PROFIBUS技术培训
PROFIBUS作为一种现场总线标准，在世界市场上已被普遍同意并得到广泛运用。本培训教程全面阐述了PROFIBUS的技术特点、应用模式和产品开发方法。
PROFIBUS的系统模型如下：
PROFIBUS是国际性的、开放的现场总线标准
（1）PROFIBUS 标准EN 50170 是完整的、开放的、与制造商无关的、差不多生效的
（2）稳固的PROFIBUS 标准爱护世界范畴的用户和制造商的投资
（3）PROFIBUS 经实践证明并在世界范畴内已安装使用的设备超过1,500,000 个。（截止于１９９７年四季度）
PROFIBUS给客户的好处
（1）节约硬件和安装费用
减少硬件成份(I/O, 终端块、隔离栅)
更容易、更快捷和低成本的安装
（2）节约工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具)
更容易保养和修理
更容易和更快捷的系统起动
（3）更大的制造灵活性
改进功能减少故障时刻准确、可靠的诊断数据可靠的数字传输技术
※PROFIBUS减少40%的安装费用：
※1,200多个产品（到1998年1季），一个标准
到目前为止，已250家不同的制造商可提供1,200 多个产品，你可免费获得最新的PROFIBUS 电子产品指南的拷贝：
（1）从每一个PROFIBUS用户的CD-ROM或软盘
（2）或访问PROFIBUS的国际网页:// profibus
※产品范畴快速增长
※产品应用范畴广泛
※经认证的产品确保互操作性
（1）PROFIBUS 国际差不多建立了质量认证系统，包括产品的一致性和互操作性的测试
（2）几百个产品差不多通过了认证
（3）在欧洲和美国建有如此的测试实验室
（4）经认证的产品都有一个认证号，它们已在PROFIBUS 电子产品指南中列出
PROFIBUS 是领先的开放的现场总线系统
·独立的市场研究证实，PROFIBUS 在欧洲是市场的领导者，且在世界范畴内有最高的增长率。在１９９７年已安装的PROFIBUS 差不多设备超过了1,500,000个，年增长到约20-30%。
·市场总值依照1997 ARC 的市场研究现场总线的世界市场总值大于2百万个节点，50%以上是用在欧洲。
·市场份额依照1996 Consultic 关于德国和欧洲市场的市场研究2，PROFIBUS 在欧洲市场中约占41% 。
三种有效的传输技术
→ PROFIBUS 使用两端有终端的总线拓扑
→ 在运行期间，接入和断开一个或几个站可不能阻碍其他站的工作，即使在本质安全区也如此。
→ 提供三种不同的物理层选择
(1)RS 485: 用于DP 和FMS
(2)IEC 1158-2: 用于PA
(3)光纤: 用于DP 和FMS
PROFIBUS 协议
→ PROFIBUS 总线访问协议（第二层）对三种PROFIBUS 版本(FMS/DP/PA)均相同
→ 这使通信透亮和FMS/DP/PA 网络区域容易组合
→ 因为FMS/DP 使用相同的物理介质(RS-485/FO) ，因此它们能组合在同一根电缆上。
PROFIBUS-DP 的特点
·代替PLC/PC 与I/O 之间昂贵的电线
·快速，传输1 千字节的输入数据和1千字节的输出数据所需时刻<2 ms
·强有力的工具，减少组态和爱护费用
·被所有要紧的PLC 制造商支持
·有广泛的产品: PLC, PC, I/O, 驱动器, 阀, 编码器等
·承诺周期性和非周期性的数据传输
·单主和多主网络
·每个站的输入和输出数据最多可达244 字节
典型的PROFIBUS-DP系统组成：
PROFIBUS-PA(PA = Process Automation) 的特点
·基于扩展的PROFIBUS-DP 协议和IEC 1158-2 传输技术·适用于代替现今的4...20 mA 技术
·仅用一根双绞线进行数据通信和供电
·通过串行总线联接仪器外表与操纵系统
·适用于本质安全的EEx 应用区域
·可靠的串行数字传输
·通过一根双绞电缆进行操纵、调剂和监视
·对所有设备只需一个工程工具
·由于PROFIBUS-PA 行规，保证了互操作性和互换性·仪器外表的爱护和诊断信息
PROFIBUS-FMS 的特点
·FMS 最佳适用于车间级智能主站间通用的、面向对象的通信
·FMS 提供一个MMS-功能子集（MMS 即Manufacturing Message Specification, ISO9506)
·要紧应用区域
大数量的数据传输，例如程序、数据块等等
