SIMATIC PROFIBUS Technologie-Komponenten

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Broschüre · November 2005
SIMATIC
PROFIBUS Technologie-Komponenten
s
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Technologiekomponenten für PROFIBUS DP
Einleitung
Einführung
ASICs und Anschaltungen
Der Markt fordert von den industriellen Produzenten eine
schnelle und wirtschaftliche
Produktion. Dezentrale Automatisierungsstrukturen sind
die Voraussetzungen für eine
solch flexible Fertigung. Die
Verkettung der Fertigungsbereiche mit lokalen Netzen sichert den hierfür nötigen Informationsfluss.
Die Schnittstelle an den Feldbus PROFIBUS DP ist offengelegt.
Im Bereich der industriellen Kommunikation sind alle Ebenen
vom Feldbereich bis in die Leitebene durch national und international standardisierte Bussysteme abgedeckt.
Feldbus PROFIBUS DP
Im Feldbereich, wo eine schnelle Reaktionszeit bei gewöhnlich
kleinen Datenmengen gefordert ist, hat sich der Feldbus PROFIBUS DP durchgesetzt.
PROFIBUS DP ist ein offenes Feldbussystem, das nach europäischem Standard und international genormt ist. Dieses Feldbussystem ist auch die Basis für PROFIBUS PA, dem Feldbus für
die Prozessautomatisierung.
Merkmale
Der Feldbus PROFIBUS DP zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
■
Entspricht IEC 61158-3, Ed. 2
■
Umfangreiches Angebot an Feldbuskomponenten
■
Datenübertragung über Zweidrahtleitung (RS 485) und
Lichtwellenleiter
■
Flexibler und modularer Aufbau des
Automatisierungssystems
■
Kopplung mit Aktuator-Sensor-Interface möglich
■
Reduziert den erforderlichen Verdrahtungsaufwand
■
Bis zu 125 Teilnehmer anschließbar, davon
bis zu 32 pro Bussegment
■
Kurze Reaktionszeiten durch Übertragungsraten bis
12 Mbit/s
■
Flächendeckender Einsatz:
Entfernungen bis zu 23,8 km möglich
■
Einfacher Anschluss von Geräten durch Verfügbarkeit von
ASICs und Anschaltungen
■
PROFIBUS DP ist der Systembus bei der „Vollintegrierten Automation“
■
Führende Hersteller von Automatisierungssystemen
bekennen sich zu PROFIBUS DP als Standard-Schnittstelle
für den Feldbereich.
2
Technologiekomponenten für PROFIBUS DP
Durch die Vermarktung von ASICs und Anschaltungen sowie
durch Beratung der Hersteller von Komponenten für PROFIBUS
DP unterstützt Siemens den Anschluss weiterer Feldgeräte.
Für die unterschiedlichen funktionellen Anforderungen (Master- sowie einfache und intelligente Slave-Geräte) stehen verschiedene ASICs und Anschaltungen zur Verfügung.
Diese ASICs und Anschaltungen werden auf den folgenden
Seiten beschrieben.
PROFINET
PROFINET ist der neue offene Industrial Ethernet Standard für
die industrielle Automatisierung. Damit können Geräte von
der Feldebene bis in die Leitebene angebunden werden. Außerdem erlaubt PROFINET, existierende Feldbussysteme, z.B.
den weit verbreiteten PROFIBUS, einfach zu integrieren.
Auch für PROFINET wird es zukünftig Technologiekomponenten geben – Entwicklungspakete und ASICs für PROFINET sind
derzeit in Vorbereitung (siehe Kurzbeschreibung PROFINET
Technologiekomponenten).
Bleifreiheit
Zwei neue europäische Richtlinien (2002/95/EG - RoHS,
2002/96/EG - WEEE) verbieten es aus Gründen des Umweltschutzes, ab 01.07.2006 bleihaltige Komponenten in vielen
elektrischen und elektronischen Geräten zu verwenden.
Obwohl gemäß aktueller Gesetzesunterlage Automatisierungsgeräte nicht unter diese Richtlinien fallen, werden wir
die PROFIBUS ASICs auch als bleifreie Varianten anbieten. Damit wollen wir unseren Kunden ermöglichen, umweltfreundliche Produkte zu entwickeln.
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Feldbus
PROFIBUS DP, PROFIBUS PA
Anwendungsbereich
PROFIBUS ist das Bussystem für den Feld- und Zellenbereich.
Für die verschiedenen Anforderungen sind 2 Ausprägungen
verfügbar:
■
PROFIBUS DP
■
PROFIBUS PA.
Master-Geräte
S7-400
Programmiergerät
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP
Der Feldbus PROFIBUS DP zeichnet sich durch eine schnelle
Kommunikation bei kleinen Datenmengen sowie eine hohe
Systemverfügbarkeit aus. Er entspricht der Norm IEC 61158
mit der Protokollvariante DP. PROFIBUS DPV1 ist außerdem die
Basis für PROFIBUS PA.
ET 200pro
ET 200M
Bedienen &
Beobachten
ET 200S
DP/PA-Link
Slave-Geräte
SITRANS P
PROFIBUS PA
PROFIBUS PA
PROFIBUS PA ist die PROFIBUS-Variante für die Prozessautomatisierung. PROFIBUS PA verwendet die Übertragungstechnik
nach IEC 1158-2, die auch für eigensichere Anwendungen genutzt werden kann. Die Kommunikationsprotokolle von PROFIBUS PA und PROFIBUS DP sind identisch. PROFIBUS DP-Kommunikationsprotokoll + IEC-1158-2 Übertragungstechnik =
PROFIBUS PA.
Aufbau
Bei PROFIBUS DP wird zwischen aktiven Busteilnehmern und
passiven Busteilnehmern unterschieden.
Aktive Busteilnehmer (Master)
■
Automatisierungsgeräte wie z.B. S7-300/S7-400
■
PC-based Control Systeme wie z.B. WinAC
■
die SIMATIC-Programmiergeräte sowie Personal Computer
■
HMI-Geräte
■
Maschinensteuerungen wie z.B. SINUMERIK
■
Regelsysteme wie z.B. SIMADYN
■
Automatisierungsgeräte anderer Hersteller
Passive Busteilnehmer (Slaves)
■
die dezentralen Peripheriegeräte SIMATIC ET 200
■
Steuerungen, wie z.B. S7-200/S7-300
■
Feldgeräte wie Antriebe oder Geräte zum Bedienen und
Beobachten
■
Feldgeräte der Prozesstechnik, z.B. SITRANS
■
Feldgeräte anderer Hersteller
Der Feldbus PROFIBUS DP kann mit Zweidrahtleitung (RS485),
Lichtwellenleitern oder gemischt aufgebaut werden.
Master- und Slave-Geräte am PROFIBUS
Arbeitsweise
In einem Bussystem teilen sich die Teilnehmer das Übertragungsmedium. Daher muss geregelt werden, wann welcher
Busteilnehmer Zugriff erhält. PROFIBUS DP arbeitet nach dem
Buszugriffsverfahren „Token-Passing mit unterlagertem Master-Slave“. Es erhalten nur aktive Teilnehmer das Buszugriffsrecht. Dieses wird durch einen Token von einem Master zum
nächsten weitergereicht. Liegt kein Sendewunsch vor, geht
der Token an den nächsten Master. Die passiven Busteilnehmer werden direkt von der Masterbaugruppe, der sie zugeordnet sind, abgefragt.
Offenlegung des PROFIBUS DP, PA
Die für die kurzen Reaktionszeiten erforderliche Kommunikationsleistung kann nicht mit den üblichen Standardkomponenten erbracht werden. Deshalb wurden von der Siemens AG für
die PROFIBUS-Anschlüsse leistungsfähige ASICs entwickelt.
Diese ASICs arbeiten bereits einen großen Anteil der PROFIBUS
DP-Kommunikation ab. Aufbauend auf diesen ASICs werden
Anschaltungen für Master- und Slave-Anwendungen angeboten.
PROFIBUS Support Center
Die Support Center unterstützen Feldgerätehersteller vor und
während der Entwicklung und führen die erforderlichen Zertifizierungstests durch. Außerdem stellen sie weitere Informationen zu den ASICs, Anschaltungen und den Entwicklungspaketen bereit. Adressen siehe Seite 12.
