技术培训
第八部分PROFIBUS 行规
除通信行为外行规还定义设备行为行规定义被使用的通信功能子集
订单号 3.052)
来实现控制根据详细的流程图从高水平自动化的观点
控制
订单号 3.062)
到编码器的联接如旋转编码器
编码器和线性编码器
如比例尺中断处理和扩展的诊断
订单号 3.072)
的制订
动器如何参数化以及设定点和实际值如何被传输
使不同制造商的驱动器能互换
和位置控制的规范
能联系
订单号 3.082)
怎样与高层自动化部件连接通信功能
订单号 3.002)
这是一个通信行规对标准的控制器类型描述了必要的服务参数和数据类型
订单号 3.011)
这是专为楼宇自动化制定的分支行规它包括一般定义
协议进行通信
订单号 3.032)
这是一个分支行规
通信
订单号 3.042)
这是专为过程自动化制定的行规依据功能块技术
如温度压力液位
位器等
PROFIBUS-DP协议简介 一．PROFIBUS – DP用于现场层的高速数据传送。 主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-Dp还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态．诊断和报警处理。 ①传输技术：RS－485双绞线．双线电缆或光缆。波特率从9.6K bit/s到12M bit/s。 ②总线存取：各主站间令牌传递，主站与从站间为主－从传送。支持单主或多主系统。总线上最多站点（主－从设备）数为126。 ③通信：点对点（用户数据传送）或广播（控制指令）。循环主－从用户数据传送和非循环主－主数据传送。 ④运行模式：运行．清除．停止。 ⑤同步：控制指令允许输入和输出同步。同步模式：输出同步；锁定模式：输入同步。 ⑥功能：DP主站和DP从站间的循环用户有数据传送。各DP从站的动态激活和可激活。DP从站组态的检查。强大的诊断功能，三级诊断诊断信息。输入或输出的同步。通过总线给DP从站赋予地址。通过部线对DP主站（DPM1）进行配置，每个DP从站的输入和输出数据最大为246字节。 ⑦可靠性和保护机制：所有信息的传输按海明距离HD＝４进行。DP从站带看门狗定时器（Watchdog Timer）。对DP从站的输入／输出进行存取保护。DP主站上带可变定时器的用户数据传送监视。 ⑧设备类型：第二类DP主站（DPM2）是可进行编程．组态．诊断的设备。第一类DP主站（DPM1）是中央可编程控制器，如PLC．PC等。DP从站是带二进制值或模拟量输入输出的驱动器．阀门等。 （１）PROFIBUS – DP基本特征 ①速率：在一个有着32个站点的分布系统中，PROFIBUS-DP对所有站点
Profibus DP通讯协议简单介绍 一、首先，Profibus DP通讯协议是一种单一的、一致性通讯协议，用于所有的工厂自动化和过程自动化。 这种协议使用“主-从”模式：一个设备（主）控制一个或多个其他设备（从）； 协议使用：“令牌”模式：“令牌”通过网络传递，具有令牌控制的站有权访问网络。Profibus DP以三种版本存在： DP-V0:Overall command structure循环数据交换 DP-V1：扩展到非循环数据交换等 DP-V2：进一步扩展到及时，时钟同步等。 一种单一的协议适应所有的应用 Profibus DP支持所有的DCS或控制器与单个的现场设备； 工厂设备和过程设备是直接地连接到Profibus DP； 过程自动化设备（PA），聚合在“PA簇”，通过连接器或链环连接到PROFIBUS DP； Profibus总线访问协议（第二层）对三种Profibus版本（FMS/DP/PA）均相同； 这使得通讯透明和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），因此他们能组合在同一根电缆上。二、Profibus-总线访问协议的特征 混合总线访问协议： 主站间的逻辑令牌环 主从站间的主从协议 主站： 主动站在一个限定时间内（Token Hold Time）对总线有控制权。 从站： 从站只是响应一个主站的请求，他们对总线没有控制权。 三、Profibus-总线访问协议（FDL）的特点 主站或从站可以在任何时间点接入或断开，FDL将自动重新组织令牌环； 令牌调度确保每个主站有足够的时间履行它的通信任务；因此，用户必须计算全部目标令牌环的时间； 总线访问协议有能力发现有故障的站、失效的令牌、重复的令牌、传输错误和其他所有可能的网络失败。 所有信息（包括令牌信息）在传输过程中确保高度安全，以免传输错误。海明距离HD=4. 四、Profibus-令牌调度原理 在多主网络中，令牌调度必须确保每个主站有足够的时间完成他的通讯任务； 用户组织全部目标令牌循环时间（TTR）进入所有主站的通信任务账户； 每一个主站根据下列公式计算它接收令牌后完成它的通信任务的时间（TTH）: TTH=TTR-TRR TTH=持有令牌的时间 TTR=目标令牌循环时间 TRR=实际令牌循环时间 五、Profibus报文结构
P R O F I B U S总线及工业以太网的简要比较与应用方 案分析 Prepared on 22 November 2020
