PROFIBUS基本知识

PROFIBUS 总线简介及应用PROFIBUS 是一个用在自动化技术的现场总线标准，常用于PLC 与现场设备的数据通信和控制。

目前的PROFIBUS 可分为二种，分别是大多数人使用的PROFIBUS DP 和用在过程控制的PROFIBUS PA。

通信速率在9.6kb/s~12Mb/s。

PROFIBUS PA（过程自动化，Process Automation）应用在过程自动化系统中，由过程控制系统监控量测设备控制，是本质安全的通信协议，可适用于防爆区域（工业防爆危险区分类中的Ex-zone 0 及Ex-zone 1）。

PROFIBUS DP（分布式周边，Decentralized Peripherals）用在工厂自动化的应用中，可以由中央控制器控制许多的传感器及执行器，也可以利用标准或选用的诊断机能得知各模块的状态。

Profibus DP 是工业现场比较常用的总线形式。

Profibus DP 物理接口一般采用RS485形式，通信线缆包括RS485 的A 和B 两根数据线和一个屏蔽线。

因为Profibus DP 的通信速率较高(最高达12Mb/s),所以现场安装中一定要注意加入阻抗匹配，线缆尽量使用带有屏蔽的线缆。

DP 接头如下，红色的拨片就是匹配阻抗的开关，打到ON 及加入匹配电阻。

需要注意的是同一条Profibus 总线上，只能有两个DP 头打开阻抗匹配。

Profibus 由于其较快的通信速度和较强的故障诊断能力，在工业现场中的到非常广泛的应用。

然而在实际应用过程中，Profibus 总线总会出现一些不理想的情况。

如：1）PLC 控制器和其他需要通信的设备相距比较远，profibus 布线会比较长。

较长的电缆布线会使Profibus 信号不稳定，经常出现数据错误，丢包，设备掉线等情况，使整个系统运行很不稳定。

2）一些电磁干扰特别强的现场，采用电缆布线后也会出现Profibus 通信不稳定的情况。

PROFIBUS概述与应用一、PROFIBUS的概述1 PROFIBUS现场总线技术的产生早在 20 世纪80年代中期，国外就提出了现场总线，但研究工作进展缓慢，且没有国际标准可以遵循。

直到1984 年，美国仪表协会（ISA ）下属的标准与实施组工作中的 ISA/SP50开始制订现场总线的标准。

1985 年国际电工委员会决定由 Proway Working Group负责现场总线体系结构与标准的研究工作。

1986 年德国开始制订过程现场总线（Process Fieldbus ）标准，简称为 PROFIBUS，由此拉开了现场总线标准制订和产品开发的序幕。

PROFIBUS 现场总线技术是德国国家科学技术部审视了数字技术发展的必然趋势以及德国工业经济对自控技术的需要，特别在规范化和开放性方面的要求，把它列为德国的国家科技研究项目，从1987 年开始集中了SIEMENS 等13 家公司和5家研究所的力量，按照ISO （国际标准化组织）OSI （开放系统互连参考模型）参考模型开始研究制订现场总线的德国国家标准。

经过两年多的努力，终于完成了制订工作，并于1989年4 月在DIN19245 中发表，成为德国国家现场总线标准。

同年12月一些自愿地在其产品中采用PROFIBUS标准的企业组成用户组织（PNO ），从而使这项标准得到进一步完善，相应的产品也不断地被开发、推广和应用。

1995 年PROFIBUS国际组织（PI）成立，1996年6月PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-DP 被批准为欧洲现场总线标准 EN50170 V.2,1998年PROFIBUS-PA被批准纳入EN50170 V.2,1999年成为国际标准IEC61158的组成部分。

PROFIBUS 现场总线技术是德国国家科学技术部审视了数字技术发展的必然趋势以及德国工业经济对自控技术的需要，特别在规范化和开放性方面的要求，把它列为德国的国家科技研究项目，从 1987 年开始集中了SIEMENS 等13 家公司和5家研究所的力量，按照 ISO （国际标准化组织）OSI （开放系统互连参考模型）参考模型开始研究制订现场总线的德国国家标准。