PROFIBUS-Nutzerorganisation
Die PNO repräsentiert Anwender und Hersteller von PROFIBUS-Produkten und bietet z.B. die Möglichkeit der Zusammenarbeit und des Erfahrungsaustauschs.
PROFIBUS-Nutzerorganisation (PNO)
Haid-und-Neu-Straße 7
D-76131 Karlsruhe
Fax: 0721/96 58 589, www.profibus.com
Feldbus
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PROFIBUS-ASICs
Übersicht
Anwendungsbereiche
Die PROFIBUS-ASICs ermöglichen Fremdherstellern den einfachen Anschluss ihrer Geräte und Systeme an den Feldbus PROFIBUS. Nur mit diesen ASICs sind bei PROFIBUS DP die kurzen
Reaktionszeiten möglich, die bei Übertragungsraten von bis zu
12 Mbit/s erforderlich sind. Für die unterschiedlichen funktionellen Anforderungen und Anwendungsgebiete stehen verschiedene ASICs zur Verfügung.
Master-ASICs
Der ASPC 2 (Advanced Siemens PROFIBUS Controller) ist ein
vorverarbeitender Kommunikations-Baustein für Master-Anwendungen (DP, DPV1, DPV2). Mit diesem ASIC lassen sich
Master-Anschaltungen für den Anschluss an PROFIBUS DP aufbauen. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
MasterAnwendungen
PROFIBUS DP
RS 485
ASPC2
PROFIBUS PA
IEC 1158-2
Intelligente
SlaveAnwendungen
SPC3
FOCSI
Einfache
SlaveAnwendungen
SPC
4-2
DPC
31
SIM
1
LSPM2
Intelligente Slave-ASICs
Der SPC 3 (Siemens PROFIBUS Controller) ist ein vorverarbeitender Kommunikations-Baustein für intelligente Slave-Anwendungen (DPV1 ohne Alarme). Er ermöglicht den Anschluss
an PROFIBUS DP. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12
Mbit/s. Der SPC 4-2 unterstützt außerdem PROFIBUS PA. Zum
Betrieb des SPC 3 ist zusätzlich ein externer Mikroprozessor
notwendig.
Slave ASIC mit Prozessor-Kern
Der DPC 31 vereinigt die Funktionen des SPC 3, SPC 41 und eines 8031 Prozessors in einem Chip (DPV1, DPV2). Mit dem
DPC 31 steht ein DP-Slave Controller zur Verfügung, der durch
seine Flexibilität enorm vielseitig einsetzbar ist. Der DPC 31 ist
aufgrund des Low Power Managements auch für den Einsatz
im eigensicheren Bereich ausgelegt. Er ermöglicht einen Anschluss an PROFIBUS DP und PROFIBUS PA.
Für den Anschluss an PROFIBUS PA mit einem Übertragungsverfahren nach IEC 1158-2 bietet der DPC 31 mit dem SIM 1-1
eine integrierte Kompaktlösung. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s bei PROFIBUS DP und 31,25 kbit/s bei
PROFIBUS PA.
4
PROFIBUS-ASICs
Einsatzgebiete der PROFIBUS-ASICS
Einfache Slave-ASICs
Der LSPM 2 ist eine Single-Chip-Lösung für einfache Slave-Anwendungen. Durch das kleine Gehäuse ist er besonders für
den Einsatz bei geringem Platzbedarf geeignet. Die maximale
Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
ASICs zur Signalaufbereitung und
Umsetzung auf andere Medien
Diese ASICs fungieren als Ergänzung zu vorhandenen PROFIBUS-ASICs. Sie wandeln die Signale in andere Medien/Übertragungsformen um bzw. bereiten die Signale auf.
Der Chip SIM1-1 (Siemens Medium Attachment Unit) wird für
eine Signalanpassung an PROFIBUS PA benötigt.
Der Baustein FOCSI (Fibre Optical Controller from Siemens)
sorgt für eine saubere elektrische Aufbereitung und Weitergabe des empfangenen/gesendeten optischen Signals. Um das
Signal in einen Lichtwellenleiter einzukoppeln, werden neben
dem FOCSI auch noch entsprechende optische Sender und
Empfänger benötigt.
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Arbeitsweise
Lieferformen
Die ASICs übernehmen einen Großteil der Kommunikationsaufgaben zwischen dem Busteilnehmer und dem Bussystem.
Die ASICs können über das weltweite Vertriebsnetz der
Siemens AG bezogen werden. Für Tests sind Bestellmengen zu
6 ASICs möglich. Bei Serienfertigung sind Vielfache einer ASICVerpackungseinheit (Tray) möglich. Die Anzahl der ASICs pro
Verpackungseinheit ist abhängig vom ASIC-Typ.
Der LSPM 2 wickelt sämtliche Kommunikationsaufgaben völlig
selbständig ab. Die Pins müssen lediglich mit den entsprechenden Signalen versorgt werden. Ein zusätzlicher Prozessor
und eine Firmware ist nicht erforderlich.
Dokumentation
Die ASICs der SPC-Reihe (SPC 3, SPC 41, DPC 31 und ASPC 2)
verfügen über ein Prozessor-Interface. Sie benötigen zusätzlich eine Firmware als Schnittstelle zwischen dem ASIC und der
Anwendung.
Die Beschreibungen der Technologiekomponenten finden Sie
zum kostenlosen Download unter
Firmware
in der Rubrik
Die Firmware wird in einem Prozessor auf der Anschaltung
bzw. im Feldgerät betrieben. Über die Aufrufschnittstelle der
Firmware werden die Funktionen des Feldgerätes eingebunden. Der Umfang der Firmware ist abhängig vom jeweiligen
ASIC.
■
www.ad.siemens.de/csi/dp
Dezentrale Peripherie/Technologiekomponenten/Handbücher
PROFIBUS-ASICs
5
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PROFIBUS DP
Anwendungsbereich
Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s. Die Anschaltung IM 184 ist mit dem ASIC LSPM 2 realisiert.
Aufbau
Der LSPM 2 verfügt über 32 Ein-/ Ausgabebits. Er befindet sich
in einem kompakten MQFP-Gehäuse mit 80 Pins.
Die Aufteilung der Ein-/Ausgangspunkte in Eingänge und Ausgänge ist frei einstellbar. Zusätzlich sind auf den ASICs Pins für
Diagnose-Informationen vorhanden.
Der LSPM 2 wickelt den gesamten Datenverkehr selbständig
ab. Ein zusätzlicher Mikroprozessor und eine Firmware werden
nicht benötigt.
Quartz
Reset
LSPM2
Ports
RS485-Treiber mit
galvanischer Trennung
Der ASIC LSPM 2 (Lean Siemens PROFIBUS Multiplexer) ist eine
Single-Chip-Lösung für einfache Slave-Anwendungen. Beispiele hierfür sind Sensoren und Aktuatoren wie Schalter oder
Anzeigen. Der ASIC ermöglicht den Anschluss dieser einfachen
digitalen Ein-/Ausgabegeräte an den Feldbus PROFIBUS DP.
Durch das kleine Gehäuse ist der LSPM 2 besonders für den
Einsatz bei geringem Platzbedarf geeignet.
Jumper
Diagnose
Stiftleiste für Bussystem
PROFIBUS-ASICs
LSPM 2
EPROMSockel
Beispiel einer Einbindung des ASIC LSPM 2 in eine Slave-Anwendung
Merkmale
■
Protokoll PROFIBUS DP
■
Maximale Übertragungsrate 12 Mbit/s
Mit nur wenigen externen Bauelementen lässt sich auf diese
Weise ein einfacher Anschluss an den Feldbus PROFIBUS DP
realisieren.
■
Automatische Ermittlung der Übertragungsrate
■
Übertragungsart RS 485
■
MQFP-Gehäuse mit 80 Pins
Arbeitsweise
■
ASIC-Beschaltung (glue logic) integriert
Der LSPM 2 wickelt das Busprotokoll völlig selbständig ab. Die
Pins müssen lediglich an die Ein-/Ausgabesignale sowie an die
Busleitungen angeschlossen werden.
■
32 Ein-/Ausgabebits, davon bis zu 16 Diagnoseeingänge
■
8 separate Diagnoseeingänge
■
Freie Aufteilung der Ein-/Ausgangspunkte in Ein- und Ausgänge
■
Integrierter Watchdog-Timer
■
Externer Quarzanschluß für
24 MHz- und 48 MHz-Quarz/-Oszillator
■
Versorgungsspannung DC 5 V
■
Geeignet zur Realisierung einfacher digitaler Ein-/Ausgabegruppen
Der LSPM 2 arbeitet als Slave am PROFIBUS DP. Nachdem die
ASICs ein fehlerfreies Telegramm des Masters erhalten haben,
erzeugen sie die angeforderten Antworttelegramme.