PROFIBUS总线、CAN总线及工业以太网的应用探讨 姜勇刚 通信作者：冯震（指导教师） （湖北师范学院机电与控制工程学院湖北黄石 435000）摘要：本文主要介绍了 PROFIBUS总线，CAN总线及工业以太网各自的的特点与不足，对三者的网络协议规范进行比较。探讨了工业应用中的两种方案：PROFIBUS与工业以太网结合应用—Profinet；CAN与工业以太网并存组网。展望了工业以太网在工业网络控制中的发展趋势。 关键词：PROFIBUS CAN 工业以太网工业网络控制 The discuss and application among PROFIBUS, CAN BUS and Industrial Ethernet Jiang Yong-gang Communication author: Feng Zhen (teacher) (Electrical and control engineering department Hubei Normal University Huangshi China 435000) Abstract: This article mainly introduced the PROFIBUS, CAN bus and Industrial Ethernet their respective advantages and disadvantages of the three network agreement standard for comparison. Discusses two kinds of industrial applications: PROFIBUS gets new development ——Profinet; CAN coexist with industrial Ethernet make new mixed network. Industrial Ethernet is prospected in industrial network control in development trend. Keywords: PROFIBUS CAN Industrial Ethernet Industrial Control 0 引言 现场总线（Fiedldbus）是80年代末国际上发展起来的现场智能设备互联通讯网络，目前已成为世界上自动化技术的研究热点，据不完全统计，各类总线有四十多种[1]。其中，过程现场总线（PROFIBUS－PROCESS PFIELDBUS ）和控制器局部网（CAN－CONTROLLER AREA NETWORK）依靠各自的优良特性和开放性，被认为是最有前途的两
2013 - 2014 学年第二学期 《PROFIBUS的应用与发展》 题目：PROFIBUS的应用与发展 专业：自动化 班级： 11自动化（2）班 姓名：汤传军 指导教师：杨锐敏 成绩： 电气工程学院 2014 年4月15日
PROFIBUS的发展与应用 目录 摘要 (1) 1．引言 (2) 1.1 现场总线结构模型 (2) 1.2 现场总线主要特点 (2) 2. 现场总线在煤化工控制领域中的应用 (3) 3. 现场总线在锅炉控制系统中的应用 (3) 4. 现场总线在配电自动化中的应用 (4) 4.1国内外配电自动化的发展现状 (4) 5. 现场总线在楼宇自动化中的应用 (5) 5.1 概述 (5) 5.2楼宇自动化中应用的主要现场总线技术 (5) 6. 现场总线在智能交通领域中的应用 (6) 6.1 概述 (6) 6.2智能交通信号控制系统介绍 (6) 7. 结束语 (6) 参考文献 (8)
摘要 现场总线作为一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统，近年来得到了迅猛的发展和应用。用于过程自动化、制造自动化、电力自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。为此本文阐述了现场总线的发展和现场总线技术在各个代表性领域的应用。 关键词：现场总线技术，自动化控制系统，发展，应用
1．引言 计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场总线已经普遍地渗透到自动控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动控制领域主要的发展方向之一。现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域；并且国外大公司已经在大力拓展中国市场，发展我国的现场总线产品已经刻不容缓。现场总线对自动化技术的影响意义深远。当今可以认为现场总线是提高自动化系统整体水平的基础技术，对国民经济影响重大。因此，要在自动化领域中推广应用和发展现场总线。现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络，具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS 现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS－INTERFACE总线等。 现场总线是现场仪表与控制室系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统，主要用于工厂低层设备(传感器及传动装置等)的数据通信。现场总线已不仅仅是一个新技术领域或新技术问题，在研究它的同时，我们发现它已经改变了我们的观念；如何去看待现场总线，要比研究它的技术细节更为重要。 1.1 现场总线结构模型 现场总线的模型结构在低层 (1、2层 )是基本相同的，在上层各现场总线之间的功能有所不同。 IEC定义为 3层，即采用ISO (国际标准化组织) 的OSI所规定的7层中的3层，分别为物理层、链路层、应用层。 ISA/ SP50委员会增加了用户层，因此现场总线模型已统一为4层，即物理层、链路层、应用层和用户层。 1.2 现场总线主要特点 1) 系统可靠性高； 2) 实现开放式互连网络； 3) 安装与接线费用低； 4) 调节性能提高； 5) 系统组态简单。
