用请求/响应报文，DP主站与DP从站可以双向交换最多244B的用户数据。

现场总线应用技术在3D打印设备数据通信中的成果

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