Firmware
Für den Betrieb des LSPM 2 ist keine zusätzliche Firmware erforderlich. Die gesamte Protokollbearbeitung wird vom LSPM2
übernommen.
6
PROFIBUS-ASICs
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Takt
48 MHz
Dat
Adr en- un
essb d
us
RS485-Treiber mit
galvanischer Trennung
Microprozessor
Stiftleiste für Bussystem
PROFIBUS DP
SPC 3 und SPC 4-2
WR/RD
Reset
Merkmale
SPC 3, SPC 4-2
■
Protokoll PROFIBUS DP, DPV1 (ohne Alarme), DPV 2
■
Maximale Übertragungsrate 12 Mbit/s
■
Automatische Ermittlung der Übertragungsrate
■
Unterstützung der Mikroprozessoren 80C32, 80X86,
80C166, 80C165, 80C167 sowie HC11-, HC16- und HC916Typen
■
Übertragungsart RS 485
■
PQFP-Gehäuse mit 44 Pins
■
Selbständige Abwicklung der Kommunikationsfunktionen
einschließlich des PROFIBUS DP-Protokolls
■
Integrierter Watchdog-Timer
■
Externer Quarzanschluß für 48 MHz-Quarzoszillator
■
Versorgungsspannung DC 5 V
SPC 3
INT
Reset
Beispiel einer Einbindung des ASIC SPC 3 in eine Slave-Anwendung
Anwendungsbereich
SPC 3, SPC 4-2
Die ASICs SPC 3 und SPC 4-2 sind vorverarbeitende Kommunikations-Bausteine für intelligente Slave-Anwendungen. Sie ermöglichen den Anschluss auch komplexer Slave-Geräte an den
Feldbus PROFIBUS DP.
Die Anschaltung IM 183-1 ist mit dem SPC 3 realisiert. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
ASIC SPC 4-2 ist dem SPC 3 bzgl. Anwendung, Aufbau, Arbeitsweise und Merkmalen sehr ähnlich.
Aufbau
SPC 3
Der SPC 3 verfügt über einen 1,5 KByte großen Telegrammspeicher. Er befindet sich in einem PQFP-Gehäuse mit 44 Pins.
SPC 4-2
Im Unterschied dazu besitzt der SPC 4-2 einen 3 KByte großen
Telegrammspeicher.
Besonderheit SPC 4-2
■
PROFIBUS PA mit low power- und synchroner Schnittstelle
Firmware
Als Schnittstelle zwischen den Registern der SPC und der Anwendung wird eine Firmware (Quell-Code in "C") angeboten.
Die Firmware wird auf dem Prozessor des Feldgerätes betrieben und bietet Aufrufschnittstellen zur einfachen Einbindung
der Anwendung. Sie kann auch für die Anschaltungen
IM 182-1 und IM 183-1 verwendet werden.
Die Firmware ist zum Betreiben des SPC 3 mit den DP-Standard-Funktionen nicht zwingend erforderlich, da die Register
des ASICs genau dokumentiert sind. Der Anwender erspart
sich durch die Firmware jedoch die erforderliche Entwicklungsarbeit.
Für die Nutzung der erweiterten DP-Funktionen DPV1 (Datensatz lesen/schreiben) ist die Firmware erforderlich.
Arbeitsweise
SPC 3/SPC 4-2 wickeln selbständig sämtliche Kommunikationsaufgaben des PROFIBUS DP-Protokolls ab. Dadurch ist die Protokollbearbeitung bedeutend schneller. Außerdem verringert
sich der Software-Umfang im Mikroprozessor der Schnittstellenbaugruppe.
Der Buszugriff erfolgt hardwaregesteuert. Die Datenübergabe
erfolgt durch ein 1,5 KByte bzw. 3 KByte großes RAM. Die
Schnittstelle zur Anwendung ist als Datenschnittstelle ausgeführt. Dadurch ist eine zeitliche Entkopplung zum Bus möglich.
Zum komfortablen Betrieb mit dem Mikroprozessor wird eine
Firmware mit Aufrufschnittstellen für die Anwendung angeboten.
PROFIBUS-ASICs
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Kommunikationsbaustein
DPC 31
Anwendungsbereich
Bus- und BoottypEinstellung, Reset
Im DPC 31 wurden die unterschiedlichen Eigenschaften der
ASICs SPC 3 SPC 4-2 in einem Chip vereint, was dazu führt,
dass dieser Baustein für ein breites Spektrum von Applikationen geeignet ist. Der DPC 31 ist ein vorverarbeitender Kommunikationsbaustein mit integriertem Prozessorkern. Er ermöglicht den Anschluss von intelligenten Feldgeräten an PROFIBUS DP. Aufgrund des Powermanagements und der 3,3 VTechnologie ist der DPC 31 auch in der Verfahrenstechnik einsetzbar – dort in Verbindung mit PROFIBUS PA. Mit dem DPC
31 kann mit minimalem Aufwand an externen Komponenten
eine Slave-Applikation realisiert werden.
27 pin IO-Port oder
externes uP-Interface
multifunktionales
IO-Interface
Aufbau
Der DPC 31 wickelt selbständig das komplette DP-Slave-Protokoll ab und entlastet die Applikation von allen zeitkritischen
Kommunikationsfunktionen. Alle erforderlichen Timer und
Überwachungsfunktionen sind im DPC 31 integriert.
Standard 8031-Core
mit 256 Byte RAM
und zusätzlichem
Timer 2
ROM
24 kB
SPC3
Für die Ankopplung an die Bus-Physik bietet der DPC 31 neben
dem asynchronen Interface für die RS485-Schnittstelle auch
eine synchrone Schnittstelle zum SIM1. Dieses Interface ermöglicht es, den DPC 31 über eine stromsparende Schnittstelle auch an die synchrone Übertragungstechnik der IEC 1158-2
Physik anzukoppeln, die PROFIBUS PA verwendet.
Arbeitsweise
8031-IO-Interface
(Emulator-Port)
Multiport-RAMController
6 KByte
Kommunikationsund Code-RAM
4 Ports und
Sonderfunktionen
SSCModul
Registerzellen
Mikrosequenzer
Der DPC 31 verfügt über ein 6 kByte großes RAM als Telegrammspeicher und einen integrierten 8031-Core nebst 24
KByte großem Firmware-ROM, verpackt in einem PQFP-Gehäuse mit 100 Pins.
SPI-Interface
Physik-Unit
DPC31
asynch.
PLL +
Clock-Unit
synch.
PROFIBUSInterface
Clkout 1/2
Clkout 1/4
12 MHz Quartz oder
Direkteinspeisung
Test- und Versorgungspins
Blockschaltbild des DPC 31
Der DPC 31 bietet folgende Betriebsmöglichkeiten:
■
DPC 31 als Single-Chip-Applikationen
■
DPC 31 mit externem ROM/RAM
■
DPC 31 mit externem Mikroprozessor
Merkmale
Protokoll PROFIBUS DP/ DPV1/ DPV2
■
Die Schnittstelle zur Applikation bildet ein 6 kByte großes RAM,
über das die Anwendung mit dem Kommunikationsteil des
DPC 31 kommuniziert. Die Schnittstelle ist als Datenschnittstelle ausgeführt. Zum komfortablen Betrieb mit einem externen Prozessor wird eine Firmware mit Aufrufschnittstellen angeboten.
■
Maximale Übertragungsrate 12 Mbit/s, mit
Übertragungsverfahren IEC 1158-2 31,25 Kbit/s
■
Automatische Ermittlung der Übertragungsrate
■
Asynchrones Interface gemäß PROFIBUS DP
■
Synchrones Interface gemäß PROFIBUS PA
Der integrierte 8031-Core ist 100% kompatibel zu den Standard 8031-Derivaten. Dadurch sind alle Standardentwicklungsumgebungen zum Programmieren und Debuggen einsetzbar. Dem integrierten 8031-Core wurde ein 256 Byte großes „internes“ RAM und der „Timer 2“ der 8032-Derivate hinzugefügt, so dass im DPC 31 letztlich ein echter 8032-Controller
zur Verfügung steht.