什么是PROFIBUS-DP在有的电厂或化工厂中应用的控制系统是和利时的，和利时控制系统的控制网采用Profibus-DP，Profibus-DP工业现场总线与自动化系统各个I/O 模块及智能设备连接通讯，实时、快速、高效的完成过程或现场通讯任务。

而且我们都在使用，所以有必要了解一下什么是PROFIBUS-DP。

1．PROFIBUS-DP 是目前欧洲乃至全球应用最广泛的总线系统，安装简单、拓扑结构多样、易于实现冗余、通信实时可靠、功能比较完善，卓越的性能使得它适用于各种工业自动化领域。

随着PROFIBUS-DP 控制系统在我国越来越广泛的应用，将原有的不符合DP 标准的设备连接到PROFIBUS-DP 现场总线网络中，就需要开发DP 通讯转换接口。

因此，进行DP 通讯转换接口的开发是很有必要的。

本文主要讨论采用SPC3 通信协议芯片实现DP 通讯转换接口的硬件和软件。

2. PROFIBUS-DP 现场总线2.1 PROFIBUS-DP 基本特性PROFIBUS-DP 用于现场级的高速数据传输，中央控制器（如PLC/PC）通过串行连接与分散的现场设备（如I/O、驱动器和阀门及测量变送器）进行通信。

中央控制器（主站）期的读取从站的输入信息并周期的向从站发送输出信息，除周期性数据传输外，PROFIBUS-DP 还提供智能化设备所需的非周期通讯以进行组态、诊断和报警处理。

PROFIBUS-DP 具有快速、即插即用、高效低成本等优点。

2.2 PROFIBUS-DP 总线拓扑PROFIBUS-DP 系统有两种总线拓扑结构：一种是RS-485，采用屏蔽双绞线，拓扑结构为总线型，通信速率为9.6Kbps～12Mbps;另一种是采用光纤，用于电磁兼容性要求高和长距要求的场合。

2.3 PROFIBUS-DP 总线协议PROFIBUS-DP 协议根据ISO7498 国际标准以开放系统互联网络OSI 参考模型为基础，用了参考模型的第1 层物理层，第2 层数据链路层和用户自己定义的用户接口层，第3 层到第7 层未使用;这种精简的结构确保了快速、高效的数据传输。

PROFIBUS网络的DP主站与DP从站PROFIBUS网络的硬件由主站、从站、网络部件和网络组态与诊断工具组成。

网络部件包括通信媒体（电缆)，总线连接器、中继器、耦合器；以及用于连接串行通信、以太网、AS-i、EIB等网络系统的网络转接器。

PROFIBUS — DP设备可以分为3种不同类型的站。

（1)1类DP主站1类DP主站（DPM1）是系统的中央控制器，DPM1在预定的周期内与DP从站循环地交换信息,并对总线通信进行控制和管理.DPM1可以发送参数给DP从站，读取从站的诊断信息，用全局控制命令将它的运行状态告知给各从站.此外，还可以将控制命令发送给个别从站或从站组，以实现输出数据和输入数据的同步。

下列设备可以作1类DP主站：1)集成了DP接口的plc，例如CPU 315 —2DP、CPU 313C -2DP 等。

2） CPU和支持DP主站功能的通信处理器(CP）.3）插有PROFIBUS网卡的PC，例如WinAC控制器.可以用软件功能选择PC作1类主站或是作编程监控的2类主站，可以使用CP 5511、CP 5611和CP 5613等网卡.4)连接工业以太网和PROFIBUS — DP的IE/PB链接器模块。

5) ET 200S/ET 200X的主站模块。

(2）2类DP主站2类DP主站（DPM2）是DP网络中的编程、诊断和管理设备。

PC 和操作员面板/触摸屏（ OP/TP)可以作2类主站。

DPM2除了具有1类主站的功能外,在与1类DP主站进行数据通信的同时，可以读取DP从站的输入/输出数据和当前的组态数据，可以给DP从站分配新的总线地址.(3） DP从站DP从站是采集输入信息和发送输出信息的外围设备，只与它的DP 主站交换用户数据，向主站报告本地诊断中断和过程中断:支持DPV1的非智能DP从站称为“标准"从站，它没有CPU模块,通过接口模块（IM）与DP主站通信。

