全新一代分布式I/O
SIMATIC ET 200SP是高度灵活可扩展的分布式I/O系统，通过PROFINET或者PROFIBUS将过程信号连接到中央控制器。
ET 200SP安装于标准导轨，其基本组成：
· 一个接口模块，和控制器通过PROFINET或者PROFIBUS进行通讯
· 较多64个插入无源基座中的I/O模块
· 一个较右侧用于完成站点配置的服务模块（*单独订购，随接口模块附带）
ET 200SP使用尤其简单，设计紧凑节省了控制箱的空间，带来了较大的经济性。SIMATIC ET 200SP支持高速PROFINET通讯，性能更高。
应用领域
SIMATIC ET 200SP是一种多功能分布式I/O系统适用于各种应用领域。防护等级为IP20，用于柜内。ET 200SP灵活的架构，使得I/O站可以安装于现场满足较确切的需要。
优势
使用简便
· 通过总线适配器，可以灵活选择PROFINET的连接方式
· 直插式端子技术，接线*工具
· 接线端子孔和弹簧下压触点的排布更加合理，接线更加方便
· 彩色端子标签，参考标识牌以及标签条，带来了清晰明确的标识
· 通道级的诊断功能
设计紧凑
· 单站扩展较多支持64个模块
· 节省控制箱内的空间
· 外形紧凑，适用于80mm的标准控制箱
功能强大
· PROFINET高速通讯
· 电子模块和接线端子盒部分均可以在线热插拔
· 从导线，端子盒和背板总线直至PROFINET电缆采用统一的屏蔽设计理念
· 系统集成PROFIenergy带来更高的能效
· 支持AS-i总线
· 通过软件进行组态设置，*拨码
1．PROFIBUS 网络介绍
现场总线PROFIBUS可以连接远程I/O站、仪表、主站（PLC站）等设备，通信服务分为DP、FDL、S7、FMS、PA（将服务类型进行转换），通信方式分为主－主、主－从通信。PROFIBUS网络分层参考表1：
表1 PROFIBUS网络层
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DP设备行规
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FMS设备行规
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PA设备行规
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基本功能
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基本功能
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扩展功能
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扩展功能
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DP用户接口 直接数据链路映象程序(DDLM)
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应用层接口
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DP用户接口
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（ALI)
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直接数据链路映象程序(DDLM)
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*7层
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应用层
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应用层
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（应用层）
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S7
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现场总线报文规范（FMS)
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*3～6层
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*2层（数据链路层）
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数据链路层 现场总线数据链路（FDL)
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数据链路层 现场总线数据链路（FDL)
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数据链路层 现场总线数据链路（FDL)
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IEC接口
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*1层
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物理层
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物理层
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物理层
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IEC1158-2
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（物理层）
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（RS485/光纤)
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（RS485/光纤)
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（RS485/光纤）
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PROFIBUS总线符合EIA RS485[8]标准，PROFIBUS RS485 的传输程序是以半双工、异步、无间隙同步为基础的。传输介质可以是光缆或屏蔽双绞线，电气传输每一个RS485传输段为32个站点和有源网络元件(RS485中间器，OLM等)，在总线的两端为终端电阻，结构如图1：
图1：PROFIBUS网络结构
西门子总线终端一般都配有终端电阻，PROFIBUS使用9针D型连接器，D型连接器插座连接总线站，D型连接器插头与总线电缆相连。总线终端和针脚定义如表2：
表2 总线终端管脚定义
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针脚号
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信号名称
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设计含义
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1
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SHIELD
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屏蔽或功能地
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2
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M24
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24V输出电压地（辅助电源）
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3
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RXD/TXD-P
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接收和发送数据－正 B线