■
Integrierter 8031-Core
■
SSC-Interface zum Anschluss SPI-kompatibler
Komponenten wie E2PROMs oder AD-Wandler
■
Standard 8031-Interface
■
Externes Mikroprozessor-Interface vom Typ Intel und
Motorola
■
Versorgungsspannung DC 3,3 V
■
PQFP-Gehäuse mit 100 Pins
In dem Firmware-ROM für den 8031-Core sind folgende Funktionen hinterlegt:
■
Lese- und Schreibfunktionen für ein SPI-kompatibles
E2PROM
■
Bootloader für Single-Chip-Applikationen
■
alle notwendigen Systemfunktionen, die für die Realisierung eines „DP-Slaves“ notwendig sind.
8
PROFIBUS-ASICs
Firmware
Für den DPC31 gibt es eine Firmware (Quellcode in „C“), welche die Nutzung des ohnehin einfach zu bedienenden Bausteins noch komfortabler macht. Die Firmware wird auf dem
Prozessor des Feldgerätes betrieben und bietet eine einfache
Funktionsschnittstelle für die Einbindung der Anwendung.
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Anwendungsbereich
Der SIM 1-1 (Siemens IEC Medium Attachment Unit) führt eine
Anpassung der Signale für den Anschluss von Feldgeräten an
IEC 1158-2 und damit auch an PROFIBUS PA durch.
PROFIBUS PA ist die PROFIBUS-Variante für die Prozessautomatisierung. Das Übertragungsverfahren erfolgt gemäß IEC
1158-2, das Kommunikationsprotokoll ist PROFIBUS DP.
PROFIBUS PA
Medium Attachment Units
SIM 1-1 und FOCSI
Takt
Takt
SIM 1-1
Daten- und
Adressbus
PROFIBUS PA kann auch für eigensichere Anwendungen genutzt werden.
TxS
DPC 31
oder
SPC 4-2
Aufbau
Der SIM 1-1 befindet sich in einem TQFP-Gehäuse mit 44 Pins.
Arbeitsweise
Der SIM 1-1 unterstützt alle Sende- und Empfangsfunktionen
sowie die hochohmige Auskopplung der Hilfsenergie vom Buskabel. Er stellt 2 stabilisierte Versorgungsspannungen zur Verfügung und erlaubt den Aufbau einer galvanisch getrennten
Spannungsversorgung. Er ist an alle Manchester-Encoder/Decoder nach IEC 1158-2 anschließbar.
WR/RD
Reset
RxS
Busspannung 9…32 V
Der SIM 1-1 ergänzt den DPC 31 oder SPC 4-2. Es werden nur
wenige externe Bauelemente neben diesem ASIC benötigt,
um gemäß PROFIBUS PA Feldgeräte an ein eigensicheres Netz
anzuschließen.
INT
Microprozessor
(optional bei
Verwendung
des DPC 31)
DC 3,3 V
Reset
DC 5 V
Beispiel einer Einbindung des ASICs SPC 4-2 oder DPC 31
mit SIM 1-1 in eine Slave-Anwendung
Merkmale
■
Übertragungsverfahren gemäß IEC 1158-2 und damit
auch für PROFIBUS PA
■
Übertragungsrate 31,25 kbit/s
■
TQFP-Gehäuse mit 44 Pins
■
Auskopplung von Hilfsenergie von DC 3,3 V und DC 5 V
oder DC 5 V und DC 6,6 V (Verlustleistung jeweils max.
250 mW)
■
Einstellbare Stromaufnahme aus dem Feldbus zur
Gerätespeisung bis 40 mA
■
Integriertes low power-Management
FOCSI für Lichtwellenleiter
Der Baustein FOCSI (Fiber Optical Controller from Siemens)
sorgt für eine saubere elektrische Aufbereitung und Weitergabe des empfangenen/gesendeten optischen Signals bei Einsatz von Lichtwellenleitern für PROFIBUS DP. Um das Signal in
einen Lichtwellenleiter einzukoppeln, werden neben FOCSI
noch entsprechende optische Sender und Empfänger benötigt. Der Baustein ist mit allen genannten PROFIBUS DP-ASICs
einsetzbar.
PROFIBUS-ASICs
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Die Anschaltung IM 180 ist mit dem ASPC 2 realisiert.
Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
Aufbau
Der ASPC 2 befindet sich in einem MQFP 100-Gehäuse.
80C165
ASPC 2
Stiftleiste für Bussystem
Flash-EPROM
OTP-EPROM
Adressbus
Durch den Einsatz dieses ASICs werden speicherprogrammierbare Steuerungen, Personal Computer, Antriebsregelungen
sowie Bedien- und Beobachtungssysteme von den Aufgaben
der Kommunikationsabwicklung erheblich entlastet.
Datenbus
Der ASPC 2 ist ein vorverarbeitender Kommunikations-Baustein für Master-Anwendungen. Er ermöglicht einen Anschluss an PROFIBUS DP und PROFIBUS FMS.
RS485-Treiber mit
galvanischer Trennung
Anwendungsbereich
PROFIBUS DP
Kommunikationsbaustein
ASPC 2
Arbeitsweise
D0-15
Der ASPC 2 wickelt die Telegramm- und Adresskennung sowie
die Bearbeitung der Datensicherungssequenzen ab.
Die Protokollbearbeitung für PROFIBUS DP und PROFIBUS FMS
wird komplett von der Firmware übernommen.
Der ASPC 2 kann einen externen, 1 MByte großen Telegrammspeicher adressieren. Der Buszugriff erfolgt hardwaregesteuert.
Zum Betrieb wird ein separater Mikroprozessor und die entsprechende Firmware benötigt. Der ASPC 2 lässt sich bezüglich
der Hardware an alle gängigen Prozessortypen anschließen.
Merkmale
■
Protokolle PROFIBUS DP und PROFIBUS FMS
■
Maximale Übertragungsrate 12 Mbit/s
■
Übertragungsart RS 485
■
Bis zu 125 aktive und passive Teilnehmer anschließbar
■
P-MQFP-Gehäuse mit 100 Pins
■
16 Bit Datenbus
■
1 MByte RAM als externen Kommunikationsspeicher
adressierbar
■
Unterstützte Dienste:
Ident; Request-FDL-Status; SDN; SDA; SRD; SRD mit Distribution Data Base; SM-Dienste
■
2 Interruptleitungen
■
Versorgungsspannung DC 5 V
■
Verlustleistung maximal 0,9 W.
10
PROFIBUS-ASICs
Dual-PortRAM
A0-13
Einbindung des ASICs ASPC 2 in eine Master-Anwendung
Firmware
Die Firmware für den ASPC 2 wickelt die gesamte Protokollbearbeitung und sämtliche Funktionen ab, die für einen PROFIBUS DP-Master-Anschluss erforderlich sind.
Für Gerätehersteller wird die Firmware für PROFIBUS DP als Lizenz angeboten.
Die Firmware ist für den Prozessor 80C165 geeignet und hat
einen Umfang von ungefähr 80 KByte. Sie kann optional als
Sourcecode oder Objectcode bezogen werden.
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 11 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Technische Daten
ASICs
ASICs
LSPM 2
SPC 3
Anwendungsbereich
Einfache Slave-Anwendungen
Intelligente Slave-Anwendungen
Übertragungstechnik
RS 485
RS 485
RS 485
IEC 1158-2
Übertragungsrate max.
12 Mbit/s
12 Mbit/s
12 Mbit/s
31,25 kbit/s bei IEC 1158-2
Autom. Ermittlung Übertragungsrate
■
■
Protokolle
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP/DPV1
Buszugriff
in ASIC
in ASIC
Mikroprozessor erforderlich
Umfang Firmware
SPC 4-2
PROFIBUS DP/DPV2
■
nicht erforderlich
Telegrammspeicher
4 bis 24 KByte
8 bis 40 KByte
(Lizenzangebot)
1,5 KByte
3 KByte
Spannungsversorgung
DC 5 V
DC 5 V
DC 5 V / 3,3 V
Verlustleistung max.
0,35 W
0,65 W
0,4 W (DP), 0,01 W (PA)
Zul. Umgebungstemperatur
-40 … +55 °C
-40 … +85 °C
Gehäuse
MQFP, 80 Pin
PQFP, 44 Pin
Gehäusegröße
4 cm2
2 cm2
WEEE/RoHS-konform
■
■
1
TQFP, 44 Pin
i.V.