若干个分散过程部分集成到一个公共过程中
智能站间的通信
开放的组态承诺即插即用
PROFIBUS ASICs 提供大量产品的关键
·对PROFIBUS许多ASICs 芯片是有效的
·对PROFIBUS-DP 用单个芯片即可解决
·对FMS/DP/PA，与处理器无关的外围芯片
·对FMS/DP，带PROFIBUS 核心功能的微操纵器
优点：
·对制造商而言，减少实现费用
·对一个接口的价格减至小于US $ 25
PROFIBUS国际
·超过650 个会员
·20个地区用户协会
·一个专门强大的组织
传输特点(1)
高速(H2), RS 485
?依据RS 485，异步NRZ 传输
?波特率从9.6 kBit/s 到12 MBit/s，可选
?双绞屏蔽电缆
?每段32 个站，最多承诺127 个站
?距离: 12 MBit/s = 100 m; 1.5 MBit/s = 400m; < 187.5 kBit/s = 1000 m ?有中继器距离可延长到10 公里
?9 针, D 型插头
传输特点(2)
低速(H1), IEC 1158-2
?同步Manchester 编码, 31.25 kBit/s
?本质安全(可选) 和通过总线对站供电(可选)
?屏蔽或非屏蔽的双绞电缆
?每段距离达1900 米，用中继器可延长到10 公里
?最多127 个站, 每段10-32 个设备(依靠于EX-类型和供电消耗)
PROFIBUS 电缆要求- IEC 1158-2
电缆设计: 屏蔽双绞电缆
导线面积: 0.8毫米2(AWG 18)
回路电阻: 44 ? / km
阻抗（在31.25 KHz时）: 100 ? +/- 20%
衰减（在39 KHz时）: 3dB / km
每单位长度的电容: 2nF / km
对IEC 1158-2 传输的电缆被列在PROFIBUS 电子产品指南中
PROFIBUS 电缆要求- RS 485
参数电缆类型 A
电缆设计屏蔽双绞电缆
浪涌阻抗135 ... 165 ?
回路电阻110 ? / km
线径0.64 mm
线截面积> 0.34 mm
每单位长度的电容< 30 pF / m
PROFIBUS 电缆被列在PROFIBUS 电子产品指南中。
PROFIBUS 电缆长度（对RS 485）
波特率（kBit/s）9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 12000
线长（m, A类电缆）1200 1200 1200 1000 400 200 100
长度能够用中继器来延长
9 针D 型连接器的针脚分配（为RS 485用）
?对PROFIBUS-DP/FMS 提供的连接器类型是9 针D 型连接器?插座部分被安装在设备上
?假如其他连接器能提供必要的命令信号的话，也承诺使用
拓朴
PROFIBUS 支持总线型，树型和星型拓扑
?那个地点提供的拓扑是总线型拓扑?在总线的开头和结尾必须有终端
?一段能够由最多32 个站*组成
安装RS 485 (1)
安装RS 485 (2)
RS 485 的屏蔽/ 接地
RS-485 传输的数据位顺序
每个八位二进数（１字节）按11 位的顺序被传输最小的有效位(LSB) 被第一个发送
最大的有效位(MSB) 被最后发送
每个八位二进数都补充三位，即开始、终止和奇偶校验位此编码原理称NRZ （即Non Return to Zero）
信号电平
1 = 数据传输开始
2 = 闲暇段、许多据传输、总线终端终止的电平
冗余性提高了系统的可靠性
PROFIBUS 差不多有广泛的应用
到1997年四季度，实际应用超过150,000个，应用领域包括：
?制造业自动化
汽车制造
装瓶系统
仓储系统
?楼宇自动化
交通治理自动化
供热、空调系统
?过程工业自动化
清洗工厂
化工和石化工厂
造纸和纺织品工厂
?电力工业和电力输送
发电厂
开关装置
1 PROFIBUS 在汽车生产中的应用
例如，在Bochum 的GM (Opel) 工厂
（1）对每个车身，PROFIBUS-DP操纵机器人处理2，000多个焊接操作（2）PROFIBUS-DP用在组装线上，每天生产1，200辆轿车
（3）PROFIBUS-DP用在冲压车间，每天处理22，000吨钢材
在OPEL 工厂的网络结构示意图
2 PROFIBUS 在楼宇自动化中
例如，在法国的Bibliotheque Nationale
PROFIBUS 操纵四个80 米高的塔楼
总面积360,000 m2