PROFIBUS协议芯片ASPC2R/STE2A (1) ASICs芯片ASPC 2 是一种用于主站的智能通信芯片，支持PROFIBUS-DP和PROFIBUS-FMS 协议。通过段耦合器也可接PROFIBUS-PA。这种芯片可使可编程序控制器、个人计算机、驱动控制器、人机接口等设备减轻通信任务负担。IM 180接口模板使用的就是ASPC 2。ASPC 2 最大数据传输速率12Mbit/s。 (2) ASPC 2 采用100管脚的MQFP封装。如果用于本征安全场合，还需要一个外界信号转换器才能接到PROFIBUS-PA上。
(3) ASPC 2 可完成信息报文、地址码、备份数据序列的处理。ASPC 2 与相关FRIMWARE可支持PROFIBUS-FMS/DP的全部协议。ASPC 2可寻址1M字节的外部信息报文存储器。总线存取驱动由硬件完成。APSC 2 需要一个独立的微处理器和必要FRIMWARE一起工作。ASPC 2可以方便连接到所有标准类型的微处理器上。 (4) ASPC 2 主要技术指标： ·▲支持PROFIBUS-DP、-FMS、-PA协议。 ·▲最大数据传输速率12Mbit/s。 ·▲最多可连接125个ACTIVE/PASSIVE站点。 ·▲100管脚的MQFP封装。 ·▲16位数据线。2个中断线。 ·▲可寻址1M字节的外部信息报文存储器。 ·▲功能支持：Ident、request FDL status、SDN、SDA、SRD、SDR with distribution database、SM。 ·▲5VDC供电，最大功率损耗0.8W。 (5) FRIMWARE: 用于ASPC 2 的FRIMWARE可完成所有协议处理和主站应具有的功能要求。用于PROFIBUS-DP的FRIMWARE提供给许可证机构内部的设备制造商。 (6) 使用ASPC 2 的PROFIBUS-DP主站接口框图, 见图5-8。
profibus-DP和modbus是两种不同的通信协议。 【PROFIBUS】 PROFIBUS，是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。 ★特点 Profibus作为业界应用最广泛的现场总线技术，除具有一般总线的优点外还有自身的特点，具体表现如下： （1）最大传输信息长度为255B，最大数据长度为244B，典型长度为120B。 （2）网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。 （3）传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6Kb/s到12Mb/s不等。 （4）站点数取决于信号特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），最多127个站点带转发器。 （5）传输介质为屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。
（6）当用双绞线时，传输距离最长可达9.6km，用光纤时，最大传输长度为90km。 （7）传输技术为DP和FMS的RS-485传输、PA的IEC1158-2传输和光纤传输。 （8）采用单一的总线方位协议，包括主站之间的令牌传递与从站之间的主从方式。 （9）数据传输服务包括循环和非循环两类。 【Modbus】 Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。 ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。 ModBus网络只有一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。 ★特点 Modbus具有以下几个特点： （1）标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400
Profibus-DP协议智能电表 张小莉 第一章 Profibus-DP协议概述 本章节简要介绍了Profibus-DP协议，用户若熟悉本节内容，可以直接阅读第二章节仪表的通讯配置。 1.1 Profibus-DP简介 Profibus是唯一集成H1(过程)和H2（工厂自动化）的现场总线解决方案，是一种国际化的、开放的现场总线标准，它也是国际标准IEC61158中8种现场总线之一。Profibus可以将数字自动化设备从低级（传感器/执行器）到中间级执行级（单元级）分散开来。根据应用特点和用户不同的需要， Profibus 提供了3种兼容版本通信协议：FMS 、PA和DP 。 Profibus-DP用于自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O的通讯。 Profibus-DP使用第1层、第2层和用户接口层、第3~7层未使用，这种精简的结构确保了高速数据传输。直接数据链路映像程序DDLM提供对第2层的访问。用户接口规定了设备的应用功能、Profibus-DP 系统和设备的行为特性。Profibus-DP特别适合于PLC与现场分级式I/O设备之间的通讯。主站之间的通讯为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及这两种方式的混合。 1.2 Profibus-DP物理层 1.2.1 传输介质 PROFIBUS-DP传输技术采用的是RS485传输，其传输介质可以选择型式A和型式B两种导线，A为屏蔽双绞线，B为普通双绞线。但在EN50 170标准中规定为型式A导线，型式A比型式B有较大的扩展长度，见表1。 表1：Line A Line B说明 1.2.2 传输距离 标准Profibus-DP支持以下传输速率：（单位：kbps）9.6、19.2、31.25、45.45、93.75、187.5、500、1500、3000、6000、12000。每个DP从站的输入数据和输出数据最大为244B，使用屏蔽双绞电缆时最长通讯距离为9.6km（需要增加中继），使用光缆时最长为90km。