ET 200是用得最多的标准DP从站，它们按主站的指令驱动I/O，并将I/O输入及故障诊断等信息返回给主站。

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。

总线存储模式：一个总线上有单主或多主两种运行方式：一种是各主站间的‘令牌’传递，另一种是主站与从站间的主-从传送即‘轮讯’。

主要功能Profibus-DP有如下主要功能：在对从站初始化设定之后，每个主站为了达到每个从站最大244字节输入和244字节输出的数据交换而进行组态，有效的数据交换率取决于所选的波特率、网络中站点、指定的总线设置。

Profibus（Process Field Bus）是一种用于自动化和过程控制领域的现场总线协议，它是工业自动化领域中最常用的通信协议之一。

Profibus 旨在实现工业设备和系统之间的实时数据传输，用于监控、控制、诊断和配置各种设备，如传感器、执行器、PLC（可编程逻辑控制器）等。

以下是一些Profibus 总线的关键概念：总线拓扑结构：Profibus 支持多种拓扑结构，包括总线拓扑、星形拓扑和环形拓扑。

总线拓扑是最常见的，其中所有设备都连接到单个总线上。

物理层：Profibus 通信可以在不同的物理层上运行，包括RS-485、光纤和电缆。

这使得它适用于各种工业环境和距离要求。

数据传输速率：Profibus 支持多种数据传输速率，从9.6 kbps 到12 Mbps 不等，这取决于特定应用的需求。

帧结构：Profibus 帧包括头部、数据部分和尾部，其中包含了发送方和接收方的地址信息、控制信息以及数据内容。

帧结构的定义使得数据在总线上可以被准确地识别和解析。

主站和从站：在Profibus 网络中，有一个或多个主站（Master）负责控制通信，而其他设备则作为从站（Slave）响应主站的请求。

主站通常是控制系统或上级设备，而从站是各种传感器、执行器和外围设备。

通信协议：Profibus 支持多种通信协议，包括Profibus-DP（用于实时控制和数据交换）、Profibus-PA（用于过程自动化）和Profibus-FMS（用于制造过程管理系统）等。

诊断和监控：Profibus 提供了诊断和监控功能，可以用于检测网络故障、设备状态和通信问题。

这有助于维护人员及时识别和解决问题。

可扩展性：Profibus 是一个灵活的总线系统，可以根据需要扩展和定制。

新设备可以轻松添加到现有的Profibus 网络中，而不需要重大更改。

Profibus 通常用于工业自动化、制造业、工厂自动化、过程控制、建筑自动化和机器控制等领域。

PROFIBUS教程——词汇说明与缩写词一、词汇Actual Parameter（实际参数）在用户程序调用一个功能块（FB）或功能（FC）时，实际参数代替形式参数。

例如，形式参数“REQ”被实际参数“I3.6”代替。

Address（地址）地址是一个操作对象或操作区域的标识符。

例如，输入I12.1；存贮字MW25；数据块DB3等等。

Addressing（编址）在用户程序中分配一个地址。

此地址被分配给一个操作对象或操作区域（例如，输入I12.1；存贮字MW25），它准确地指向它们的存贮位置。

Baud rate（波特率）数据传输速度。

波特率是1秒种内传输的位（bit）数（波特率=位（bit）速率）。

PROFIBUS-DP允许的波特率范围：9.6k bit/s~12 M bit/s。

BUS（总线）公共传输路经（传输介质），它把节点或站连接成网络。

在PROFIBUS网络中，总线是双绞线或光纤电缆。

Bus Plug Connector（总线插头连接器）站（也称“节点”）与总线导线的物理连接元件。

在PROFIBUS 网络中，总线插头连接器可能是带或不带与PG编程装置的连接，可以用于防护等级IP20和IP65。

Bus Segment(总线段)由于网络的物理性质，PROFIBUS网络只能构造到它的最大长度和最大的连接站数，如果把它分成若干个总线段，则总线段之间必须通过中继器彼此连接。