) Worst case bei Volllast
ASICs
DPC 31
SIM 1-1
FOCSI
Anwendungsbereich
Intelligente Slave-Anw.
Medium Attachment Unit
MasterAnwendungen
Übertragungstechnik
RS 485, IEC 1158-2
IEC 61158-2
Lichtwellenleiter
RS 485
Übertragungsrate max.
12 Mbit/s
31,25 kbit/s bei IEC
1158-2
31,25 kbit/s
12 Mbit/s
12 Mbit/s
Autom. Ermittlung
Übertragungsrate
■
Protokolle
PROFIBUS DP/DPV1,
IsoM, DxB
Buszugriff
in ASIC
Mikroprozessor erforderlich
je nach Anwendung
Umfang Firmware
4 … 24 KByte
Telegrammspeicher
6 KByte
Spannungsversorgung
3,3 V DC
3,3 V DC
Verlustleistung max.
0,2 W (DP)
5 - 10 mW (PA)
0,009 W
0,75 W
0,9 W
Zul. Umgebungstemperatur
-40 … +85 °C
-40 … +85 °C
-40 … +85 °C
-40 … +85 °C
Gehäuse
PQFP, 100 Pin
TQFP, 44 Pin
MQFP, 100 Pin
Gehäusegröße
4 cm2
2 cm2
4 cm2
WEEE/RoHS-konform
■
i.V.
PROFIBUS PA
ASPC 2
PROFIBUS DP
in ASIC
■
nicht erforderlich
■
80 KByte
(Lizenzangebot)
1 MByte (ext.)
5 V DC
i.V.
■
Technische Daten
11
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 12 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Anschaltungen, Entwicklungspakete
Übersicht
Anwendungsbereich
Aufbauend auf den zuvor beschriebenen PROFIBUS DP-ASICs
werden verschiedene Anschaltungen für Master- und SlaveAnwendungen angeboten.
Die PROFIBUS DP-Anschaltungen ermöglichen Fremdherstellern den einfachen Anschluss ihrer Geräte und Systeme an den
Feldbus PROFIBUS DP.
Die Anschaltungen bieten den Vorteil, dass keine zusätzliche
externe Beschaltung entwickelt werden muss.
Für die unterschiedlichen funktionellen Anforderungen und
Anwendungsgebiete stehen verschiedene Anschaltungen zur
Verfügung.
Master-Anschaltungen
Der Kommunikationsprozessor CP5613 ermöglicht den Anschluss eines Fremdgerätes als Master an PROFIBUS DP. Die
maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
Slave-Anschaltungen
Die Anschaltung IM 182-1 ist eine einfache PC-Karte für SlaveAnwendungen. Sie ist geeignet für PCs mit ISA-Bus. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
Die Anschaltung IM 183-1 ermöglicht den Anschluss eines
Fremdgerätes als Slave an PROFIBUS DP. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
Die Anschaltung IM 184 ermöglicht den Anschluss eines einfachen Slave-Gerätes an PROFIBUS DP. Die maximale Übertragungsrate beträgt
12 Mbit/s.
Aufbau
Die Anschaltungen bestehen im wesentlichen aus einem ASIC,
gegebenenfalls einem Mikroprozessor für die Protokollbearbeitung sowie einen Speicher.
Die Schnittstelle zum Hostsystem ist jeweils über eine mehrzeilige Stiftleiste oder den ISA-Bus bzw. PCI-Bus realisiert.
Arbeitsweise
Die Anschaltungen übernehmen Kommunikationsaufgaben
zwischen dem Busteilnehmer (Master oder Slave) und dem
Bussystem PROFIBUS DP.
Der Datenaustausch zwischen der Anschaltung und dem Hostsystem erfolgt je nach Anschaltung entweder über ein DualPort-RAM, über den Adress- und Datenbus, über eine serielle
Schnittstelle oder über die Ports.
12
Anschaltungen, Entwicklungspakete
MasterAnwendungen
CP 5613
Intelligente
SlaveAnwendungen
Einfache
SlaveAnwendungen
IM 182-1
IM 183-1
IM 184
Einordnung der Anschaltungen nach Anwendungsbereich
Entwicklungspakete
Mit Hilfe der Entwicklungspakete (siehe Seite 14 und 15) können PROFIBUS-Hardware und Softwareapplikationen unter
Verwendung der verschiedenen PROFIBUS-ASICs oder der enthaltenen Interface-Module (IM) entwickelt und getestet werden.
Durch die umfangreichen aufeinander abgestimmten Hardund Softwarekomponenten der Pakete reduziert sich der Entwicklungsaufwand für ein PROFIBUS-Gerät erheblich.
Die Pakete bieten eine funktionsfähige Entwicklungsumgebung, auf der Sie mit Ihren speziellen Anforderungen an Hardund Software aufsetzen können. Damit wird unser PROFIBUS
Know-How auch anderen Anwendern zugänglich.
Unser Entwicklerteam steht Ihnen bei Ihrer eigenen Entwicklung beratend zur Seite. Diese Beratungsleistung ist ebenfalls
ein Bestandteil der Entwicklungspakete.
Auf Wunsch können Sie Ihr Gerät bei unseren kompetenten
Support Centers zertifizieren lassen.
Adressen unserer Support Center:
PROFIBUS Support Center
COMDeC
Würzburger Str. 121
D-90766 Fürth
Tel.: 0911/750-2080,Fax: -2100
E-Mail: COMDEC@siemens.com
PROFI Interface Center
One Internet Plaza, PO Box 4991
TN 37602-4991, Johnson City (USA)
Tel.: ++1 (423)-262-2687
Fax: ++1(423)-461-2103
E-Mail: profibus.center@sea.siemens.com
www.sea.siemens.com/pic/default.html
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 13 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Master-Anschaltung
IM 180
Die Anschaltung IM 180 ermöglicht den einfachen Anschluss
eines Fremdgerätes als Master an PROFIBUS DP. Die IM 180
übernimmt selbständig die gesamte Bussteuerung.
Prozessor
80C165
Durch den Einsatz dieser Anschaltung werden speicherprogrammierbare Steuerungen, Personal Computer, Antriebsregelungen sowie Bedien- und Beobachtungssysteme von den
Aufgaben der Kommunikationsabwicklung erheblich entlastet. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
Die Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System
läuft über eine Dual-Port-RAM-Schnittstelle. Den Datenaustausch übernimmt das Anwenderprogramm.
Die Hostsoftware zur Versorgung des Dual-Port-RAM ist vom
Anwender zu erstellen.
Merkmale
■
Max. Übertragungsrate 12 Mbit/s
■
PROFIBUS DP-Protokollbearbeitung über den ASIC ASPC 2
Modulkern:
- Mikroprozessor 80C165, Taktfrequenz 40 MHz
- 2 x 128K x 8 Bit RAM als Anwenderspeicher
- 256K x 16 Bit Flash-EPROM als Programmspeicher
■
Dual-PortRAM
TxD
RxD
TxD
RTS
RTS
ASIC
ASPC 2
D0-D15
A0-A13
RxD
Die Anschaltung hat eine Größe von 100 x 100 mm und ist für
die Face-to-Face-Montage geeignet.
Der integrierte ASIC ASPC 2 wickelt das Busprotokoll völlig
selbständig ab.
Konsistenzsteuerung
Adressbus
Die Anschaltung IM 180 besteht im wesentlichen aus einem
Mikroprozessor 80C165, dem ASIC ASPC 2 sowie einem FlashEPROM- und RAM-Speicher. Der ASIC ASPC 2 wird durch einen
48 MHz Oszillatorbaustein getaktet.
Arbeitsweise
256 K x 16
Datenbus
Aufbau
Für die Anschaltung IM 180 ist eine PC-Trägerplatine mit der
Produktbezeichnung IM 181-1 verfügbar. Mit dieser Trägerplatine kann die IM 180 wie eine kurze ISA-Karte in ein Programmiergerät bzw. einen PC gesteckt werden.
Flash-EPROM
Stiftleiste für Host-Bussystem
Anwendungsbereich
RAM
CS-Logik
2 x 128 K x 8
A0
Blockschaltbild der Master-Anschaltung IM 180
Firmware
Die Firmware wird auf dem Mikroprozessor betrieben und wickelt die gesamte Protokollbearbeitung und sämtliche Funktionen ab, die für einen Master-Anschluss erforderlich sind.
