圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
　　下面給出了CP342-5模塊、P+F Absolute Encoder PVM 58的參數(shù)設(shè)置，并詳細(xì)介紹了通訊處理器CP342-5、倍加福編碼器之間進(jìn)行通訊所用到的PROFIBUS-DP協(xié)議。
　　1.2　通信處理器-CP342-5
　　Siemens CP342-5是一種基于PROFIBUS的通訊模塊，提供了串行通訊的低成本解決方案。它可以在S7-300中使用，可以作為PROFIBUS-DP 的主站也可以作為從站，但不能同時(shí)作主站和從站，而且只能在S7-300 的中央機(jī)架上使用，不能放在分布式從站上使用。CP342-5 作為DP 主站和從站不一樣，它對(duì)應(yīng)的通訊接口區(qū)不是I 區(qū)和Q 區(qū)，而是虛擬通訊區(qū)，需要調(diào)用FC1 和FC2 建立接口區(qū)。可在STEP 7硬件配置的進(jìn)程中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，主要包括通訊協(xié)議、通訊模式、接口方式、地址和波特率。對(duì)于同倍加福旋轉(zhuǎn)編碼器P+F　Rotary　Encoder PVM 58的通訊，本設(shè)計(jì)中可以設(shè)置為：
　　a、通訊協(xié)議：PROFIBUS-DP
　　b、通訊模式：DP Master
　　c、接口方式：Profibus
　　d、地址和波特率：2、19.2Kbps
　　e、其余的設(shè)置為默認(rèn)方式。
　　1.3　通信協(xié)議-PROFIBUS-DP
　　PROFIBUS-DP （Decentralized Periphery）是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信, 由于PROFIBUS-DP 的開(kāi)放性,它可以連接不同制造廠商的標(biāo)準(zhǔn)部件。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信號(hào)傳輸。它具備節(jié)能，成本低，配置方便簡(jiǎn)單、生產(chǎn)中的高度靈活性，可靠和確實(shí)的診斷數(shù)據(jù)，可靠的數(shù)字傳輸技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。
　　PROFIBUS-DP協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Open System Interconnection-OSI）作為參考模型的。PROFIBUS-DP定義了第一、二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說(shuō)明了各種不同PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為。
　　典型的DP配置可以是單主站結(jié)構(gòu)，也可以是多主站結(jié)構(gòu)。各主站間為令牌傳送，主站和從站間為主從循環(huán)傳送，總線上最多126個(gè)站。對(duì)于主從通訊方式，主站（PLC，CP或過(guò)程控制系統(tǒng)）與從站（分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，例如I/O閥門、編碼器、變送器和分析儀等）之間進(jìn)行快速循環(huán)數(shù)據(jù)交換，主站發(fā)出請(qǐng)求報(bào)文，從站收到后返回響應(yīng)報(bào)文。
　　當(dāng)組建的網(wǎng)絡(luò)是用于二進(jìn)制輸入/輸出、模擬量輸入/輸出等小數(shù)量級(jí)的快速循環(huán)通信的話,可以考慮將網(wǎng)絡(luò)配置成為ROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸率最大可以為12Mbit/s。
　　1.4　P+F Absolute Rotary Encoder通訊參數(shù)設(shè)置
　　1.4.1安裝GSD文件
　　GSD文件為電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)文件，是可讀的ASCII碼文件。不同廠家的PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以GSD文件方式提供這些產(chǎn)品的功能參數(shù)，例如I/O點(diǎn)數(shù)、診斷信息、傳輸速率、時(shí)間監(jiān)視等。在Step 7 的SIMATIC 管理器中打開(kāi)硬件組態(tài)工具HW Config ，安裝GSD后，在右邊的硬件目錄PROFIBUS DP→Additional Field Devices→Encoders→ENCODER將會(huì)出現(xiàn)剛剛安裝的P+F Rotary Encoder。其數(shù)據(jù)傳輸原理如圖2所示。

 
圖2 數(shù)據(jù)傳輸原理圖
　　1.4.2 組態(tài)通訊參數(shù)
　　在Step 7硬件配置窗口中，雙擊P+F Rotary Encoder 圖標(biāo)，打開(kāi)編碼器（DP Slave）的參數(shù)設(shè)置窗口，如圖3所示。結(jié)合筆者工程實(shí)際，在此窗口中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：

 
圖3 編碼器參數(shù)設(shè)置窗口
　　a、 代碼順序（Code Sequence）：計(jì)數(shù)方向， CW（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，代碼增加）,CCW（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，代碼增加）;
　　b、 標(biāo)定功能控制（Scaling function control）:只有設(shè)置成Enable ，下面c、d和e的設(shè)置才會(huì)生效;
　　c、 單圈分辨率（Measuring units per revolution）:8192;
　　d、 測(cè)量范圍高位（Total measuring range（units）hi）: 512;
　　e、 測(cè)量范圍低位 （Total measuring range（units）lo）: 0;
　　f、 其它參數(shù)采用默認(rèn)值。
　　注：1、由c可以計(jì)算出編碼器每圈產(chǎn)生 （=8192）個(gè)二進(jìn)制碼，即單圈精度為13位。
　　2、由d和e可以計(jì)算出編碼器最大可以轉(zhuǎn) （=512×65536+0）圈，即多圈精度為12位。
2 軟件的實(shí)現(xiàn)方法
　　2.1 數(shù)據(jù)流交換機(jī)制
　　CP342-5和集成DP口的S7-300 CPU與DP從站通訊時(shí)所進(jìn)行的數(shù)據(jù)流交換機(jī)制是有區(qū)別的。集成DP口的S7-300 CPU可以像訪問(wèn)自己的I/O模塊一樣來(lái)訪問(wèn)DP從站，不必用戶專門編程。雖然智能從站提供給主站的輸入/輸出區(qū)域不是實(shí)際的I/O模塊使用的I/O區(qū)域，但簡(jiǎn)單組態(tài)后，主從站之間的數(shù)據(jù)交換也是自動(dòng)進(jìn)行的，不需要專門編程。
　　CP342-5和DP從設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，必須調(diào)用FC1（DP_SEND），F(xiàn)C2（DP_RCV）訪問(wèn)從站地址，否則CP342-5的PROFIBUS狀態(tài)燈“BUSF”將閃爍。FC1（DP_SEND）和FC2（DP_RCV）是SIMATIC_NET_CP標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中功能塊，安裝NCM S7后，就會(huì)Step 7編輯器左邊的指令樹(shù)中出現(xiàn)該函數(shù)庫(kù)。
　　用CP342-5 作為DP 主站和從站不一樣，它對(duì)應(yīng)的通訊接口區(qū)不是I 區(qū)和Q 區(qū)，而是虛擬通訊區(qū)，需要調(diào)用FC1 和FC2 建立接口區(qū)。需要為每個(gè)P+F Rotary Encoder定義虛擬通訊區(qū)，虛擬通訊區(qū)可以是位存儲(chǔ)區(qū)（M區(qū)）、數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)區(qū)（DB區(qū)）。
　　2.2 虛擬通訊區(qū)的建立
　　在具體處理每塊旋轉(zhuǎn)編碼器