SIMATIC PROFIBUS Technologie-Komponenten · Feldbus 3 Feldbus PROFIBUS DP, PROFIBUS PA Anwendungsbereich PROFIBUS ist das Bussystem für den Feld- und Zellenbereich. Für die verschiedenen

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SIMATIC PROFIBUS Technologie-Komponenten

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Probustechno_dt_0bb0_neulayout.fm Seite 1 Dienstag, 22. November 2005 4:55 16

2 Technologiekomponenten für PROFIBUS DP

Technologiekomponenten für PROFIBUS DP Einleitung

Einführung

Der Markt fordert von den in-dustriellen Produzenten eine schnelle und wirtschaftliche Produktion. Dezentrale Auto-matisierungsstrukturen sind die Voraussetzungen für eine solch flexible Fertigung. Die Verkettung der Fertigungsbe-reiche mit lokalen Netzen si-chert den hierfür nötigen In-formationsfluss.

Im Bereich der industriellen Kommunikation sind alle Ebenen vom Feldbereich bis in die Leitebene durch national und inter-national standardisierte Bussysteme abgedeckt.

Feldbus PROFIBUS DPIm Feldbereich, wo eine schnelle Reaktionszeit bei gewöhnlich kleinen Datenmengen gefordert ist, hat sich der Feldbus PRO-FIBUS DP durchgesetzt.

PROFIBUS DP ist ein offenes Feldbussystem, das nach europä-ischem Standard und international genormt ist. Dieses Feld-bussystem ist auch die Basis für PROFIBUS PA, dem Feldbus für die Prozessautomatisierung.

Merkmale

Der Feldbus PROFIBUS DP zeichnet sich durch folgende Merk-male 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 Au-tomation“

■ Führende Hersteller von Automatisierungssystemen bekennen sich zu PROFIBUS DP als Standard-Schnittstelle für den Feldbereich.

ASICs und Anschaltungen

Die Schnittstelle an den Feldbus PROFIBUS DP ist offengelegt.

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 (Mas-ter- sowie einfache und intelligente Slave-Geräte) stehen ver-schiedene ASICs und Anschaltungen zur Verfügung.

Diese ASICs und Anschaltungen werden auf den folgenden Seiten beschrieben.

PROFINETPROFINET ist der neue offene Industrial Ethernet Standard für die industrielle Automatisierung. Damit können Geräte von der Feldebene bis in die Leitebene angebunden werden. Au-ßerdem erlaubt PROFINET, existierende Feldbussysteme, z.B. den weit verbreiteten PROFIBUS, einfach zu integrieren.

Auch für PROFINET wird es zukünftig Technologiekomponen-ten 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 Umwelt-schutzes, ab 01.07.2006 bleihaltige Komponenten in vielen elektrischen und elektronischen Geräten zu verwenden.

Obwohl gemäß aktueller Gesetzesunterlage Automatisie-rungsgeräte nicht unter diese Richtlinien fallen, werden wir die PROFIBUS ASICs auch als bleifreie Varianten anbieten. Da-mit wollen wir unseren Kunden ermöglichen, umweltfreundli-che Produkte zu entwickeln.


Feldbus 3

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.

PROFIBUS DPDer 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.

PROFIBUS PAPROFIBUS PA ist die PROFIBUS-Variante für die Prozessautoma-tisierung. PROFIBUS PA verwendet die Übertragungstechnik nach IEC 1158-2, die auch für eigensichere Anwendungen ge-nutzt werden kann. Die Kommunikationsprotokolle von PROFI-BUS PA und PROFIBUS DP sind identisch. PROFIBUS DP-Kom-munikationsprotokoll + 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 Übertra-gungsmedium. Daher muss geregelt werden, wann welcher Busteilnehmer Zugriff erhält. PROFIBUS DP arbeitet nach dem Buszugriffsverfahren „Token-Passing mit unterlagertem Mas-ter-Slave“. Es erhalten nur aktive Teilnehmer das Buszugriffs-recht. Dieses wird durch einen Token von einem Master zum nächsten weitergereicht. Liegt kein Sendewunsch vor, geht der Token an den nächsten Master. Die passiven Busteilneh-mer werden direkt von der Masterbaugruppe, der sie zugeord-net sind, abgefragt.

Offenlegung des PROFIBUS DP, PA

Die für die kurzen Reaktionszeiten erforderliche Kommunikati-onsleistung kann nicht mit den üblichen Standardkomponen-ten 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 angebo-ten.

PROFIBUS Support CenterDie Support Center unterstützen Feldgerätehersteller vor und während der Entwicklung und führen die erforderlichen Zerti-fizierungstests durch. Außerdem stellen sie weitere Informati-onen zu den ASICs, Anschaltungen und den Entwicklungspa-keten bereit. Adressen siehe Seite 12.

PROFIBUS-Nutzerorganisation

Die PNO repräsentiert Anwender und Hersteller von PROFI-BUS-Produkten und bietet z.B. die Möglichkeit der Zusammen-arbeit und des Erfahrungsaustauschs. PROFIBUS-Nutzerorganisation (PNO)Haid-und-Neu-Straße 7D-76131 KarlsruheFax: 0721/96 58 589, www.profibus.com

S7-400

ET 200S

ET 200pro

Programmier-gerät

Bedienen & Beobachten

DP/PA-Link

SITRANS P

ET 200M

Master-Geräte

Slave-Geräte

PROFIBUS PA

PROFIBUS DP


http://www.profibus.com

4 PROFIBUS-ASICs

PROFIBUS-ASICsÜbersicht

AnwendungsbereicheDie PROFIBUS-ASICs ermöglichen Fremdherstellern den einfa-chen Anschluss ihrer Geräte und Systeme an den Feldbus PRO-FIBUS. 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 funktio-nellen Anforderungen und Anwendungsgebiete stehen ver-schiedene ASICs zur Verfügung.