浅析PROFIBUS-DP通讯技术 （215123苏州万龙电气集团股份有限公司陈林龙） 摘要：本文简要的分析了PROFIBUS-DP的基本功能，同时就其中的数据传输技术进行了重点分析，接着分析了该技术在一些领域的应用，文章最后就该技术在实际运行中可能会出现的故障做了探讨。 关键词：PROFIBUS-DP传输技术总线技术 一、PROFIBUS-DP的基本功能 中央控制器读取从设备的输入信息并发送输出信息这一过程具有周期性。总线循环时间需要比中央控制(PLC)的程序循环时间短。通过相关研究表明，在大多数的应用场合中程序循环的时间一般约为l0ms。除了循环的用户数据传输外，PROFIBUS-DP同样提供了强有力的组态功能。数据通信是由主站和从站上的监控功能进行监控的。 PROFIBUS—DP的基本功能可以总结如下： （1）传输技术：在实际工作中可以根据最大传输速率的不同来选用电缆和光缆两种传输介质。 （2）现场总线存取：主站间的传递方式往往是令牌式传递，而主站与从站之间的传递方式为主一从传送，支持单主或多主系统。在对总线上的设备数量进行选择时，需要根据实际情况来定。 （3）通信功能：使用点对点(用户数据传送)或广播(控制指令)；循环主一从用户数据传送和非循环主一主数据传送。当用户数据在DPMI从站之间进行传输时，此时便需要按照确定的递归顺序自动执行。值得注意的一点是：DPMl和DP从站之间的数据传送一般可以分为三个阶段，分别是：参数设定、组态配置、数据交换。 （4）运行模式：PROFIBUS—DP规范中对系统行为进行了详细的描述，以便能够在一定程度上保证各种设备的互换性。系统行为的确定往往需要根据DPMl的操作状态，这些状态由本地或总体的配置设备所控制，往往有如下三种状态：（1）运行：输入和输出数据的循环传送DPM1由DP从站读取输入信息并向DP从站写入输出信息；（2）清除：DMP1读取DP从站的输入信息并使输出信息保持为故障-安全状态；（3）停止：只能进行主-主数据传送DMP1和DP从站之间没有数据传送。
BusWorks TM 900PB Series ProfiBus/RS485 Network I/O Modules Technical Reference INTRODUCTION TO PROFIBUS DP ACROMAG INCORPORATED Tel: (248) 624-1541 30765 South Wixom Road Fax: (248) 624-9234 P.O. BOX 437 Wixom, MI 48393-7037 U.S.A. Copyright 2002, Acromag, Inc., Printed in the USA. Data and specifications are subject to change without notice. 8500-698-A02M000
Introduction To ProfiBus DP __________________________________________________________________ 2INTRODUCTION TO PROFIBUS DP ABOUT PROFIBUS.…………………………………………… 3PROFIBUS DP SLAVE STATE MACHINE..………………… 7Power ON/Reset State………………………………….. 7Parameterization State…………………………………. 7I/O Configuration State…………………………………. 7Data Exchange State……………………………………. 8Fail Safe Operation…………………..………………….. 8Watchdog……………………………..………………….. 9GSD FILES……………………………………………………… 10REQUIRED SOFTWARE…..………………..………………… 13TYPES OF TRANSMISSION………………..………………… 14SRD Send and Request Data w/Acknowledge…….. 14SDN Send Data w/No Acknowledge………………….. 14PROFIBUS DP DATA CHARACTER FORMAT……………. 14ProfiBus Data Error Checking………….…………….. 15PROFIBUS TELEGRAM STRUCTURE…………………….. 15Start Delimiter……………………………………………. 16Length Of Telegram…………………………………….. 18Destination Address & Source Address…………….. 18Function Code Or Frame Control…………………….. 18Service Access Points………………………………….. 19Data Unit………………………………………………….. 19Frame Check Sequence………………………………… 19End Delimiter…………………………………………….. 20DP COMMAND FUNCTIONS…………………………………. 20Function Status………………………………………….. 20OPERATING STATES AND APPLICABLE FUNCTIONS.... 21Initial Power ON/Reset………………………………….. 