容积约11,000,000 m3
PROFIBUS 任务包括
?报警治理
?能量优化
?监视
?技术设备的操纵
?操作服务间的可靠、有效的通信、
3 PROFIBUS 在过程自动化中
在1997 年四季度已销售出15,000 多个Profibus - PA 的设备
※ROFIBUS-PA在WACKER 化工厂的应用
WACKER 化工厂简介
·由Dr. Alexander Wacker 建立于1914年10月13日
·1992年,职员13,000 人, 32亿德国马克的营业额
·要紧生产硅和胶制品
WACKER 化工厂项目实施情形
·项目从1997年1月开始
·使用仪器外表和操纵设备总价值500万马克
·1,000个ROFIBUS-PA的传感器和执行器
化工厂什么缘故选择PROFIBUS - PA？
·节约50% 以上的规划、设计和安装成本
·适应本质安全区安装
·由于集中组态工具，容易修理
仪器外表和操纵部门的负责人Mr. H. Krummen对此评论：
“由于PROFIBUS-PA 的使用，使新的生产线的设计、安装费用节约超过2百万马克，
此外，本质安全能力和一个组态工具对所有仪器外表都适用，这就意味着PROFIBUS-PA
完全符合NAMUR* 所期望的准则。”
※PROFIBUS-PA在bitburger啤酒厂的应用
·bitburger啤酒厂每年生产350,000 吨，在欧洲是最大的
Bitburger什么缘故选择PROFIBUS-PA？
·由于容易安装，节约成本
·由于集中组态，建立系统简单
·由于提高了准确性，工厂有更高安全性和有效性
·由于减少了爱护，而节约成本
·由因此开放的国际标准，使投资安全
技术培训（2—5 章） 作为一种现场总线标准，在世界市场上已被普遍接受并得到广泛运用。本培训教程全面阐述了的技术特点、应用模式和产品开发方法。
的系统模型如下： 是国际性的、开放的现场总线标准 （1）标准50170 是完整的、开放的、与制造商无关的、已经生效的 （2）稳固的标准保护世界范围的用户和制造商的投资 （3）经实践证明并在世界范围内已安装使用的设备超过1,500,000 个。（截止于１９９７年四季度） 给客户的好处 （1）节省硬件和安装费用 减少硬件成份(, 终端块、隔离栅) 更容易、更快捷和低成本的安装 （2）节省工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具) 更容易保养和维修
更容易和更快捷的系统起动 （3）更大的制造灵活性 改进功能减少故障时间准确、可靠的诊断数据可靠的数字传输技术 ※ 减少40%的安装费用： ※ 1,200 多个产品（到1998 年 1 季），一个标准 到目前为止，已250 家不同的制造商可提供1,200 多个产品，你可免费获得最新的电子产品指南的拷贝： （1）从每一个用户的或软盘 （2）或访问的国际网页 ※ 产品范围快速增长 ※ 产品应用范围广泛
※ 经认证的产品确保互操作性 （1）国际已经建立了质量认证系统，包括产品的一致性和互操作性的测试（2）几百个产品已经通过了认证 （3）在欧洲和美国建有这样的测试实验室 （4）经认证的产品都有一个认证号，它们已在电子产品指南中列出 是领先的开放的现场总线系统 ·独立的市场研究证实，在欧洲是市场的领导者，且在世界范围内有最高的增长率。在１９９７年已安装的基本设备超过了1,500,000 个，年增长到约20- 30%。 ·市场总值根据1997 的市场研究现场总线的世界市场总值大于2 百万个节点，50%以上是用在欧洲。 ·市场份额根据1996 关于德国和欧洲市场的市场研究2，在欧洲市场中约 占41% 。 三种有效的传输技术 →使用两端有终端的总线拓扑 → 在运行期间，接入和断开一个或几个站不会影响其他站的工作，即使在本质安全区也如此。
PROFIBUS技术培训（2—5章） PROFIBUS作为一种现场总线标准，在世界市场上已被普遍接受并得到广泛运用。本培训教程全面阐述了PROFIBUS的技术特点、应用模式和产品开发方法。
PROFIBUS的系统模型如下： PROFIBUS是国际性的、开放的现场总线标准 （1）PROFIBUS 标准 EN 50170 是完整的、开放的、与制造商无关的、已经生效的 （2）稳固的 PROFIBUS 标准保护世界围的用户和制造商的投资 （3）PROFIBUS 经实践证明并在世界围已安装使用的设备超过1,500,000 个。（截止于１９９７年四季度） PROFIBUS给客户的好处 （1）节省硬件和安装费用 减少硬件成份 (I/O, 终端块、隔离栅) 更容易、更快捷和低成本的安装 （2）节省工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具) 更容易保养和维修