Master-ASICsDer ASPC 2 (Advanced Siemens PROFIBUS Controller) ist ein vorverarbeitender Kommunikations-Baustein für Master-An-wendungen (DP, DPV1, DPV2). Mit diesem ASIC lassen sich Master-Anschaltungen für den Anschluss an PROFIBUS DP auf-bauen. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Intelligente Slave-ASICsDer SPC 3 (Siemens PROFIBUS Controller) ist ein vorverarbei-tender Kommunikations-Baustein für intelligente Slave-An-wendungen (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-KernDer DPC 31 vereinigt die Funktionen des SPC 3, SPC 41 und ei-nes 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 An-schluss an PROFIBUS DP und PROFIBUS PA.

Für den Anschluss an PROFIBUS PA mit einem Übertragungs-verfahren nach IEC 1158-2 bietet der DPC 31 mit dem SIM 1-1 eine integrierte Kompaktlösung. Die maximale Übertragungs-rate beträgt 12 Mbit/s bei PROFIBUS DP und 31,25 kbit/s bei PROFIBUS PA.

Einsatzgebiete der PROFIBUS-ASICS

Einfache Slave-ASICsDer LSPM 2 ist eine Single-Chip-Lösung für einfache Slave-An-wendungen. 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 MedienDiese ASICs fungieren als Ergänzung zu vorhandenen PROFI-BUS-ASICs. Sie wandeln die Signale in andere Medien/Übertra-gungsformen 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 Weiterga-be des empfangenen/gesendeten optischen Signals. Um das Signal in einen Lichtwellenleiter einzukoppeln, werden neben dem FOCSI auch noch entsprechende optische Sender und Empfänger benötigt.

PROFIBUS DP

PROFIBUS PAASPC2

LSPM2

FOCSI

SPC3 SPC4-2

DPC31

SIM1

Master-Anwendungen

IntelligenteSlave-Anwendungen

EinfacheSlave-Anwendungen

IEC 1158-2

RS 485


PROFIBUS-ASICs 5

Arbeitsweise

Die ASICs übernehmen einen Großteil der Kommunikations-aufgaben zwischen dem Busteilnehmer und dem Bussystem.

Der LSPM 2 wickelt sämtliche Kommunikationsaufgaben völlig selbständig ab. Die Pins müssen lediglich mit den entspre-chenden Signalen versorgt werden. Ein zusätzlicher Prozessor und eine Firmware ist nicht erforderlich.

Die ASICs der SPC-Reihe (SPC 3, SPC 41, DPC 31 und ASPC 2) verfügen über ein Prozessor-Interface. Sie benötigen zusätz-lich eine Firmware als Schnittstelle zwischen dem ASIC und der Anwendung.

Firmware

Die Firmware wird in einem Prozessor auf der Anschaltung bzw. im Feldgerät betrieben. Über die Aufrufschnittstelle der Firmware werden die Funktionen des Feldgerätes eingebun-den. Der Umfang der Firmware ist abhängig vom jeweiligen ASIC.

Lieferformen

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 ASIC-Verpackungseinheit (Tray) möglich. Die Anzahl der ASICs pro Verpackungseinheit ist abhängig vom ASIC-Typ.

Dokumentation

Die Beschreibungen der Technologiekomponenten finden Sie zum kostenlosen Download unter

www.ad.siemens.de/csi/dp

in der Rubrik

■ Dezentrale Peripherie/Technologiekomponenten/Handbü-cher


http://www.ad.siemens.de/csi/dp

6 PROFIBUS-ASICs

PROFIBUS-ASICs LSPM 2

Anwendungsbereich

Der ASIC LSPM 2 (Lean Siemens PROFIBUS Multiplexer) ist eine Single-Chip-Lösung für einfache Slave-Anwendungen. Bei-spiele 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.

Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s. Die An-schaltung IM 184 ist mit dem ASIC LSPM 2 realisiert.

AufbauDer 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 Aus-gänge 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.

Mit nur wenigen externen Bauelementen lässt sich auf diese Weise ein einfacher Anschluss an den Feldbus PROFIBUS DP realisieren.

Arbeitsweise

Der LSPM 2 wickelt das Busprotokoll völlig selbständig ab. Die Pins müssen lediglich an die Ein-/Ausgabesignale sowie an die Busleitungen angeschlossen werden.

Der LSPM 2 arbeitet als Slave am PROFIBUS DP. Nachdem die ASICs ein fehlerfreies Telegramm des Masters erhalten haben, erzeugen sie die angeforderten Antworttelegramme.

Beispiel einer Einbindung des ASIC LSPM 2 in eine Slave-Anwendung

Merkmale

■ Protokoll PROFIBUS DP

■ Maximale Übertragungsrate 12 Mbit/s

■ Automatische Ermittlung der Übertragungsrate

■ Übertragungsart RS 485

■ MQFP-Gehäuse mit 80 Pins

■ ASIC-Beschaltung (glue logic) integriert

■ 32 Ein-/Ausgabebits, davon bis zu 16 Diagnoseeingänge

■ 8 separate Diagnoseeingänge

■ Freie Aufteilung der Ein-/Ausgangspunkte in Ein- und Aus-gänge

■ Integrierter Watchdog-Timer

■ Externer Quarzanschluß für 24 MHz- und 48 MHz-Quarz/-Oszillator

■ Versorgungsspannung DC 5 V

■ Geeignet zur Realisierung einfacher digitaler Ein-/Ausgabe-gruppen

Firmware

Für den Betrieb des LSPM 2 ist keine zusätzliche Firmware er-forderlich. Die gesamte Protokollbearbeitung wird vom LSPM2 übernommen.