Treiber
Für Windows NT wird ein entsprechender Treiber angeboten.
Demosoftware
Die Demosoftware für die IM 180/IM 181-1 zeigt beispielhaft,
wie unter den Betriebssystemen MS-DOS und Windows NT das
Dual-Port-RAM der Anschaltung IM 180 versorgt wird und ermöglicht auf einer Oberfläche verschiedene Operationen mit
der IM 180.
Projektierung
Die Anschaltung IM 180 kann mit der Projektierungssoftware
COM PROFIBUS einfach projektiert werden. Der Anwender
muss kein eigenes Projektierungstool erstellen.
48 MHz Oszillatorbaustein für ASPC 2
Host-Schnittstelle:
■
- 16-/ 8 Bit Datenbus anschließbar
- Dual-Port-RAM (8K x 16 Bit)
- 64 poliger Stiftstecker (4 Reihen)
- wahlweise 8/16 Bit-Datenbus anschließbar
Konsistenter Datenaustausch über das Dual-Port-RAM
■
Spannungsversorgung DC 5 V
■
Zulässige Umgebungstemperatur 0 bis 70 °C
■
Maße (B x H): 100 x 100 mm.
Anschaltungen, Entwicklungspakete
13
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 14 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Slave-Anschaltungen
IM 184
Anwendungsbereich
Merkmale
Die Anschaltung IM 184 ermöglicht den einfachen Anschluss
eines Fremdgerätes als Slave an PROFIBUS DP. Die maximale
Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
■
Max. Übertragungsrate 12 Mbit/s
■
Automatische Erkennung der Übertragungsrate auf dem
Feldbus
Die IM 184 ist für einfache Slave-Anwendungen wie zum Beispiel den Anschluss von einfachen Sensoren und Aktuatoren
ausgelegt.
■
PROFIBUS DP-Protokollbearbeitung über den ASIC LSPM 2
■
48-MHz-Oszillatorbaustein für LSPM 2
■
32 frei parametrierbare Ein-/Ausgänge, davon bis zu 16 als
Diagnoseeingänge
■
8 separate Diagnoseeingänge
■
Anschlusstechnik:
Aufbau
Die Anschaltung IM 184 besteht im wesentlichen aus dem
ASIC LSPM 2, einem Sockel für das EEPROM sowie einer RS
485-Schnittstelle für den Anschluss an PROFIBUS DP.
- 2 x 34polige Stiftleisten für Anschluss des Host-Bussystems
Außerdem sind LED-Anzeigen für die Betriebszustände "RUN",
"BUS-ERROR" und "DIAGNOSE" enthalten.
Der ASIC LSPM 2 wird durch einen 48-MHz-Oszillatorbaustein
getaktet.
Die Anschaltung ist nicht größer als eine Scheckkarte und für
die Face-to-Face-Montage geeignet.
Arbeitsweise
Der integrierte ASIC LSPM 2 wickelt das PROFIBUS DP-Busprotokoll völlig selbständig ab.
Die Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System
läuft über eine Stiftleiste. Sie muss hierzu mit den entsprechenden Ein-/Ausgabesignalen versorgt werden.
Kundenspezifische Einstellungen werden über Jumper ausgeführt.
■
- 10 polige Stiftleiste für RS 485
Potentialgetrennte RS 485-Schnittstelle für PROFIBUS DP
■
Steckplatz für EEPROM (64x16 Bit) (optional zur Adresseinstellung)
■
Spannungsversorgung DC 5 V
■
Stromaufnahme typ. 100 mA
■
Verpolungsschutz
■
Zulässige Umgebungstemperatur 0 bis 70 °C
■
Maße (B x H): 85 x 64 mm (Modulbauform).
Firmware
Eine Firmware ist für den Betrieb der Anschaltung IM 184 nicht
erforderlich.
Die gesamte Protokollbearbeitung wird vom ASIC auf der Anschaltung übernommen.
Slave-Anschaltung IM 184
14
Anschaltungen, Entwicklungspakete
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 15 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Slave-Anschaltung
IM 183-1
Merkmale
■
Max. Übertragungsrate 12 Mbit/s
■
Automatische Erkennung der Übertragungsrate auf dem
Feldbus
■
PROFIBUS DP-Protokollbearbeitung über den ASIC SPC 3
■
Modulkern
- Mikroprozessor CPU 80C32
- Taktfrequenz 20 MHz
- 32 KByte SRAM Anwenderspeicher
- 32 KByte bzw. 64 KByte EPROM Programmspeicher
Slave-Anschaltung IM 183-1
■
48 MHz Oszillatorbaustein für SPC 3
■
Host-Schnittstelle ist der Adress- und Datenbus der Anschaltung
■
Anschlusstechnik
- 50polige Stiftleiste für Anschluss des Host-Bussystems
Anwendungsbereich
Die Anschaltung IM 183-1 ermöglicht den Anschluss eines
Fremdgerätes als Slave an PROFIBUS DP. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
Die IM 183-1 ist für intelligente Slave-Anwendungen ausgelegt.
Aufbau
Die Anschaltung IM 183-1 besteht im wesentlichen aus dem
ASIC SPC 3, dem Mikroprozessor 80C32, einem EPROM- und
RAM-Speicher sowie einer RS 485-Schnittstelle für den Anschluss an PROFIBUS DP.
Außerdem befindet sich zusätzliche eine RS 232-Schnittstelle
auf der Baugruppe. Sie erlaubt den Anschluss von Geräten mit
einer RS 232-Schnittstelle, wie z.B PCs, an den Feldbus PROFIBUS DP.
Der ASIC SPC 3 wird durch einen 48 MHz Oszillatorbaustein getaktet.
Die Anschaltung ist nicht größer als eine Scheckkarte und für
die Face-to-Face-Montage geeignet.
Arbeitsweise
Der integrierte ASIC SPC 3 wickelt das Busprotokoll völlig selbständig ab.
Die Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System
läuft über den Adress- und Datenbus, die auf die Stiftleiste geführt sind. Den Datenaustausch übernimmt das Anwenderprogramm.
- 14polige Stiftleiste für RS 232
- 10polige Stiftleiste für RS 485
■
Software-Reset für ASIC SPC 3
■
Spannungsversorgung DC 5 V
■
Stromaufnahme typ. 100 mA
■
Potentialgetrennte RS 485-Schnittstelle für PROFIBUS DP
■
Zulässige Umgebungstemperatur 0 bis 70 °C
■
Maße (B x H): 86 x 76 mm (Modulbauform).
Firmware
Als Schnittstelle zwischen den Registern des SPC 3 und der Anwendung wird eine Firmware (Quell-Code in „C“) angeboten.
Die Firmware wird auf dem Mikroprozessor betrieben und bietet Aufrufschnittstellen zur einfachen Einbindung der benutzerspezifischen Anwendung.
Die Firmware hat inklusive Beispiele einen Umfang von 4...24
KByte.
Die Firmware ist zum Betreiben der Anschaltung IM 183-1 mit
den DP-Standard-Funktionen nicht zwingend erforderlich, da
die Register des ASICs SPC 3 genau dokumentiert sind. Der Anwender erspart sich durch die Firmware jedoch die erforderliche Entwicklungsarbeit.
Für die Nutzung der erweiterten DP-Funktionen DPV1/DPV2 ist
die Firmware erforderlich.
Der eingesetzte Prozessor 80C32 ermöglicht das zusätzliche
Einbringen von benutzerspezifischen Anwendungen.
Anschaltungen, Entwicklungspakete
15
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 16 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Slave-Anschaltung
IM 182-1
Anwendungsbereich
Firmware
Die Anschaltung IM 182-1 ist eine einfache PC-Karte für PROFIBUS DP-Slave-Anwendungen.
Als Schnittstelle zwischen den Registern des SPC 3 und der Anwendung wird eine Firmware (im Quell-Code ANSI C) angeboten.
Die IM 182-1 ist geeignet für Personal Computer mit ISA-Bus.
Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.
Aufbau
Die Anschaltung IM 182-1 besteht im wesentlichen aus dem
ASIC SPC 3 sowie einer RS 485-Schnittstelle für den Anschluss
an PROFIBUS DP.
Der ASIC SPC 3 wird durch einen 48-MHz-Oszillatorbaustein
getaktet.
