基于PROFIBUS-DP的计算机数控系统

　　(4) PROFIBUS-DP的应用，构成了一种新的全分散性数控系统的体系结构。从根本上改变了DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性

　　(5) PROFIBUS-DP总线构成的计算机数控系统，是一种全开放的系统。不同厂家的CNC, PLC,伺服驱动等装置，可通过PROFIBUS-DP接Cl挂到同一总线上运行:避免因选择了某一品牌的产品而被“框死”了使用设备的选择范围。

4 通信原理

　　PROFiBIUS-DP现场总线数据链路层包括两种介质存取方式，即令牌总线方式和主一从方式的混合存取方式。其中，令牌总线方式与局域网ICFE802.4中的规约相一致。它规定了主站间的介质存取控制方式。本系统采用单主站的线型网络拓扑结构，因此只讨论主站与从站之间的介质存取控制规约。纯主一从方式的介质存取控制与局域网标准不同。它符合OSI参考模型数据链路层中的HDLC非平衡正常响应模式。

　　下面以主站CNC装置和从站PLC为例，具体说明PROFIBl15-DP网数据琏路层的工作过程。如图2所示，主站CNC和从站PLC给出了在半双工方式下非平衡正常响应摸式下的通信过程，具体被分为3个阶段:数据链路的建立，数据的传输，数据链路的释放。

图2 PROFlBUS-DP数据链路层的工作过程

　　第1阶段为数据链路的建立阶段，主站CNC装置使用U帧的置正常响应模式工SNRM命令，在地址字段A中填人从站PLC的地址，表示在多个从站的多点结构中选择PLC为与之连接的从站，探询位P为1，记为U:A,SNRM,P。从站PLC接到SNRM命令后，用U帧的无编号确认命令UA作为响应主站建立数据链路的确认，记为U:A,UA,Fo终止位F用于从站对主站探询P的应答。这，一过程在实际操作中是通过专有的 DVA S7通信软件包来实现的，系统网络中PC土位机将组态好的主站CNC和从站PLC的地址和特性参量传送给主站CNC ,由主站CNC向从站PLC分配地址和组态，若从站PLC的特性与主站分配的特性相同，便承认自己是该从站，并与主站建立数据链路的连接。第2阶段为数据帧的传输阶段，主站CNC中的固有程序循环执行，向特定的数据块naa中写人指令参数，特定的功能块F刊从中读取参数并向从站PLC发送，第一个编号为0的信息顿中N(S)=0，由于未接到PLC的从站顿，N(R)--D,则此f顿记为f; A, N(S)=0, N(R)=0。第2,3个从主站连续发送的信息帧则记为I:A, N(S)=1,N(R) =0与1: A, N(S) =2, N(R)=0。如果主站在发送第3个帧时使用了探询位P,而且从站PLC也有信息帧要发送，则此I帧记为I: A, N(S)=0, N(R)=3。其中N(5)=0表示从站PLC发送的I帧序号为0: N(R)=3表示从站PLC已正确接收序号为2及它以前的I帧，下一次主站发送的I帧序号应为3,这里的N( R)也起到了对主站发送I帧的捎带确认作用。若从站PLC只有一帧发送，应标志终止符F,此时的f帧为，:A, N(S) =0, N( R)=3, Fo

　　第3阶段为数据链路的释放阶段。当主站CNC装置和从站PLC都没有信息帧要发送，或者主站将与其它从站建立链路连接时，则应释放此链路连接。此时，主站可使用U帧释放连接命令DISC来释放连接，即U: A, DISC, P。从站PLC则用U祯的UA予以确认，即U: A,UA,Fo。至此，一次完整的数据链路中帧的传输过程结束了。

5 结束语

　　计算机数控系统采用了PROFIHLTS-DP现场总线控制模式后，不但整个系统可靠性强、结构简单、操作方便。而且，可根据用户实际需要对数控系统的硬、软件进行灵活配置，真正实现计算机数控系统的开放性。相信随着数字化和网络时代的到来，该系统的应用会越来越普及。