LSPM2PROF

IBUS

DP

Jumper DiagnoseEPROM-Sockel

Stif

tlei

ste

für

Buss

yste

m

Quartz Reset

RS4

85

-Tre

iber

mit

galv

anis

cher

Tre

nn

un

g

Ports


PROFIBUS-ASICs 7

SPC 3 und SPC 4-2

Beispiel einer Einbindung des ASIC SPC 3 in eine Slave-Anwendung

Anwendungsbereich

SPC 3, SPC 4-2Die ASICs SPC 3 und SPC 4-2 sind vorverarbeitende Kommuni-kations-Bausteine für intelligente Slave-Anwendungen. Sie er-möglichen den Anschluss auch komplexer Slave-Geräte an den Feldbus PROFIBUS DP.

Die Anschaltung IM 183-1 ist mit dem SPC 3 realisiert. Die ma-ximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

ASIC SPC 4-2 ist dem SPC 3 bzgl. Anwendung, Aufbau, Arbeits-weise und Merkmalen sehr ähnlich.

Aufbau

SPC 3Der SPC 3 verfügt über einen 1,5 KByte großen Telegramm-speicher. Er befindet sich in einem PQFP-Gehäuse mit 44 Pins.

SPC 4-2Im Unterschied dazu besitzt der SPC 4-2 einen 3 KByte großen Telegrammspeicher.

Arbeitsweise

SPC 3/SPC 4-2 wickeln selbständig sämtliche Kommunikations-aufgaben des PROFIBUS DP-Protokolls ab. Dadurch ist die Pro-tokollbearbeitung bedeutend schneller. Außerdem verringert sich der Software-Umfang im Mikroprozessor der Schnittstel-lenbaugruppe.

Der Buszugriff erfolgt hardwaregesteuert. Die Datenübergabe erfolgt durch ein 1,5 KByte bzw. 3 KByte großes RAM. Die Schnittstelle zur Anwendung ist als Datenschnittstelle ausge-führt. Dadurch ist eine zeitliche Entkopplung zum Bus mög-lich.

Zum komfortablen Betrieb mit dem Mikroprozessor wird eine Firmware mit Aufrufschnittstellen für die Anwendung angebo-ten.

Merkmale

SPC 3, SPC 4-2■ Protokoll PROFIBUS DP, DPV1 (ohne Alarme), DPV 2



■ Unterstützung der Mikroprozessoren 80C32, 80X86, 80C166, 80C165, 80C167 sowie HC11-, HC16- und HC916-Typen


■ PQFP-Gehäuse mit 44 Pins

■ Selbständige Abwicklung der Kommunikationsfunktionen einschließlich des PROFIBUS DP-Protokolls

■ Integrierter Watchdog-Timer

■ Externer Quarzanschluß für 48 MHz-Quarzoszillator


Besonderheit SPC 4-2■ PROFIBUS PA mit low power- und synchroner Schnittstelle

Firmware

Als Schnittstelle zwischen den Registern der SPC und der An-wendung wird eine Firmware (Quell-Code in "C") angeboten.

Die Firmware wird auf dem Prozessor des Feldgerätes betrie-ben 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-Stan-dard-Funktionen nicht zwingend erforderlich, da die Register des ASICs genau dokumentiert sind. Der Anwender erspart sich durch die Firmware jedoch die erforderliche Entwick-lungsarbeit.

Für die Nutzung der erweiterten DP-Funktionen DPV1 (Daten-satz lesen/schreiben) ist die Firmware erforderlich.

PROF

IBUS

DP

Reset

Stift

leist

e fü

r Bus

syst

em

Takt48 MHz

RS4

85

-Tre

iber

mit

galv

anis

cher

Tre

nn

un

g

Dat

en- u

ndA

dres

sbus

Microprozessor

INT

WR/RDReset

SPC 3


8 PROFIBUS-ASICs

KommunikationsbausteinDPC 31

Anwendungsbereich

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 Applikatio-nen geeignet ist. Der DPC 31 ist ein vorverarbeitender Kom-munikationsbaustein mit integriertem Prozessorkern. Er er-möglicht den Anschluss von intelligenten Feldgeräten an PRO-FIBUS DP. Aufgrund des Powermanagements und der 3,3 V-Technologie ist der DPC 31 auch in der Verfahrenstechnik ein-setzbar – dort in Verbindung mit PROFIBUS PA. Mit dem DPC 31 kann mit minimalem Aufwand an externen Komponenten eine Slave-Applikation realisiert werden.

Aufbau

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 er-möglicht es, den DPC 31 über eine stromsparende Schnittstel-le auch an die synchrone Übertragungstechnik der IEC 1158-2 Physik anzukoppeln, die PROFIBUS PA verwendet.

Der DPC 31 verfügt über ein 6 kByte großes RAM als Tele-grammspeicher und einen integrierten 8031-Core nebst 24 KByte großem Firmware-ROM, verpackt in einem PQFP-Gehäu-se mit 100 Pins.

Arbeitsweise

Der DPC 31 wickelt selbständig das komplette DP-Slave-Proto-koll ab und entlastet die Applikation von allen zeitkritischen Kommunikationsfunktionen. Alle erforderlichen Timer und Überwachungsfunktionen sind im DPC 31 integriert.

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 Datenschnitt-stelle ausgeführt. Zum komfortablen Betrieb mit einem exter-nen Prozessor wird eine Firmware mit Aufrufschnittstellen an-geboten.

Der integrierte 8031-Core ist 100% kompatibel zu den Stan-dard 8031-Derivaten. Dadurch sind alle Standardentwick-lungsumgebungen zum Programmieren und Debuggen ein-setzbar. Dem integrierten 8031-Core wurde ein 256 Byte gro-ßes „internes“ RAM und der „Timer 2“ der 8032-Derivate hinzu-gefügt, so dass im DPC 31 letztlich ein echter 8032-Controller zur Verfügung steht.