更容易和更快捷的系统起动 （3）更大的制造灵活性 改进功能减少故障时间准确、可靠的诊断数据可靠的数字传输技术※ PROFIBUS减少40%的安装费用： ※ 1,200多个产品（到1998年1季），一个标准 到目前为止，已250家不同的制造商可提供 1,200 多个产品，你可免费获得最新的 PROFIBUS 电子产品指南的拷贝： （1）从每一个PROFIBUS用户的CD-ROM或软盘 （2）或访问PROFIBUS的国际网页 .profibus. ※产品围快速增长 ※产品应用围广泛
※经认证的产品确保互操作性 （1）PROFIBUS 国际已经建立了质量认证系统，包括产品的一致性和互操作性的测试 （2）几百个产品已经通过了认证 （3）在欧洲和美国建有这样的测试实验室 （4）经认证的产品都有一个认证号，它们已在 PROFIBUS 电子产品指南中列出 PROFIBUS 是领先的开放的现场总线系统 ·独立的市场研究证实， PROFIBUS 在欧洲是市场的领导者，且在世界围有最高的增长率。在１９９７年已安装的PROFIBUS 基本设备超过了 1,500,000个，年增长到约20-30%。 ·市场总值根据1997 ARC 的市场研究现场总线的世界市场总值大于2百万个节点， 50%以上是用在欧洲。 ·市场份额根据1996 Consultic 关于德国和欧洲市场的市场研究2，PROFIBUS 在欧洲市场中约占 41% 。 三种有效的传输技术 → PROFIBUS 使用两端有终端的总线拓扑 → 在运行期间，接入和断开一个或几个站不会影响其他站的工作，即使在本质安全区也如此。
PROFIBUS技术培训 PROFIBUS作为一种现场总线标准，在世界市场上已被普遍同意并得到广泛运用。本培训教程全面阐述了PROFIBUS的技术特点、应用模式和产品开发方法。
PROFIBUS的系统模型如下： PROFIBUS是国际性的、开放的现场总线标准 （1）PROFIBUS 标准EN 50170 是完整的、开放的、与制造商无关的、差不多生效的 （2）稳固的PROFIBUS 标准爱护世界范畴的用户和制造商的投资 （3）PROFIBUS 经实践证明并在世界范畴内已安装使用的设备超过1,500,000 个。（截止于１９９７年四季度） PROFIBUS给客户的好处 （1）节约硬件和安装费用 减少硬件成份(I/O, 终端块、隔离栅) 更容易、更快捷和低成本的安装 （2）节约工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具) 更容易保养和修理
更容易和更快捷的系统起动 （3）更大的制造灵活性 改进功能减少故障时刻准确、可靠的诊断数据可靠的数字传输技术 ※PROFIBUS减少40%的安装费用： ※1,200多个产品（到1998年1季），一个标准 到目前为止，已250家不同的制造商可提供1,200 多个产品，你可免费获得最新的PROFIBUS 电子产品指南的拷贝： （1）从每一个PROFIBUS用户的CD-ROM或软盘 （2）或访问PROFIBUS的国际网页:// profibus ※产品范畴快速增长 ※产品应用范畴广泛
※经认证的产品确保互操作性 （1）PROFIBUS 国际差不多建立了质量认证系统，包括产品的一致性和互操作性的测试 （2）几百个产品差不多通过了认证 （3）在欧洲和美国建有如此的测试实验室 （4）经认证的产品都有一个认证号，它们已在PROFIBUS 电子产品指南中列出 PROFIBUS 是领先的开放的现场总线系统 ·独立的市场研究证实，PROFIBUS 在欧洲是市场的领导者，且在世界范畴内有最高的增长率。在１９９７年已安装的PROFIBUS 差不多设备超过了1,500,000个，年增长到约20-30%。 ·市场总值依照1997 ARC 的市场研究现场总线的世界市场总值大于2百万个节点，50%以上是用在欧洲。 ·市场份额依照1996 Consultic 关于德国和欧洲市场的市场研究2，PROFIBUS 在欧洲市场中约占41% 。 三种有效的传输技术 → PROFIBUS 使用两端有终端的总线拓扑 → 在运行期间，接入和断开一个或几个站可不能阻碍其他站的工作，即使在本质安全区也如此。