Arbeitsweise
Der integrierte ASIC SPC 3 wickelt das PROFIBUS DP-Busprotokoll völlig selbständig ab.
Der Anwender muss das RAM des ASICs bzw. die Firmware in
seine Applikation einbinden.
Die Firmware wird auf dem Mikroprozessor des Hostsystems
betrieben und bietet Aufrufschnittstellen zur einfachen Einbindung der IM 182-1.
Die Firmware hat inklusive Beispiele einen Umfang von 4 ... 24
KByte.
Die Firmware ist zum Betreiben der Anschaltung IM 182-1 mit
den DP-Standard-Funktionen nicht zwingend erforderlich, da
die Register des ASICs SPC 3 genau dokumentiert sind. Der Anwender erspart sich durch die Firmware jedoch die erforderliche Entwicklungsarbeit.
Für die Nutzung der erweiterten DP-Funktionen DPV1/DPV2 ist
die Firmware erforderlich.
Treiber
■
PROFIBUS DP-Protokollbearbeitung über den ASIC SPC 3
■
48 MHz Oszillatorbaustein für SPC 3
■
Potentialgetrennte RS 485-Schnittstelle für PROFIBUS DP
■
Potentialgetrennte Spannungsversorgung für die RS 485Schnittstelle on board
■
DIP-Schalter zur Einstellung des Adressraums, der I/OAdressen und der Interruptleitungen
■
Spannungsversorgung DC 5 V
■
Stromaufnahme typ. 250 mA
■
Zulässige Umgebungstemperatur 0 bis 60 °C.
ISA-Bus des PC/PG
Max. Übertragungsrate 12 Mbit/s
Takt
48 MHz
RS485-Treiber mit
galvanischer Trennung
■
PROFIBUS DP
Für Windows NT wird ein entsprechender Treiber angeboten.
Merkmale
Daten- und
Adressbus
SPC 3
INT
WR/RD
Reset
Blockschaltbild der Slave-Anwendung IM 182-1
16
Anschaltungen, Entwicklungspakete
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 17 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Entwicklungspakete
Entwicklungspaket 4
Anwendungsbereich
Master-System CP 5613
Mit dem Entwicklungspaket 4 können Sie Master- und SlaveApplikationen für den Anschluss an den PROFIBUS DP entwikkeln und testen.
Mit dem CP 5613 und Simulationssoftware erhalten Sie einen
funktionsfähigen PROFIBUS-Master. Darauf aufsetzend kann
sehr schnell eine Masterapplikation realisiert werden.
Hardware-Komponenten
Eigene Master-Systeme
■
Masteranschaltung CP 5613
■
Slaveanschaltung IM 183-1 –
intelligenter Slave mit ASIC SPC 3
■
Slaveanschaltung IM 184 –
einfacher Slave mit ASIC LSPM 2
■
Busstecker und Buskabel
Software-Komponenten
■
COM PROFIBUS – zum Projektieren des Bussystems
■
Firmware für IM 183-1 – Original-Firmware für ASIC SPC 3,
inklusive Entwicklungslizenz
■
Simulationssoftware – zum Testen und Bedienen der
Komponenten
Soll eine eigene Masteranschaltung entwickelt werden, dann
wird der ASPC2-Master-Firmwarestapel mit einer entsprechenden Lizenz benötigt. Diese Software kann als Objektcode oder
als Sourcecode erworben werden. Die Software ist auf den
Prozessor 80C165 abgestimmt.
Die Master-Lizenz und die Firmware sind nicht Bestandteil des
Entwicklungspaketes. Weitere Informationen hierzu sind über
die Support Center erhältlich.
Dienstleistung
Die kostenlose Unterstützung der Anwender durch unsere
Support Center ist Bestandteil der Entwicklungspakete.
Die Adressen unserer Support Center finden Sie auf Seite 12.
Sämtliche Dokumentation ist in deutsch und englisch auf
einer beiliegenden CD enthalten.
Projektiersoftware
COM PROFIBUS
Entwicklung von Slaves
Das Entwicklungspaket ermöglicht die Entwicklung eines
PROFIBUS-Slaves mit dem ASIC SPC 3 und LSPM 2.
Demo-Software
Firmware
Personal Computer
oder PG
Software-Teil
Dokumentation
Zum Aufbau eines kleinen, funktionsfähigen PROFIBUS-Netzwerks wird die Masteranschaltung CP 5613 in einen PC eingebaut (PCI-Steckplatz) und mittels Busleitung und Stecker mit
der Slaveanschaltung IM 183-1 verbunden.
Zur Parametrierung der IMs und zur Steuerung des Slaves ist
die Simulationssoftware vorgesehen. Damit ist einen schneller
Einstieg in den Aufbau und die Funktionsweise des Feldbusses
PROFIBUS DP möglich.
Master-Anschaltung
CP 5613
SlaveAnschaltung
IM 184
SlaveAnschaltung
IM 183-1
Hardware-Teil
Ebenso ist die Entwicklung von PROFIBUS-Slaves unter direkter
Verwendung der IM 183-1 und IM 184 (als Piggy-Back Ihrer
Elektronik) möglich.
Komponenten des Entwicklungspakets 4
Die Simulationssoftware wird auf dem PC installiert und ermöglicht das Steuern und Abfragen des Slaves. Dabei lassen
sich Eingänge und Diagnosedaten des Slaves lesen, sowie Slave-Ausgänge setzen. Die Programmbeispiele liegen im Quellcode und ausführlich dokumentiert vor. Basierend auf diesem
funktionsfähigen Beispiel kann nun Ihre eigene Hard- und
Software entwickelt werden.
Anschaltungen, Entwicklungspakete
17
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 18 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Entwicklungspakete
Entwicklungspaket PROFIBUS DP/PA
Anwendungsbereich
Das Entwicklungspaket ermöglicht den Aufbau von PROFIBUSSlaves mit den unterschiedlichen PROFIBUS-Normen:
■
PROFIBUS DPV1 (RS 485)
■
PROFIBUS PA (IEC 1158)
■
PROFIBUS auf Lichtwellenleiter-Basis
Unterstützte Zielsysteme:
Die Entwicklungsumgebung zeigt die Realisierung von Applikationen mit PROFIBUS-ASICs DPC31.
Weiterhin wird der Einsatz des ASICs SIM 1 als Medium Attachment Unit (vgl. Seite 7) zur Anpassung an die PROFIBUS PA
Physik nach IEC 1158-2 sowie die Anwendung der Bausteine
SIM 1-1 und FOCSI verdeutlicht.
Hardware-Komponenten
■
DPC 31 Development Board;
zum Entwickeln/Testen der eigenen Applikation
■
CP 5613 als Masteranschaltung für den PC (PCI-Karte)
■
Optisches Busterminal zur Umsetzung von Kupferleitungen
auf LWL
■
PROFIBUS DP-Leitung, Kupfer, vorkonfektioniert, violett
■
PROFIBUS DP-LWL-Leitung, Plastik, vorkonfektioniert
■
PROFIBUS PA-Kabel, blau
Die Programmbeispiele liegen im Quellcode und ausführlich
dokumentiert vor - ebenso ist der Hardwareaufbau anhand
von Schaltplänen dokumentiert.
Mit dem beiliegenden CP 5613, den Sie in einen PC einbauen
(PCI-Steckplatz) und der Demosoftware, die Sie unter Windows NT installieren, erhalten Sie einen funktionsfähigen
PROFIBUS DP-Master. Den CP 5613 und Ihren PROFIBUS Aufbau (mit dem DPC 31-Board) parametrieren Sie mit dem Projektierungstool "COM PROFIBUS".
Soll ein PROFIBUS DP-Slave nach RS 485 entwickelt werden,
wird das DPC31-Board nun direkt über die mitgelieferte Kupfer-PROFIBUS-Leitung an den PC-Master angeschlossen.
Soll eine LWL-Strecke untersucht werden, so wird das mitgelieferte optische Busterminal (OBT) zum Umsetzen von Kupfer
auf LWL verwendet.
Über den mitgelieferten Lichtwellenleiter wird es an die LWLSchnittstelle des DPC 31-Boards angeschlossen.