In dem Firmware-ROM für den 8031-Core sind folgende Funk-tionen hinterlegt:

■ Lese- und Schreibfunktionen für ein SPI-kompatibles E2PROM

■ Bootloader für Single-Chip-Applikationen

■ alle notwendigen Systemfunktionen, die für die Realisie-rung eines „DP-Slaves“ notwendig sind.

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

■ Maximale Übertragungsrate 12 Mbit/s, mit Übertragungsverfahren IEC 1158-2 31,25 Kbit/s


■ Asynchrones Interface gemäß PROFIBUS DP

■ Synchrones Interface gemäß PROFIBUS PA

■ 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

Firmware

Für den DPC31 gibt es eine Firmware (Quellcode in „C“), wel-che die Nutzung des ohnehin einfach zu bedienenden Bau-steins noch komfortabler macht. Die Firmware wird auf dem Prozessor des Feldgerätes betrieben und bietet eine einfache Funktionsschnittstelle für die Einbindung der Anwendung.

PLL +Clock-Unit

Standard 8031-Coremit 256 Byte RAMund zusätzlichemTimer 2

Mu

ltip

ort-

RAM

-C

ontr

olle

r

Registerzellen

6 KByte Kommunikations-und Code-RAM

Mikrosequenzer

SPC3

SPI-Interface 4 Ports undSonderfunktionen

27 pin IO-Port oderexternes uP-Interface

Bus- und Boottyp-Einstellung, Reset

multifunktionalesIO-Interface

Physik-Unit

asynch. synch.

PROFIBUS-Interface

Clkout 1/2Clkout 1/4

12 MHz Quartz oderDirekteinspeisung

Test- und Versorgungspins

SSC-Modul

8031-IO-Interface(Emulator-Port)

ROM24 kB

DPC31


PROFIBUS-ASICs 9

Medium Attachment UnitsSIM 1-1 und FOCSI

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 Prozessautoma-tisierung. Das Übertragungsverfahren erfolgt gemäß IEC 1158-2, das Kommunikationsprotokoll ist PROFIBUS DP.

PROFIBUS PA kann auch für eigensichere Anwendungen ge-nutzt werden.

Aufbau

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.

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 Bus-kabel. Er stellt 2 stabilisierte Versorgungsspannungen zur Ver-fügung und erlaubt den Aufbau einer galvanisch getrennten Spannungsversorgung. Er ist an alle Manchester-Encoder/De-coder nach IEC 1158-2 anschließbar.

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 Weiterga-be des empfangenen/gesendeten optischen Signals bei Ein-satz von Lichtwellenleitern für PROFIBUS DP. Um das Signal in einen Lichtwellenleiter einzukoppeln, werden neben FOCSI noch entsprechende optische Sender und Empfänger benö-tigt. Der Baustein ist mit allen genannten PROFIBUS DP-ASICs einsetzbar.

Beispiel einer Einbindung des ASICs SPC 4-2 oder DPC 31 mit SIM 1-1 in eine Slave-Anwendung

PROF

IBUS

PA

Reset

Takt

Daten- undAdressbus

Microprozessor(optional bei Verwendung des DPC 31)

INT WR/RD

Reset

DPC 31oderSPC 4-2

SIM 1-1

Takt

TxS

RxS

DC 3,3 V

DC 5 VBu

sspa

nn

un

g 9

…3

2 V


10 PROFIBUS-ASICs

KommunikationsbausteinASPC 2

Anwendungsbereich

Der ASPC 2 ist ein vorverarbeitender Kommunikations-Bau-stein für Master-Anwendungen. Er ermöglicht einen An-schluss an PROFIBUS DP und PROFIBUS FMS.

Durch den Einsatz dieses ASICs werden speicherprogrammier-bare Steuerungen, Personal Computer, Antriebsregelungen sowie Bedien- und Beobachtungssysteme von den Aufgaben der Kommunikationsabwicklung erheblich entlastet.

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.

Arbeitsweise

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 Telegramm-speicher adressieren. Der Buszugriff erfolgt hardwaregesteu-ert.

Zum Betrieb wird ein separater Mikroprozessor und die ent-sprechende Firmware benötigt. Der ASPC 2 lässt sich bezüglich der Hardware an alle gängigen Prozessortypen anschließen.

Merkmale

■ Protokolle PROFIBUS DP und PROFIBUS FMS



■ 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 Distri-bution Data Base; SM-Dienste

■ 2 Interruptleitungen


■ Verlustleistung maximal 0,9 W.

Einbindung des ASICs ASPC 2 in eine Master-Anwendung

Firmware

Die Firmware für den ASPC 2 wickelt die gesamte Protokollbe-arbeitung und sämtliche Funktionen ab, die für einen PROFI-BUS DP-Master-Anschluss erforderlich sind.

Für Gerätehersteller wird die Firmware für PROFIBUS DP als Li-zenz 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.

ASPC 2

PROF

IBUS

DP

Stif

tlei

ste

für

Buss

yste

m

RS4

85

-Tre

iber

mit

galv

anis

cher

Tre

nn

un

g

Dat

enbu

s Flash-EPROMOTP-EPROM

80C165

Dual-Port-RAM

Adr

essb

us

D0-15

A0-13


Technische Daten 11

Technische DatenASICs

ASICs DPC 31 SIM 1-1 FOCSI ASPC 2

Anwendungsbereich Intelligente Slave-Anw. Medium Attachment Unit Master-Anwendungen

Übertragungstechnik RS 485, IEC 1158-2 IEC 61158-2 Lichtwellenleiter RS 485

Übertragungsrate max. 12 Mbit/s31,25 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

PROFIBUS PA PROFIBUS DP

Buszugriff in ASIC in ASIC

Mikroprozessor erforderlich je nach Anwendung ■ ■

Umfang Firmware 4 … 24 KByte nicht erforderlich 80 KByte

(Lizenzangebot)

Telegrammspeicher 6 KByte 1 MByte (ext.)