21Set_Slave_Add Telegram………………………… 22Parameterization……..………………………………….. 23Set_Prm Telegram…………………………………. 24I/O Configuration……..………………………………….. 26Chk_Cfg Telegram…………………………………. 26Get_Cfg Telegram…………………………………. 27Diag_Data Telegram………………………………. 27Data Exchange State..………………………………….. 33Data_Exchange Telegram……..…………………. 33Read_Inp Telegram……..…………………………. 33Read_Outp Telegram…………..…………………. 34Global_Control Services..……..…………………. 34Use Of Freeze..……..……..…………………. 35Use Of Sync/Unsync.……..…………………. 35BUS TIMING (36) This information is provided as a service to our customers and to others interested in learning more about Profibus. Acromag assumes no responsibility for any errors that may occur in this document, and makes no commitment to update or keep this information current. Be sure to visit Acromag on the web at https://www.doczj.com/doc/937480668.html,. Windows? is a registered trademark of Microsoft Corporation. Modbus? is a registered trademark of Modicon, Incorporated. TABLE OF CONTENTS
竭诚为您提供优质文档/双击可除profibus协议报文格式 篇一：profibus协议报文说明 1、通信端口参数 支持的波特率： 2、报文格式 3）sd3:固定8字节数字域 篇二：profibus协议 pRoFibus协议 20xx-01-2118:03 Rs485接口 （1）pRoFibus是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。 （2）pRoFibus由三个兼容部分组成，即pRoFibus－dp （decentralizedperiphery）．pRoFibus－pa （processautomation）．pRoFibus-Fms(Fieldbus messagespecification)。 （3）pRoFibus–dp:是一种高速低成本通信，用于设备
级控制系统与分散式i／o的通信。使用pRoFibus－dp可取代办24Vdc或4－20ma信号传输。 （4）poRFibus－pa：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。 （5）pRoFibus－Fms：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。 （6）pRoFibus是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网 络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。 （7）与其它现场总线系统相比，pRoFibus的最大优点在于具有稳定的国际标准en50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。pRoFibus开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。市场调查确认，在德国和欧洲市场中pRoFibus占开放性工业现场总线系统的市场超过40％。pRoFibus有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。 《pRoFibus协议结构》 pRoFibus协议结构是根据iso7498国际标准，以开放式
PROFIBUS接口概述 日期：2009/2/23 PROFIBUS接口概述 Profibus是与一个自动化网络连接设备相关的串行通讯标准。它是一个开放式协议，先为德国标准DIN19245，后又被纳为欧洲标准EN50170第2卷。Profibus是由西门子公司推出的，在整个欧洲应用广泛。它有三个不同的通讯协议DP、FMS和PA，该Profibus适用于许多自动化系统的要求。Profibus DP用于现场层的高速数据传送、Profibus FMS管理智能设备之间复杂通讯、Profibus PA管理过程自动化任务。 在这里将集中在Profibus DP（分布式外设），Profibus DP是一个标准解决方案，通过一根总线来管理设备，这些设备通常是：I/O模块、传感器/变送器/执行器等低层自动化系统。 PROFIBUS DP特性 网络拓扑：它是一个公共的总线结构（总线两端封闭）能同时链接126个设备。物理上支持是RS485接口，如果没有试用中继器，网络最多可接32个站。 物理层：除了RS485差分串行传输技术，也能使用光纤链接。在任何情况下，DP和FMS设备能在一个网络中共同存在。它们共享同一个物理通讯接口（它们在ISO/OSI堆栈中处于相同层1和层2）。所建的标准要求非常高的通讯速度，从9.6波特率（最小）到12M波特率（最大）。 网络设备：可把设备分成三种等级：1级DP主站（DPM1）、2级DP主站（DPM2）、从站。1级DP主站它包括能周期地与分布式外设（直接管理其它网络站点的输入/输出数据，主要指的是从站）交换数据的所有设备。2级DP主站是组态设备、监视网络状态以及与它相连的设备。从站是直接与外围进行输入和输出数据交换的设备。典型的从站设备：数字I/O模块、编码器、驱动器、阀门、各种变送器等。