Bus System（总线系统）通过总线电缆相互物理连接的所有站形成一个总线系统。

Chassis ground（机壳接地）电子装备部件的所有固定部分全体，即使在故障事件的情况下，它不导传有害的波动电压。

Cless 1 Master（1类主站）它是处理用户信息交换的DP主站设备。

Cless 2 Master（2类主站）它是处理网络控制、调试投运和组态功能的DP主站设备。

CLEAR（清除）DP主站的运行模式。

在此模式下，DP主站循环地读输入数据，而输出仍然设置在“0”状态。

profibusdp总线原理Profibus-DP（Decentralized Periphery）是一种数字通信总线技术，用于在自动化系统中传输数据。

DP总线原理包括物理层、数据链路层和应用层。

物理层是DP总线的基础，主要负责传输数据的电气特性。

DP总线使用差分信号传输数据，即将数据编码成两个不同电平的信号，并通过两根导线传输，一根导线发射正信号，另一根导线发射负信号。

这种差分信号传输方式可以提高抗干扰能力，减少传输错误。

在数据链路层，DP总线使用一个叫做Master-Slave的协议。

Master是总线的主设备，而Slave是连接到总线上的从设备。

Master负责管理整个总线通信过程，包括发送数据请求和控制总线流程，而Slave则负责响应Master的请求，并发送数据给Master。

这个协议确保了DP总线上的设备能够按照预定的规则进行数据交换，实现可靠的数据传输。

在应用层，DP总线定义了一系列的通信服务和对象，用于处理不同设备之间的通信。

这些服务和对象包括读写操作、报警和事件传输、参数设置等，用于实现设备之间的数据交互和控制。

应用层还定义了不同设备之间的通信协议，如传感器-执行器协议，用于处理传感器和执行器之间的通信，以及步进控制协议，用于处理步进控制器和执行器之间的通信等。

除了以上的基本原理，DP总线还具有以下的特点：1.灵活性：DP总线可以连接多个设备，包括传感器、执行器、PLC等，通过总线进行数据传输和控制。

这种灵活性使得系统具有更好的扩展性和可配置性。

2.高效性：DP总线使用异步传输方式，可以同时进行多个通信过程，提高了通信效率。

此外，DP总线采用数据打包和压缩技术，减少了数据传输的开销，提高了总线的带宽利用率。

3.实时性：DP总线具有高实时性，可以在毫秒级别响应数据请求。

这对于实时控制和监测应用非常重要。

4.可靠性：DP总线采用先进的纠错技术和误码检测机制，可以确保数据的可靠传输。

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对所有站点传送512 bit/s 输入和512bit/s输出，在12Ｍbit/s时只需１毫秒。

