profibus現(xiàn)場總線

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1、第二章PROFIBUS現(xiàn)場總線第一節(jié)PROFIBUS概述PROFIBUS(ProcessFieldbus的縮寫)是一種國際化的、開放的、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。它廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通、電力等其他自動化領(lǐng)域。一、PROFIBUS技術(shù)的發(fā)展歷程1.1987年由德國SIEMENS公司等13家企業(yè)和5家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)；2.1989年成為德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN19245；3.1996年成為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170V.2(PROFIBUS-FMS/-DP)；4.1998年P(guān)ROFIBUS-PA被納入EN50170V.

2、2；5.1999年P(guān)ROFIBUS成為國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158的組成部分(TYPEⅢ)；6.2001年成為中國的機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10308-3-2001。二、PROFIBUS含有的三個(gè)兼容協(xié)議1.PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）用于傳感器和執(zhí)行器級的高速數(shù)據(jù)傳輸，它以DIN19245的第一部分為基礎(chǔ)，根據(jù)其所需要達(dá)到的目標(biāo)對通信功能加以擴(kuò)充，DP的傳輸速率可達(dá)12Mbit/s，一般構(gòu)成單主站系統(tǒng)，主站、從站間采用循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸方式工作。2.PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）具

3、有本質(zhì)安全特性，它實(shí)現(xiàn)了IEC1158-2規(guī)定的通信規(guī)程。PA是PROFIBUS的過程自動化解決方案，PA將自動化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備，如壓力、溫度和液位變送器等連接起來，代替了4～20mA模擬信號傳輸技術(shù)。因此，PA尤其適用于石油、化工、冶金等行業(yè)的過程自動化控制系統(tǒng)。3.PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）解決車間一級通用性通信任務(wù)，F(xiàn)MS提供大量的通信服務(wù)，用以完成以中等傳輸速率進(jìn)行的循環(huán)和非循環(huán)的通信任務(wù)。由于它是完成控制器和智能現(xiàn)場設(shè)備之間的通信以及控制器之間的信息交換，因此

4、它考慮的主要是系統(tǒng)的功能而不是系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，應(yīng)用過程通常要求的是隨機(jī)的信息交換(如改變設(shè)定參數(shù)等)。可用于大范圍和復(fù)雜的通信系統(tǒng)。在三種PROFIBUS協(xié)議中，PROFIBUS-DP解決的是分布式現(xiàn)場設(shè)備與控制器之間的數(shù)據(jù)交換，應(yīng)用最為廣泛。三、PROFIBUS協(xié)議的特點(diǎn)：(1)不支持長信息段；(2)不支持短信息組塊功能；(3)本規(guī)范不提供由網(wǎng)絡(luò)層支持運(yùn)行的功能；(4)除規(guī)定的最小組態(tài)外，根據(jù)應(yīng)用需求可以建立任意的服務(wù)子集；(5)其他功能是可選的，如口令保護(hù)方法等；(6)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫强偩€形，兩端帶終端器或不帶終端器；(7)介質(zhì)、距離、站點(diǎn)數(shù)取

5、決于信號特性，如對屏蔽雙絞線，≤1.2公里（不帶中繼器），32個(gè)站點(diǎn)；(8)傳輸速率取決于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂偩€長度，從9.6kbit/s到l2Mbit/s不等；(9)可選第二種介質(zhì)(冗余)；(10)在傳輸時(shí)，使用半雙工，異步，滑差(Slipe)保護(hù)同步；-26-(11)報(bào)文數(shù)據(jù)的完整性，用海明距離(HD)=4，同步滑差檢查和特殊順序，以避免數(shù)據(jù)的丟失和增加；(12)地址定義范圍為：0～127（對廣播相群播而言，127是全局地址），對區(qū)域地址、段地址的服務(wù)存取地址（服務(wù)存取點(diǎn)LSAP）的地址擴(kuò)展，每個(gè)6bit；(13)使用兩類站：主站（主動站，具有

6、總線存取控制權(quán)）和從站(被動站，沒有總線存取控制權(quán))；(14)總線存取基于混合、分散／集中三種方式；主站之間用令牌傳遞，主站與從站之間用主－從方式；(15)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)有兩類：①非循環(huán)的：有/無應(yīng)答要求的發(fā)送數(shù)據(jù)；有應(yīng)答要求的發(fā)送和請求數(shù)據(jù)。②循環(huán)的（輪詢）：有應(yīng)答要求的發(fā)送和請求數(shù)據(jù)。第二節(jié)PROFIBUS的通信模型和協(xié)議類型一、通信模型PROFIBUS通信模型PROFIBUS通信模型參照了ISO/OSI參考模型的第1層（物理層）和第2層（數(shù)據(jù)鏈路層），其中FMS還采用了第7層（應(yīng)用層），另外增加了用戶層。PROFIBUS-DP和PROF

7、IBUS-FMS的第1層和第2層相同，PROFIBUS-FMS有第7層，PROFIBUS-DP無第7層。PROFIBUSPA有第1層和第2層，但與DP/FMS有區(qū)別，無第7層。PROFIBUS的協(xié)議模型比較簡潔，這樣做提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，也符合工業(yè)通信實(shí)時(shí)性高、數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)和要求。二、PROFIBUS的協(xié)議類型PROFIBUS提供以下三種通信協(xié)議模型：1.PROFIBUS-DP(1)規(guī)定了第1、2層和用戶接口層，保證了數(shù)據(jù)的高效；(2)用戶接口規(guī)定了用戶和系統(tǒng)以及各類設(shè)備可以調(diào)用的應(yīng)用功能；(3)物理層采用RS-485或光纖傳輸技術(shù)；-

8、26-(4)用戶層包括了DP基本功能、擴(kuò)展功能和行規(guī)。2.PROFIBUS-FMS(1)規(guī)定了第1、2、7層和用戶接口層。(2)第7層又分為現(xiàn)場總線規(guī)范和底層接口。(3)第2層用