Spannungsversorgung 3,3 V DC 3,3 V DC 5 V DC

Verlustleistung max. 0,2 W (DP)5 - 10 mW (PA)

0,009 W 0,75 W 0,9 W

Zul. Umgebungs-temperatur

-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. i.V. ■

1) Worst case bei Volllast

ASICs LSPM 2 SPC 3 SPC 4-2

Anwendungsbereich Einfache Slave-Anwendungen Intelligente Slave-Anwendungen

Übertragungstechnik RS 485 RS 485 RS 485IEC 1158-2

Übertragungsrate max. 12 Mbit/s 12 Mbit/s 12 Mbit/s31,25 kbit/s bei IEC 1158-2

Autom. Ermittlung Übertragungsrate ■ ■

Protokolle PROFIBUS DP PROFIBUS DP/DPV1 PROFIBUS DP/DPV2

Buszugriff in ASIC in ASIC

Mikroprozessor erforderlich ■

Umfang Firmware nicht erforderlich 4 bis 24 KByte 8 bis 40 KByte(Lizenzangebot)

Telegrammspeicher 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 TQFP, 44 Pin

Gehäusegröße 4 cm2 2 cm2

WEEE/RoHS-konform ■ ■ i.V.


12 Anschaltungen, Entwicklungspakete

Anschaltungen, EntwicklungspaketeÜbersicht

Anwendungsbereich

Aufbauend auf den zuvor beschriebenen PROFIBUS DP-ASICs werden verschiedene Anschaltungen für Master- und Slave-Anwendungen angeboten.

Die PROFIBUS DP-Anschaltungen ermöglichen Fremdherstel-lern 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-AnschaltungenDer Kommunikationsprozessor CP5613 ermöglicht den An-schluss eines Fremdgerätes als Master an PROFIBUS DP. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Slave-AnschaltungenDie Anschaltung IM 182-1 ist eine einfache PC-Karte für Slave-Anwendungen. Sie ist geeignet für PCs mit ISA-Bus. Die maxi-male Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Die Anschaltung IM 183-1 ermöglicht den Anschluss eines Fremdgerätes als Slave an PROFIBUS DP. Die maximale Über-tragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Die Anschaltung IM 184 ermöglicht den Anschluss eines einfa-chen Slave-Gerätes an PROFIBUS DP. Die maximale Übertra-gungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Aufbau

Die Anschaltungen bestehen im wesentlichen aus einem ASIC, gegebenenfalls einem Mikroprozessor für die Protokollbear-beitung sowie einen Speicher.

Die Schnittstelle zum Hostsystem ist jeweils über eine mehr-zeilige 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 Host-system erfolgt je nach Anschaltung entweder über ein Dual-Port-RAM, über den Adress- und Datenbus, über eine serielle Schnittstelle oder über die Ports.

Einordnung der Anschaltungen nach Anwendungsbereich

Entwicklungspakete

Mit Hilfe der Entwicklungspakete (siehe Seite 14 und 15) kön-nen PROFIBUS-Hardware und Softwareapplikationen unter Verwendung der verschiedenen PROFIBUS-ASICs oder der ent-haltenen Interface-Module (IM) entwickelt und getestet wer-den.

Durch die umfangreichen aufeinander abgestimmten Hard- und Softwarekomponenten der Pakete reduziert sich der Ent-wicklungsaufwand für ein PROFIBUS-Gerät erheblich.

Die Pakete bieten eine funktionsfähige Entwicklungsumge-bung, auf der Sie mit Ihren speziellen Anforderungen an Hard- und Software aufsetzen können. Damit wird unser PROFIBUS Know-How auch anderen Anwendern zugänglich.

Unser Entwicklerteam steht Ihnen bei Ihrer eigenen Entwick-lung 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 COMDeCWürzburger Str. 121D-90766 FürthTel.: 0911/750-2080,Fax: -2100E-Mail: [email protected]

PROFI Interface CenterOne Internet Plaza, PO Box 4991TN 37602-4991, Johnson City (USA)Tel.: ++1 (423)-262-2687Fax: ++1(423)-461-2103E-Mail: [email protected]/pic/default.html

Master-Anwendungen

IntelligenteSlave-Anwendungen

EinfacheSlave-Anwendungen

IM 182-1IM 183-1

CP 5613

IM 184


http://www.sea.siemens.com/pic/default.html

Anschaltungen, Entwicklungspakete 13

Master-AnschaltungIM 180

Anwendungsbereich

Die Anschaltung IM 180 ermöglicht den einfachen Anschluss eines Fremdgerätes als Master an PROFIBUS DP. Die IM 180 übernimmt selbständig die gesamte Bussteuerung.

Durch den Einsatz dieser Anschaltung werden speicherpro-grammierbare Steuerungen, Personal Computer, Antriebsre-gelungen sowie Bedien- und Beobachtungssysteme von den Aufgaben der Kommunikationsabwicklung erheblich entlas-tet. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Aufbau

Die Anschaltung IM 180 besteht im wesentlichen aus einem Mikroprozessor 80C165, dem ASIC ASPC 2 sowie einem Flash-EPROM- und RAM-Speicher. Der ASIC ASPC 2 wird durch einen 48 MHz Oszillatorbaustein getaktet.