Soll eine PROFIBUS PA-Strecke untersucht werden, so ist das
DPC 31-Board über einen DP/PA-Koppler anzuschließen. Hierzu wird die mitgelieferte PROFIBUS DP-Leitung auf den DP/PAKoppler gesteckt und die mitgelieferte blaue PROFIBUS PA-Leitung vom DP/PA-Koppler zu dem PA-Eingang des DPC 31Boards verdrahtet. Die Konfigurierung der PROFIBUS PA-Geräte erfolgt mit der mitgelieferten PDM-Software.
■
Test- und Simulationssoftware zum Einsatz auf PC unter
WinNT in Verbindung mit der Masterbaugruppe CP 5613
Der für diese Entwicklung von PROFIBUS PA-Applikationen benötigte PROFIBUS DP/PA-Koppler setzt die PROFIBUS DP-Physik
auf die PROFIBUS PA-Physik um. Er ist nicht im Paket enthalten
und daher separat zu bestellen.
■
Beispielprogramm für das DPC 31-Board mit einfach zu
handhabender Anwenderschnittstelle inkl. Treiber für PROFIsafe (Treiber hier nicht Bestandteil des Lieferumfangs)
Die Beispielapplikation ist im Firmware-EPROM des DPC 31Boards hinterlegt und beginnt nach korrekter Verdrahtung mit
dem Master zu kommunizieren.
■
DPC 31 Original DPV1 Firmware, inklusive Entwicklerlizenz
■
Parametriersoftware "COM PROFIBUS" für CP 5613 für den
DP-Betrieb
Software-Komponenten
Process Device Manager PDM
PDM ist ein durchgängiges und herstellerübergreifendes
Werkzeug zur Projektierung, Parametrierung, Inbetriebnahme
und Diagnose von intelligenten Prozessgeräten. Die beiliegende PDM-Demosoftware ist die vollwertige PDM-Software, mit
einer 2-monatigen Laufzeitbegrenzung. Durch Zukauf der Lizenz kann die PDM-Software auch danach uneingeschränkt
genutzt werden.
Funktionalität
Im Entwicklungspaket sind sämtliche Komponenten für die
Entwicklung eines PROFIBUS-Slaves mit den ASICs DPC 31 und
SIM 1-1 enthalten.
18
Anschaltungen, Entwicklungspakete
Mit der SW des PCs können Sie nun die Funktionalität des Beispiels variieren, indem Sie z. B. „Grenzwerte“ verändern.
Basierend auf diesem funktionsfähigen Beispiel können Sie
nun Ihre eigene Soft- und Hardware entwickeln.
Dokumentation
Sämtliche Dokumentation ist in deutsch und englisch auf einer beiliegenden CD enthalten.
Dienstleistung
Die kostenlose Unterstützung der Anwender durch unsere
Support Center ist ein integraler Bestandteil der Entwicklungspakete.Die Adressen unserer Support Center finden Sie auf
Seite 12.
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 19 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16
Entwicklungspaket PROFIsafe
Anwendungsbereich
ASYNC
Selektor
Internal/
External
Crystal or
Oscillator
MUX
DPC31
RS 485
PROFIBUS DP
FOCSI
PROFIBUS
Fiber Optic
ASIC
SIM1
Sockel für
80C31
Emulation
PROFIBUS PA
mode
config
64 KB Flash
32 KB SRAM
Host Interface
PB
PF
Externer
Mikroprozessor
Speicherbereich für zusätzliche
Applikationen
Boot/Bus
DIP-Switch
Blockschaltbild des PROFIBUS DP/PA-Entwicklungsboards
Die Slaves werden nach IEC 61508 bis SIL 3 zertifiziert.
Das PROFIsafe-Entwicklungspaket basiert auf dem PROFIBUSEntwicklungspaket 5.
Software-Komponenten
LEDs
DIP-Switch
Mit dem PROFIsafe-Entwicklungspaket können sicherheitsgerichtete Slave-Applikationen für den Anschluss an den PROFIBUS DP entwickelt und getestet werden.
Das PROFIsafe-Entwicklungspaket umfasst folgende SoftwareKomponenten:
■
PROFIsafe Driver for Slaves –
Quellcode und Dokumentation
■
CRC-Calc-Tool –
Berechnungstool zur Erstellung der GSD CRC
■
PROFIsafe-Monitor – PROFIsafe Master-Simulation zum Test
der Treiber-Implementierung
Dokumentation
Alle notwendigen Dokumentationen liegen in Deutsch und
Englisch auf einer beigelegten CD vor.
Specific Device
“F“-part
Non-Failsafe part
Interface to Device Firmware
cyclic
non-cyclic
PROFIsafe
Interface to
2nd channel
Interface to DP Slave Stack
DP Slave Stack
PROFIBUS
ASIC
PROFIBUS DP
Architektur einer Failsafe-Applikation
Anschaltungen, Entwicklungspakete
19
Technische Daten
Anschaltungen, Entwicklungspakete
Anschaltungen
IM 184
IM 183-1
Anwendungsbereich
einfache SlaveAnwendungen
SlaveAnwendungen
Übertragungsrate
max.
9,6 kbit/s … 12 Mbit/s mit automatischer Baudratenerkennung
Protokolle
PROFIBUS DP
ASIC
LSPM 2
SPC 3
Mikroprozessor
nicht erforderlich
80C32 (20 MHz)
Umfang Firmware
nicht erforderlich
4 … 24 KByte (incl. Testprogramm)
80 KByte
32 KByte SRAM
64 KByte EPROM
2 x 128 KByte
Speicherausbau
IM 182-1
IM 180
IM 181
MasterAnwendungen
Trägerboard für Anschaltung IM 1801)
ASPC 2
Prozessor des PC/PG
80C165 (40 MHz)
zul. Umgebungstemperatur
0 … 70 °C
Spannungsversorgung
DC 5 V
Stromaufnahme typ. 150 mA
250 mA
Platinengröße in mm 85 x 64 mm
86 x 76 mm
0 … 60 °C
0 … 70 °C
168 x 105 mm
100 x 100 mm
168 x 105 mm
1)
für ISA-Steckplatz im PC
Entwicklungspakete
Entwicklungspaket 4
Entwicklungspaket
PROFIBUS DP/PA
Entwicklungspaket PROFIsafe
Anwendungsbereich
Master- und SlaveAnwendungen für PROFIBUS DP
Entwicklung von
PROFIBUS-Slaves
Sicherheitsgerichtete SlaveApplikationen für PROFIBUS DP
Hardware-Komponenten
·
·
·
Masteranschaltung CP 5613
Slaveanschaltung IM 183-1
Slaveanschaltung IM 184
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COM PROFIBUS
Firmware IM 183-1 (OriginalFirmware für SPC 3 inkl. Entwicklungslizenz)
Simulationssoftware zum Testen und Bedienen der Komponenten
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Software-Komponenten
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Dokumentation
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COM PROFIBUS für CP 5613
(für DP-Betrieb)
DPC 31 Original DPV1-Firmware (inkl. Entwicklungslizenz)
Beispielprogramm für DPC 31
Test- und Simulationssoftware
(für den PC-Einsatz des CP 5613
unter Windows NT)
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PROFIsafe Driver for Slaves
(Quellcode und Dokumentation)
CRC-Calc Tool (Berechnungstool zur Erstellung der GSD
CRC)
PROFIsafe Monitor (Master-Simulation zum Test der TreiberImplementierung)
auf CD-ROM in Deutsch und Englisch
Technische Dokumentation finden Sie im SIMATIC
Guide Technische Handbücher:
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Siemens AG
Automation and Drives
Postfach 48 48
90327 NÜRNBERG
DEUTSCHLAND
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DPC 31 Development Board
Masteranschaltung CP 5613
(PCI)
Optisches Busterminal zur Umsetzung von Kupfer auf LWL
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www.siemens.de/simatic/druckschriften
www.siemens.de/automation/partner
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w w w. s i e m e n s . d e / p ro f i b u s
Bestell-Nr. 6ZB5310-0CT01-0BB0
DISPO 26100
KB 1105 1. ROT 20 DE/601189
Gedruckt in Deutschland
© Siemens AG 2005
Änderungen vorbehalten
Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann
verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich
vereinbart werden. Liefermöglichkeiten und technische Änderungen vorbehalten.
Dual-Port-RAM
Die Informationen in dieser Broschüre enthalten Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im
konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch
Weiterentwicklung der Produkte ändern können.
Hostschnittstelle
Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken
oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder
anderer, zuliefernder Unternehmen sein,
deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.
Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 20 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16