新建 文本文档 唐济扬：《PROFIBUS总线存取协议》 （１） 三种PROFIBUS(DP．FMS．PA)均使用一致的总线存取协议。该协议是通过OSI参考模型第二层（数据链路层）来实现的。它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。 （２） 在PROFIBUS中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbus Data Link - FDL）。介质存取控制（Medium Access Control - MAC）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。 （３） PROFIBUS协议的设计要满足介质控制的两个基本要求： ①． 在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。 ②． 在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。 因此，PROFIBUS总线存取协议，主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。 （４） 令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌）。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。 （５） 主站得到总线存取令牌时可与从站通信。每个主站均可向从站发送或读取信息。因此，可能有以下三种系统配置： ① ．纯主－从系统 ②．纯主－主系统 ③．混合系统 （６） 以一个由３个主站．７个从站构成的PROFIBUS系统为例。３个主站之间构成令牌逻辑环。当某主站得到令牌报文后，该主站可在一定时间内执行主站工作。在这段时间内，它可依照主－从通讯关系表与所有从站通信，也可依照主－主通讯关系表与所有主站通信。 （７） 在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环。 （８） 第二层的另一重要工作任务是保证数据的可靠性。PROFIBUS第二层的数据结构格式可保证数据的高度完整性。 （９）PROFIBUS在第二层按照非连接的模式操作，除提供点对点 逻辑数据传输外，还提供多点通信，其中包括广播及选择广播功能。 第 1 页
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北京凯迪恩自动化技术有限公司
PROFIBUS 基础知识
PROFIBUS 是世界上第一个开放式现场总线标准，从 1991 年德国颁布 FMS 标准 （DIN19245）至今已经历了十余年，现在已为全世界所接受。其应用领域覆盖了从机械加 工、过程控制、电力、交通到楼宇自动化的各个领域。PROFIBUS 于 1995 年成为欧洲工业 标准（EN50170） ，1999 年成为国际标准（IEC61158-3） ，2001 年被批准成为中华人民共和 国工业自动化领域行业标准中唯一的现场总线标准。PROFIBUS 在众多的现场总线中以其超 过 40% 的市场占有率稳居榜首。其产品每年增长 20-30%。以著名的西门子公司为例，它可 以提供上千种 PROFIBUS 产品并已经把他们应用在中国的许多自动控制系统中。 一 PROFIBUS 概述
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各类设备经认证的产品确保由不同制造商生产的设备能毫无问题地相互通 信，PROFIBUS 用户组织已建立了质量认证程序，它包括一致性和互操作性测试 在德国、美国和中国建立了测试实验室 经认证的产品被列入 PROFIBUS 电子产品指南
为 全 球 客 户 提 供 自 动 化 系 统 解 决 方 案 和 产 品
PROFIBUS协议 2010-01-21 18:03 RS485接口 （1） PROFIBUS是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。 （2） PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）．PROFIBUS －PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。 （3） PROFIBUS–DP: 是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I／O的通信。使用PROFIBUS－DP可取代办24VDC或4－20mA信号传输。 （4） PORFIBUS－PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。 （5） PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。 （6） PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网 络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。 （7）与其它现场总线系统相比，PROFIBUS的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括加工制造． 过程控制和自动化等。PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。市场调查确认，在德国和欧洲市场中 PROFIBUS占开放性工业现场总线系统的市场超过40％。PROFIBUS有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。 《PROFIBUS 协议结构》 PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准，以开放式系统互联网络（Open System Interconnection-SIO）作为参考模型的。该模型共有七层。 （1）PROFIBUS－DP：定义了第一．二层和用户接口。第三到七层未加描述。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同PROFIBUS－DP设备的设备行为。 （2）PROFIBUS－FMS：定义了第一．二．七层，应用层包括现场总线信息规范（Fieldbus Message Specification - FMS）和低层接口(Lower Layer Interface －LLⅠ)。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通信服务。LLⅠ协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第二层访问接口。 （3）PROFIBUS－PA：PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS－DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1158－2标准，PA的传输技术可确保其本征安全性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。 注：第一层为物理层，第二层为数据链路层，第三－六层末使用，第七层为应用层。《PROFIBUS传输技术》 PROFIBUS提供了三种数据传输类型： （1）用于DP和FMS的RS485传输。 （2）用于PA的IEC1158－2传输。 （3）光纤
2.2 PROFIBUS 通讯协议 对于调速驱动装置，根据变速驱动行规，在周期型通道中传输的数据结构被定义为参数过程数据对象PP0(Parameter Process Object) [2]。这个通道经常被称为标准通道，其中包含有用的用户数据。可用的数据结构分为两个部分且能用报文分别传送：过程通道PZD 部分、参数通道PKW 部分，具体的协议报文结构如图2 所示。 变速驱动行规对PPO 的结构、长度作了更具体的规定，常用的参数过程数据对象PPO 一共有5 种类型，按照可用数据有无参数通道及过程通道的数据字的多少来划分：（1）可用数据有数据区而无参数区，有两字或六个字的过程数据，如PPO3 和PP04。（2）可用数据有参数区和数据区，且有两个字、六个字或是个字的过程数据，如PPO1、PPO2、PPO5。常用的PPO 类型如表2 所示。选用那种类型的PP0，取决于在硬件组态中的设置。过程数据在传动系统中总是以最高优先级进行传送和处理，它主要传送传动装置的状态信息和控制信息。参数数据运行存取传动系统的所有参数。因而，它能够在不影响过程数据传输性能的情况下，从上一级系统调用参数值、诊断值、故障信号等。 PKW 区说明参数数值（PKW）的数据接口处理方式。PKW 接口并非物理意义的接口，而是一种通讯机理。这一机理确定了参数在两个通讯伙伴之间(如PLC 和变频器之间)的传输方式。PKW 参数区一般包含4 个字。前两个字（PKE 和IND）的信息是关于主站请求任务（任务识别标记ID）和从站应答响应（应答识别标记ID）的报文。PKW 的后两个字（PWE1和PWE2）用来读写具体的参数数值。 PKW 参数通道的第一个字是参数标识符PKE。位0 到10（PNU）包括所请求的参数号，它决定所要执行的参数读写任务访问的是数组参数中的哪一个元素。位11（SPM）是用来参数变更报告的触发位。位12 到位15（AK）包括任务标识ID 和应答标识ID. PKW 参数通道的第二个字变址IND 的位12 到15 位是参数号PNU 的扩展页号，它和参数标识符基本参数号PNU 共同产生完整的传动装置参数号。变址IND 的0 到7 位为带数组的参数寻址提供数组下标，决定访问数组参数的哪一个元素。 第三和第四字为参数数值（PWE）。参数值总是以双字来传送，在PPO 报文中，一次只能传送一个参数值，由PWE1(高位字)和PWE2（低位字）共同组成一个32 位参数数值。当用PWE2 传送一个16 位参数值，必须在DP 主站中设置高位字PWE1 为零。 利用PKW 参数通道修改驱动装置参数必须遵守以下规则：（1）一个任务或一个应答仅能涉及一个参数。（2）主站必须重复地发送任务报文直到从从站那里得到相应的应答报文。主站通过对应答识别ID、参数号、变址下标和参数值的处理识别任务的应答。（3）完成的任务必须送出一个报文，对于应答也一样。（4）在应答报文中重复的实际值总是当前的最新值。（5）如果在周期工作中不需要PKW 参数通道的信息而只需要PZD 过程通道的信息，则任务ID 被发布为“无任务（用0 表示）”。 过程通道PZD 区是为监测和控制调速驱动装置而设计的，在DP 主站和从站中收到的PZD 报文总是以最高的优先级处理，即处理PZD 过程通道的优先级高于处理参数通道