Die Anschaltung hat eine Größe von 100 x 100 mm und ist für die Face-to-Face-Montage geeignet.

Für die Anschaltung IM 180 ist eine PC-Trägerplatine mit der Produktbezeichnung IM 181-1 verfügbar. Mit dieser Trägerpla-tine kann die IM 180 wie eine kurze ISA-Karte in ein Program-miergerät bzw. einen PC gesteckt werden.

Arbeitsweise

Der integrierte ASIC ASPC 2 wickelt das Busprotokoll völlig selbständig ab.

Die Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System läuft über eine Dual-Port-RAM-Schnittstelle. Den Datenaus-tausch 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 2Modulkern:

- Mikroprozessor 80C165, Taktfrequenz 40 MHz

- 2 x 128K x 8 Bit RAM als Anwenderspeicher

- 256K x 16 Bit Flash-EPROM als Programmspeicher

■ 48 MHz Oszillatorbaustein für ASPC 2Host-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.

Blockschaltbild der Master-Anschaltung IM 180

Firmware

Die Firmware wird auf dem Mikroprozessor betrieben und wi-ckelt die gesamte Protokollbearbeitung und sämtliche Funkti-onen 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 er-möglicht 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.

ASICASPC 2

Stif

tlei

ste

für

Hos

t-Bu

ssys

tem

Datenbus

Konsistenz-steuerung

Prozessor80C165

Dual-Port-RAM

CS-Logik

Flash-EPROM256 K x 16

RAM2 x 128 K x 8

Adressbus

A0

RxD

TxD

RTS

RxD

TxD

RTS

D0-D15

A0-A13



Slave-AnschaltungenIM 184

Anwendungsbereich

Die Anschaltung IM 184 ermöglicht den einfachen Anschluss eines Fremdgerätes als Slave an PROFIBUS DP. Die maximale Übertragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Die IM 184 ist für einfache Slave-Anwendungen wie zum Bei-spiel den Anschluss von einfachen Sensoren und Aktuatoren ausgelegt.

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.

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-Buspro-tokoll völlig selbständig ab.

Die Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System läuft über eine Stiftleiste. Sie muss hierzu mit den entspre-chenden Ein-/Ausgabesignalen versorgt werden.

Kundenspezifische Einstellungen werden über Jumper ausge-führt.

Merkmale


■ Automatische Erkennung der Übertragungsrate auf dem Feldbus

■ 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:

- 2 x 34polige Stiftleisten für Anschluss des Host-Bussys-tems

- 10 polige Stiftleiste für RS 485■ Potentialgetrennte RS 485-Schnittstelle für PROFIBUS DP

■ Steckplatz für EEPROM (64x16 Bit) (optional zur Adressein-stellung)


■ Stromaufnahme typ. 100 mA

■ Verpolungsschutz


■ 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 An-schaltung übernommen.

Slave-Anschaltung IM 184



Slave-AnschaltungIM 183-1

Slave-Anschaltung IM 183-1

Anwendungsbereich

Die Anschaltung IM 183-1 ermöglicht den Anschluss eines Fremdgerätes als Slave an PROFIBUS DP. Die maximale Über-tragungsrate beträgt 12 Mbit/s.

Die IM 183-1 ist für intelligente Slave-Anwendungen ausge-legt.

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 An-schluss 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 PROFI-BUS DP.

Der ASIC SPC 3 wird durch einen 48 MHz Oszillatorbaustein ge-taktet.

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 selb-ständig ab.

Die Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System läuft über den Adress- und Datenbus, die auf die Stiftleiste ge-führt sind. Den Datenaustausch übernimmt das Anwenderpro-gramm.

Der eingesetzte Prozessor 80C32 ermöglicht das zusätzliche Einbringen von benutzerspezifischen Anwendungen.

Merkmale


■ 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

■ 48 MHz Oszillatorbaustein für SPC 3

■ Host-Schnittstelle ist der Adress- und Datenbus der An-schaltung

■ Anschlusstechnik

- 50polige Stiftleiste für Anschluss des Host-Bussystems

- 14polige Stiftleiste für RS 232

- 10polige Stiftleiste für RS 485

■ Software-Reset für ASIC SPC 3



■ Potentialgetrennte RS 485-Schnittstelle für PROFIBUS DP


■ Maße (B x H): 86 x 76 mm (Modulbauform).

Firmware

Als Schnittstelle zwischen den Registern des SPC 3 und der An-wendung wird eine Firmware (Quell-Code in „C“) angeboten.

Die Firmware wird auf dem Mikroprozessor betrieben und bie-tet Aufrufschnittstellen zur einfachen Einbindung der benut-zerspezifischen 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 An-wender erspart sich durch die Firmware jedoch die erforderli-che Entwicklungsarbeit.

Für die Nutzung der erweiterten DP-Funktionen DPV1/DPV2 ist die Firmware erforderlich.



Slave-AnschaltungIM 182-1

Anwendungsbereich

Die Anschaltung IM 182-1 ist eine einfache PC-Karte für PRO-FIBUS DP-Slave-Anwendungen.

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-Busproto-koll völlig selbständig ab.

Der Anwender muss das RAM des ASICs bzw. die Firmware in seine Applikation einbinden.

Merkmale


■ 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 485-Schnittstelle on board

■ DIP-Schalter zur Einstellung des Adressraums, der I/O-Adressen und der Interruptleitungen



■ Zulässige Umgebungstemperatur 0 bis 60 °C.

Firmware

Als Schnittstelle zwischen den Registern des SPC 3 und der An-wendung wird eine Firmware (im Quell-Code ANSI C) angebo-ten.

Die Firmware wird auf dem Mikroprozessor des Hostsystems betrieben und bietet Aufrufschnittstellen zur einfachen Ein-bindung 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 An-wender erspart sich durch die Firmware jedoch die erforderli-che Entwicklungsarbeit.