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4
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CNTR-P
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方向控制信号P
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5
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DGND
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数据基准电位（地）
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6
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VP
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供电电压－正
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7
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P24
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正24V输出电压（辅助电源）
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8
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RXD/TXD-N
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接收和发送数据－负 A线
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9
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CNTR-N
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方向控制信号N
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PROFIBUS总线的传输输率从9.6Kbit/s ～12Mbit/s，总线长度与传输输率相关，总的规律是传输输率越高总线长度越短，越容易受到电磁干扰，基于传输输率的较大段长度参考表3：
表3 PROFIBUS网络传输速率与距离的关系
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波特率（K Bit/s）
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9.6~187.5
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500
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1500
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3000~12000
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总线长度（米）
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1000
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400
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200
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100
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总线终端的电阻与PROFIBUS总线相匹配，并配有轴向电感以消除电容性负载而引起的导线反射，选择普通的屏蔽双绞线不能保证总线的段长度。
如果需要扩展总线的长度或者PROFIBUS从站个数**过32个时，就要加入RS485中继器，例如扩展PROFIBUS长度的应用，实际PROFIBUS的长度为500米，而波特率要求达到1.5 MBIT/S，对照上表波特率为1.5MBIT/S使较大的长度为200米，要扩展到500米，就需要加入两个RS485中继器，拓扑图如图2所示：
图2：PROFIBUS网络扩展
西门子RS485中继器具有信号放大和再生功能，在一条PROFIBUS总线上较多可以安装9个RS485中继器，其他厂商的产品要查看其产品规范以确定安装个数。
一个PROFIBUS网段较多可有32个站点，如果一条PROFIBUS网上**过32个站点，也需要用RS485中继器隔开，例如一条PROFIBUS总线上有80个站点，那么就需要两个RS485中继器分成3个网段。RS485中继器是一个有源的网络元件 ，本身也要算一个站点。除了以上两个功能，RS485中继器的还可以使网段之间相互电气隔离。
2．SIMOTION使用PROFIBUS 网络的通信功能
SIMOTION系统只能使用PROFIBUS-DP通信服务进行通信，PROFIBUS-DP采用主－从的通信方式，使用DP通信方式，一个PROFIBUS网络上只允许有一个1类主站，其它站点可以是2类主站（HMI或只接收从站信息的主站）或从站，只有1类主站可以对从站发送命令，主站以轮询的方式访问各个从站，所以PROFIBUS-DP具有很好的实时性。按照PROFIBUS-DP的规约，主从间较大的通信量为244个字节输入和244个字节输出。SIMOTION 可以作为主站也可以作为从站。下面以SIMOTION 435为例，通信区为16个字节输入和16个字节输出，分别介绍作为主站、从站的配置。
3．D435作为从站
设置从站
打开SCOUT软件插入D435，点击D435使用右键进入硬件配置界面，点击X126接口新建一条PROFIBUS网络，然后设置站号、通信速率、PROFIBUS参数组（选择PROFIBUS-DP）等参数。本例中作为从站的SIMOTION站地址为2，通信速率为1.5M。在“Operating Mode”界面中选择“DP SLAVE”，其它参数保持缺省设置。在“Configuration”界面中设置通信接口区及开始地址，如图3所示：
图3：SIMOTION作为从站的通信接口设置界面
设置通信接口分别为16个字节输入和16个字节输出。
设置主站
在STEP7中打开与SIMOTION D435相同的项目，插入S7-300站，打开硬件配置，插入CPU例如CPU315-DP/PN，设置与SIMOTION 435使用相同的PROFIBUS网络，设置主站地址为4。在硬件选择窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中选择SIMOTION 从站并拖曳到主站网络上如图4所示：
西门子双芯DP电缆
图4：将SIMOTION从站拖曳到网络中
弹出的窗口中将显示所有已经配置的从站，选择与主站进行通信的从站进行连接，如图5所示，点击“Connect”键连接从站。
图5：连接SIMOTION从站
点击“configuration”按钮出现从站已经配置的通信接口区，点击“Edit”键为每一条从站通信数据区配置相应主站的通信数据区，配置规则，从站输入地址区对应主站输出地址区，从站输出地址区对应主站输人地址区，配置通信接口区如图6所示：
图6：配置通信接口区
点击确认键后，配置完成。通过PROFIBUS-DP通信不需要编写通信程序，双方数据通过输入、输出地址区直接对应，例如图6配置的主站、从站通信关系如下：
S7-300主站 QB0～QB15 ――――――SIMOTION从站 IB0～IB15。
S7-300主站 IB0～IB15 ――――――SIMOTION从站 QB0～QB15。
SIMOTION作为从站的示例程序参考附带文件“PROFIBUS-DP_SLAVE”.ZIP
4．D435作为主站
设置从站
打开STEP7软件插入一个站点例如S7-300站，点击“Hardware”进入硬件配置界面，插入CPU，例如CPU315-2 DP/PN，点击X1接口新建一条PROFIBUS网络，然后设置站号、通信速率、PROFIBUS参数组（选择PROFIBUS-DP）等参数。本例中作为从站的S7-300站地址为2，通信速率为1.5M。在“Operating Mode”界面中选择“DP SLAVE”，其它参数保持缺省设置。在“Configuration”界面中设置通信接口区及开始地址，如图7所示：