Profibus-DP规（草案）
1 围和目的 (4) 1.1 目的 (4) 1.2 围 (4) 1.3 术语 (4) 1.4 概述 (6) 2 规性引用文件 (7) 3 物理层定义 (7) 3.1 RS-485物理传输方式 (7) 3.2 电气特性 (7) 3.3 总线连接器 (7) 3.4 总线电缆 (8) 3.5 接地，屏蔽 (8) 3.6 总线终端器 (9) 3.7 物理层和介质冗余 (9) 4 链路层定义 (10) 4.1 数据传输功能 (10) 4.2 帧结构 (11) 4.2.1 帧字符（UART字符） (11) 4.2.2 传输规则 (11) 4.2.3 位同步 (12) 4.3 帧格式 (12) 4.3.1 无数据字段的固定长度的帧SD1 (12) 4.3.2 有数据字段的固定长度的帧SD3 (13) 4.3.3 有可变数据字段长度的帧SD2 (13) 4.3.4 令牌帧SD4 (14) 4.4 循环和系统响应时间 (15) 4.4.1 令牌循环时间(Token Cycle Time) (15) 4.4.2 报文循环时间(Message Cycle Time) (15) 4.4.3 系统反应时间(System Reaction Times) (16) 5 PROFIBUS-DP通信模型 (17) 5.1 协议结构 (17) 5.2 通信关系 (19) 5.3 功能概述 (21) 6 PROFIBUS-DP应用层实现 (23) 6.1 Prifibus DP从站状态机 (23) 6.2 Prifibus DP从站初始化报文过程 (23) 6.2.1 检查从站是否存在 (23) 6.2.2 初始化前的诊断信息 (23) 6.2.3 设置从站参数 (24) 6.2.4 校验组态数据 (24) 6.2.5 初始化后的诊断信息 (25) 6.2.6 数据交换 (25) 6.2.7 从站参数化中Watchdog时间因子 (26) 6.3 保护测控装置数据在Profibus-DP中的映射 (26)
PROFIBUS现场总线安装指导PROFIBUS Installation Guide
摘要本文主要介绍了PROFIBUS网络中所涉及的硬件以及网络规划和安装中的注意事项，帮助用户正确的安装和使用PROFIBUS现场总线。 关键词 PROFIBUS，现场总线，通讯，安装，拓扑 Key Words PROFIBUS，field bus，communication，installation，topology IA&DT Service & Support Page 2-37
目录 PROFIBUS现场总线安装指导 (1) 1 PROFIBUS 概述 (4) 2 PROFIBUS网络硬件 (5) 2.1 PROFIBUS接口 (5) 2.2 通讯介质 (6) 2.2.1 PROFIBUS 电缆 (6) 2.2.2 光纤及接口 (8) 2.2.3 PRFOBUS插头 (11) 2.2.4 终端电阻 (13) 2.2.5 RS485中继器 (15) 2.2.6 OLM和OBT (17) 3 PROFIBUS 网络安装规范 (21) 3.1 网络拓扑的规则 (21) 3.2 PROFIBUS网络安装的规则 (22) 3.2.1 网络布线的规则 (22) 3.2.2 通讯电缆的屏蔽层在电柜内的处理 (29) 3.2.3 过压保护 (32) 3.2.4 减小变频器等干扰源设备对通讯的影响 (33) 4 PROFIBUS诊断的常用工具 (34) 5 结束语 (36) IA&DT Service & Support Page 3-37
PROFIBUS 是一种具有广泛应用范围的、开放的数字通信系统，在集中自动化系统向分散自动化系统转移方面是一种重大突破。 由于PROFIBUS 一直侧重于系统集成和系统工程等方面，尤其是侧重于应用行规的研究开发，使得该总线具有适合于快速、时间要求严格的应用和复杂的通信任务的特点，成为唯一能够全面覆盖工厂自动化和过程自动化应用的现场总线，特别适用于工厂自动化和过程自动化领域。因而从诞生至今，PROFIBUS 在现场总线技术领域一直是国际市场上的领导者。 随着PROFIBUS 的大量应用，许多用户开始接触并使用了现场总线。但由于用户对现场总线技术的了解程度不同，再加上现场施工情况复杂，因而很有可能导致许多项目的现场总线通讯上可能存在着一些隐患，如果不能及时发现和处理，将有可能导致系统出现通讯故障，从而影响整个系统的正常运行。 为了帮助广大用户――特别是刚刚接触到现场总线的用户能够对PROFIBUS 的硬件有个初步的了解，这里将重点介绍如何在现场正确的安装和使用相关PROFIBUS 的网络元件和设备，帮助用户在使用PROFIBUS 现场总线的过程中从硬件安装的角度尽量减少问题的发生，从而尽量减少整个网络使用中出现故障的概率。 1 PROFIBUS 概述 PROFIBUS 网络通讯的本质是RS485串口通讯，按照不同的行业应用，主要有三种通讯行规：DP （Decentralized Peripherals ），FMS （Field Message Specification ）和PA （Process Automation ）行规。 其中DP 通讯的方式在OSI 参考模型中主要使用第1、2、7层，因此PROFIBUS DP 网络的通讯速度较快，且报文简单（表1）。 DP 设备行规 PA 设备行规 基本功能 扩展功能 FMS 设备行规 基本功能 扩展功能 第7层 （应用层） DP 用户接口 直接数据链路映象程序 (DDLM) 应用层接口 （ALI) DP 用户接口 直接数据链路映象程序 (DDLM) 第3～6层 （并没有省略） IA&DT Service & Support Page 4-37