Für die Nutzung der erweiterten DP-Funktionen DPV1/DPV2 ist die Firmware erforderlich.

Treiber

Für Windows NT wird ein entsprechender Treiber angeboten.

Blockschaltbild der Slave-Anwendung IM 182-1

PROF

IBUS

DP

ISA

-Bu

s de

s PC

/PG

Takt48 MHz

RS4

85

-Tre

iber

mit

galv

anis

cher

Tre

nn

un

g

Daten- undAdressbus

INTWR/RD

Reset

SPC 3



EntwicklungspaketeEntwicklungspaket 4

Anwendungsbereich

Mit dem Entwicklungspaket 4 können Sie Master- und Slave-Applikationen für den Anschluss an den PROFIBUS DP entwik-keln und testen.

Hardware-Komponenten

■ 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

Dokumentation

Sämtliche Dokumentation ist in deutsch und englisch auf einer beiliegenden CD enthalten.

Entwicklung von Slaves

Das Entwicklungspaket ermöglicht die Entwicklung eines PROFIBUS-Slaves mit dem ASIC SPC 3 und LSPM 2.

Ebenso ist die Entwicklung von PROFIBUS-Slaves unter direkter Verwendung der IM 183-1 und IM 184 (als Piggy-Back Ihrer Elektronik) möglich.

Zum Aufbau eines kleinen, funktionsfähigen PROFIBUS-Netz-werks wird die Masteranschaltung CP 5613 in einen PC einge-baut (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.

Die Simulationssoftware wird auf dem PC installiert und er-möglicht das Steuern und Abfragen des Slaves. Dabei lassen sich Eingänge und Diagnosedaten des Slaves lesen, sowie Sla-ve-Ausgänge setzen. Die Programmbeispiele liegen im Quell-code und ausführlich dokumentiert vor. Basierend auf diesem funktionsfähigen Beispiel kann nun Ihre eigene Hard- und Software entwickelt werden.

Master-System CP 5613

Mit dem CP 5613 und Simulationssoftware erhalten Sie einen funktionsfähigen PROFIBUS-Master. Darauf aufsetzend kann sehr schnell eine Masterapplikation realisiert werden.

Eigene Master-Systeme

Soll eine eigene Masteranschaltung entwickelt werden, dann wird der ASPC2-Master-Firmwarestapel mit einer entsprechen-den 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.

Komponenten des Entwicklungspakets 4

ProjektiersoftwareCOM PROFIBUS

Demo-SoftwareFirmware

Master-Anschaltung CP 5613

Slave-Anschaltung IM 184

Slave-Anschaltung IM 183-1

Personal Computeroder PG

Har

dwar

e-Te

ilSo

ftw

are-

Teil



EntwicklungspaketeEntwicklungspaket PROFIBUS DP/PA

Anwendungsbereich

Das Entwicklungspaket ermöglicht den Aufbau von PROFIBUS-Slaves 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 Appli-kationen mit PROFIBUS-ASICs DPC31.

Weiterhin wird der Einsatz des ASICs SIM 1 als Medium Attach-ment 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


■ Test- und Simulationssoftware zum Einsatz auf PC unter WinNT in Verbindung mit der Masterbaugruppe CP 5613

■ Beispielprogramm für das DPC 31-Board mit einfach zu handhabender Anwenderschnittstelle inkl. Treiber für PRO-FIsafe (Treiber hier nicht Bestandteil des Lieferumfangs)

■ DPC 31 Original DPV1 Firmware, inklusive Entwicklerlizenz

■ Parametriersoftware "COM PROFIBUS" für CP 5613 für den DP-Betrieb

Process Device Manager PDM

PDM ist ein durchgängiges und herstellerübergreifendes Werkzeug zur Projektierung, Parametrierung, Inbetriebnahme und Diagnose von intelligenten Prozessgeräten. Die beiliegen-de PDM-Demosoftware ist die vollwertige PDM-Software, mit einer 2-monatigen Laufzeitbegrenzung. Durch Zukauf der Li-zenz 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.

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 Win-dows NT installieren, erhalten Sie einen funktionsfähigen PROFIBUS DP-Master. Den CP 5613 und Ihren PROFIBUS Auf-bau (mit dem DPC 31-Board) parametrieren Sie mit dem Pro-jektierungstool "COM PROFIBUS".

Soll ein PROFIBUS DP-Slave nach RS 485 entwickelt werden, wird das DPC31-Board nun direkt über die mitgelieferte Kup-fer-PROFIBUS-Leitung an den PC-Master angeschlossen.

Soll eine LWL-Strecke untersucht werden, so wird das mitgelie-ferte optische Busterminal (OBT) zum Umsetzen von Kupfer auf LWL verwendet.

Über den mitgelieferten Lichtwellenleiter wird es an die LWL-Schnittstelle des DPC 31-Boards angeschlossen.

Soll eine PROFIBUS PA-Strecke untersucht werden, so ist das DPC 31-Board über einen DP/PA-Koppler anzuschließen. Hier-zu wird die mitgelieferte PROFIBUS DP-Leitung auf den DP/PA-Koppler gesteckt und die mitgelieferte blaue PROFIBUS PA-Lei-tung vom DP/PA-Koppler zu dem PA-Eingang des DPC 31-Boards verdrahtet. Die Konfigurierung der PROFIBUS PA-Gerä-te erfolgt mit der mitgelieferten PDM-Software.

Der für diese Entwicklung von PROFIBUS PA-Applikationen be-nötigte 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.

Die Beispielapplikation ist im Firmware-EPROM des DPC 31-Boards hinterlegt und beginnt nach korrekter Verdrahtung mit dem Master zu kommunizieren.