图7：S7-300作为从站的通信接口设置界面
设置通信接口分别为16个字节输入和16个字节输出。
设置主站
打开SCOUT软件插入D435，点击D435使用右键进入硬件配置界面，点击X126选择与从站相同的PROFIBUS网络，设置SIMOTION的站地址，本例中作为主站的SIMOTION站地址为4。在硬件选择窗口PROFIBUS-DP->Configured Stations中选择S7-300从站并拖曳到主站网络上如图8所示：
图8：将S7-300从站拖曳到网络中
弹出的窗口中将显示所有已经配置的从站，选择与主站进行通信的从站进行连接，如图9所示，点击“Connect”键连接从站。
图9：连接S7-300从站
点击“configuration”按钮出现从站已经配置的通信接口区，点击“Edit”键为每一条从站通信数据区配置相应主站的通信数据区，配置规则，从站输入地址区对应主站输出地址区，从站输出地址区对应主站输人地址区，配置通信接口区如图10所示：
图10：配置通信接口区
点击确认键后，配置完成。通过PROFIBUS-DP通信不需要编写通信程序，双方数据通过输入、输出地址区直接对应，例如图10配置的主站、从站通信关系如下：
SIMOTION主站 QB0～QB15 ――――――S7-300从站 IB0～IB15。
SIMOTION主站 IB0～IB15 ――――――S7-300从站 QB0～QB15。
SIMOTION作为从站的示例程序参考附带文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP
5．PROFIBUS站点诊断
主站通过PROFIBUS-DP轮询从站，如果主站故障，与所有从站的通信将终止，从站通信数据不更新；如果一个从站故障，主站还可以与其它从站进行通信。在PLC侧可以通过OB86、FC125/FB125(可以从西门子网站上下载)、SFC13等组织块、程序块对主站或从站进行诊断，可以查看PLC相关文档，在这里不作相信介绍。SIMOTION使用函数“_getStateOfSingleDpSlave”或“_getStateOfAllDpSlaves”对一个站点或多个站点进行诊断。以调用函数“_getStateOfSingleDpSlave”为例介绍PROFIBUS-DP站点的诊断功能。函数调用如图11所示，函数参数如下：
图11 PROFIBUS-DP诊断函数
logicalDiagnosticAddress：
输入参数，数据类型 DINT，PROFIBUS-DP站点诊断地址，本例中S7-300PLC作为从站，诊断地址为16378。
ReqGetStateOfSingleDPSlaveStateMode:
输入参数，枚举数据类型，函数调用请求格式，枚举元素如表4所示：
表4：函数请求
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REQUEST_TRUE (0)
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开始执行
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REQUEST_FALSE (1)
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查询REQUEST_TRUE状态
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REQUEST_ABORT (2)
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终止函数执行
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NextCommand:
输入参数，枚举数据类型，下一个命令执行的时机，枚举元素如表5所示：
表5：NEXTCOMMAND元素
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IMMEDIATELY (60)
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下一个命令与此命令同时执行
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WHEN_COMMAND_DONE (160)
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执本命令后执行下一个命令
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ABORT_CURRENT_COMMAND (260)
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立刻终止当前命令
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本例中选择：“WHEN_COMMAND_DONE”。
commandid:
输入参数，“CommandIdType”数据类型，用户定义，可以跟踪命令执行的状态。本例中选择一个临时变量，没有赋值。
StructRetGetStateOfSingleDpSlave:
输出参数，结构数据类型，结构元素如表6所示：
表6：输出结构体
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结构元素
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名称
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数据类型
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functionResult
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函数调用返回值
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DINT
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ActualStateOfSingleDpSlave
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PROFIBUS-DP单站状态
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枚举
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“ActualStateOfSingleDpSlave”单站状态为枚举数据类型，枚举元素如表7所示：
表7：输出站点状态
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INACTIVE (0)
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从站被用户程序去使能。
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IN_OPERATION (1)
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与从站正在进行数据交换。
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DATA_EXCHANGE_INACTIVE (2)
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与从站没有进行数据交换。
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NOT_PRESENT (3)
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从站丢失。
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本例中将从站输出状态存储于全局变量RET1中，通过编程可以判断从站的状态，调试状态下可以通过“SYMBOL BROWSER”监控从站状态，如图12所示：
图12 在SYMBOL BROWSER监控从站状态。
从站诊断的示例程序参考附带文件“PROFIBUS_MASTER”.ZIP