Mit der SW des PCs können Sie nun die Funktionalität des Bei-spiels 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 ei-ner beiliegenden CD enthalten.

Dienstleistung

Die kostenlose Unterstützung der Anwender durch unsere Support Center ist ein integraler Bestandteil der Entwicklungs-pakete.Die Adressen unserer Support Center finden Sie auf Seite 12.



Entwicklungspaket PROFIsafe

Blockschaltbild des PROFIBUS DP/PA-Entwicklungsboards

Anwendungsbereich

Mit dem PROFIsafe-Entwicklungspaket können sicherheitsge-richtete Slave-Applikationen für den Anschluss an den PROFI-BUS DP entwickelt und getestet werden.

Die Slaves werden nach IEC 61508 bis SIL 3 zertifiziert.

Das PROFIsafe-Entwicklungspaket basiert auf dem PROFIBUS-Entwicklungspaket 5.


Das PROFIsafe-Entwicklungspaket umfasst folgende Software-Komponenten:

■ 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.

Architektur einer Failsafe-Applikation

Interface to Device Firmware

PROFIBUS DP

Specific Device

Non-Failsafe part

“F“-part

PROFIsafe Interface to2nd channel

Interface to DP Slave Stack

DP Slave Stack

PROFIBUSASIC

cyclicnon-cyclic

Sockel für80C31 Emulation

Internal/External Crystal or Oscillator

DIP-Switch

DIP-Switch

DPC31RS 485

MU

X

Sele

ktor

FOCSI

ASICSIM1

PROFIBUS DP

PROFIBUSFiber Optic

PROFIBUS PA

mode config

LEDsPB

PF

Boot/Bus

Host Interface

ExternerMikroprozessor

Speicherbereich für zusätzlicheApplikationen

64 KB Flash 32 KB SRAM

ASY

NC


Siemens AG

Automation and DrivesPostfach 48 4890327 NÜRNBERGDEUTSCHLAND

www.siemens.de/prof ibus

Bestell-Nr. 6ZB5310-0CT01-0BB0DISPO 26100KB 1105 1. ROT 20 DE/601189Gedruckt in Deutschland

© Siemens AG 2005Änderungen vorbehalten

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Info

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Ver

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letz

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Technische DatenAnschaltungen, Entwicklungspakete

Technische Dokumentation finden Sie im SIMATICGuide Technische Handbücher:

Bestellen Sie weitere Druckschriften zum ThemaSIMATIC unter:

Für ein persönliches Gespräch finden Sie An-sprechpartner in Ihrer Nähe unter:

Mit der A&D Mall können Sie direktelektronisch per Internet bestellen:

www.siemens.de/simatic-doku

www.siemens.de/simatic/druckschriften

www.siemens.de/automation/partner

www.siemens.de/automation/mall

Anschaltungen IM 184 IM 183-1 IM 182-1 IM 180 IM 181

Anwendungsbereich einfache Slave-Anwendungen

Slave-Anwendungen

Master-Anwendungen

Trägerboard für An-schaltung IM 1801)

Übertragungsrate max.

9,6 kbit/s … 12 Mbit/s mit automatischer Baudratenerkennung

Protokolle PROFIBUS DP

ASIC LSPM 2 SPC 3 ASPC 2

Mikroprozessor nicht erforderlich 80C32 (20 MHz) Prozessor des PC/PG 80C165 (40 MHz)

Umfang Firmware nicht erforderlich 4 … 24 KByte (incl. Testprogramm) 80 KByte

Speicherausbau 32 KByte SRAM64 KByte EPROM

2 x 128 KByte

Hostschnittstelle Dual-Port-RAM

zul. Umgebungs-temperatur

0 … 70 °C 0 … 60 °C 0 … 70 °C

Spannungs-versorgung

DC 5 V

Stromaufnahme typ. 150 mA 250 mA

Platinengröße in mm 85 x 64 mm 86 x 76 mm 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 Slave-Anwendungen für PROFIBUS DP

Entwicklung von PROFIBUS-Slaves

Sicherheitsgerichtete Slave-Applikationen für PROFIBUS DP

Hardware-Komponenten · Masteranschaltung CP 5613· Slaveanschaltung IM 183-1· Slaveanschaltung IM 184

· DPC 31 Development Board· Masteranschaltung CP 5613

(PCI)· Optisches Busterminal zur Um-

setzung von Kupfer auf LWL

Software-Komponenten · COM PROFIBUS· Firmware IM 183-1 (Original-

Firmware für SPC 3 inkl. Ent-wicklungslizenz)

· Simulationssoftware zum Tes-ten und Bedienen der Kompo-nenten

· COM PROFIBUS für CP 5613 (für DP-Betrieb)

· DPC 31 Original DPV1-Firm-ware (inkl. Entwicklungslizenz)

· Beispielprogramm für DPC 31· Test- und Simulationssoftware

(für den PC-Einsatz des CP 5613 unter Windows NT)

· PROFIsafe Driver for Slaves (Quellcode und Dokumentati-on)

· CRC-Calc Tool (Berechnungs-tool zur Erstellung der GSD CRC)

· PROFIsafe Monitor (Master-Si-mulation zum Test der Treiber-Implementierung)

Dokumentation auf CD-ROM in Deutsch und Englisch


http://www.siemens.de/profibus

http://www.siemens.de/simatic-doku

http://www.siemens.de/simatic/druckschriften

http://www.siemens.de/automation/partner

http://www.siemens.de/automation/mall

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SIMATIC PROFIBUS Technologie-Komponenten · Feldbus 3 Feldbus PROFIBUS DP, PROFIBUS PA Anwendungsbereich PROFIBUS ist das Bussystem für den Feld- und Zellenbereich. Für die verschiedenen