②诊断功能：经过扩展的PROFIBUS-DP诊断能对故障进行快速定位。

提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）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 概述为 全 球 客 户 提 供 自 动 化 系 统 解 决 方 案 和 产 品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）欧洲标准及国际标准 PROFIBUS 的优点确保完整、开放、与制造商无关和有效的标准 保护制造商和用户的投资 在欧洲采用现场总线技术的所有成功都基于 EN 50170PROFIBUS 减少安装费用 40%认证了的产品保证互操作性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 品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）PROFIBUS 协议结构传输技术PROFIBUS 采用一种两头有终端的总线拓扑，确保在运行期间接入和断开一个或 多个站而不影响其他站（即使在本质安全区亦如此） 允许三种不同的物理层选择： ·RS 485： 主要用于 DP 和 FMS ·EC 1158-2：主要用于 PA ·光纤： 主要用于 DP 和 FMS传输技术的特点RS 485（H2） ·异步 NRZ 传输编码，适合 RS 485 ·波特率从 9.6kBit/s 到 12MBit/s 分步可选 ·屏蔽双绞电缆 ·每段 32 个站，最多允许 127 个站 ·距离取决于波特率 ·12MBit/s=100m；1.5MBit/s=400m；<=187.5kBit/s=1000m ·用中继器可延长距离到 10 公里 ·9 针、D 型连接器为 全 球 客 户 提 供 自 动 化 系 统 解 决 方 案 和 产 品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）EC 1158-2（H1） ·同步曼彻斯特传输编码，31.25kBit/s，电流方式 ·本质安全（可选）和通过总线对站点供电 ·屏蔽或非屏蔽双绞电缆 ·每段距离 1900 米，用中继器可延长到 10 公里 ·最多允许 127 个站，每段 10-32 个站（取决于 EX 类型和电耗）PROFIBUS-DP 的特点适合代替 PLC/PC 与 I/O 之间成本昂贵的电缆线 快速，传输 1 千个字节的输入数据和输出数据所需时间小于 2ms 功能强大的工具减少组态和维护费用 所有主要的 PLC 制造商都支持 有广泛的产品可提供，如 PLC、PC、I/O、驱动器、阀、编码器等 允许周期性的和非周期性的数据传输 单主和多主网络 每站的输入和输出数据多达 246 个字节为 全 球 客 户 提 供 自 动 化 系 统 解 决 方 案 和 产 品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）PROFIBUS-DP 单主系统SYN=同步时间 SD2=开始分界符 2 度 DA=目的地址 SA=源地址 FC=功能码 序 ED=结束分界符LE=长度 DU=数据单元LEr=重复长 FCS=帧检察顺PROFIBUS-DP 单主系统的 总线循环时间条件：每个 DP-从有 2 个字节的输入数据和 2 个字节的输出数据，从站的最小间 隔时间 200 微秒 Tsdi=37 个位时间，Tsdr=11 个位时间为 全 球 客 户 提 供 自 动 化 系 统 解 决 方 案 和 产 品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）PROFIBUS-DP 多主系统若干个 DP-主可以用读功能访问一个 DP-从PROFIBUS-DP 多主系统的组成：·多个主（1 类或 2 类） ·1 到最多 124 个 DP-从 ·最多 126 个设备在同一总线上开放的 PROFIBUS 组态PROFIBUS 组态工具为 全 球 客 户 提 供 自 动 化 系 统 解 决 方 案 和 产 品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）PROFIBUS ASICs 产品·各种 ASICs 都对 PROFIBUS 有效 ·PROFIBUS-DP 单片解决方案 ·不依赖处理器的外围芯片，用于 FMS/DP/PA ·带 PROFIBUS 核心功能的微控制器，用于 FMS/DP优越性·对制造商来说，减少实现费用 ·一个接口的价格减到小于 US$25实现的可能性·用单片实现 DP 从设备 最简单的实现方式 快速，所有功能由硬件实现 实现 不需软件 节省空间，低成本 软件实现通信和应用功能、 可以混合实现 FMS，DP，PA ·用 ASIC 和处理器实现 FMS， DP， PA 高灵活性，适合于主/从 快速，苛刻的时间功能由硬件用户和制造商的利益一种现场总线适用于制造业、过程工业和楼宇自动化为 全 球 客 户 提 供 自 动 化 系 统 解 决 方 案 和 产 品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1） ，总线 I/O（Kinco-R3） ，总线桥（Kinco-B）·安装和电缆费用减少 40% 的产品 ·PROFIBUS 已经验证， 世界范围内 商无关的国际标准 有 100000 多个应用实例 操作性 ·PROFIBUS 采用同样的传输技术提 多个站不影响其他站 供从现场到车间的透明通信 此 ·PROFIBUS 提供高效和短总线循环时间 础技术（硬件、软件、·PROFIBUS 提供大范围的可供使用·PROFIBUS 是已被批准的、 与制造·经认证的 PROFIBUS 产品确保互·在运行期间，接入和断开一个或的运行， 即使在本质安全区亦如·从许多渠道可以得到有效的基芯片、ASICs）PROFIBUS 从站开发技术PROFIBUS 是一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准。

profibusdp总线原理PROFIBUS-DP（Process Field Bus - Decentralized Peripherals）是一种用于分布式自动化控制系统的数字通信总线。

PROFIBUS-DP 是德国西门子公司于20世纪90年代早期推出的，已成为目前世界上使用最广泛的数字通信总线之一、下面将详细介绍 PROFIBUS-DP 总线原理。

PROFIBUS-DP 是一种半双工的串行通信系统，它能够提供480Mbps的通信速率。

PROFINET-DP 协议作为一种工业以太网，使用标准以太网物理层（10、100或1Gbps等），同时增加了实时性和对散射现场公差的支持。

PROFIBUS-DP&PROFINET-DP 以单主机和多从机的方式进行通信，它采用2线交流电源进行通信，具有高可靠性和实时性。

PROFIBUS-DP 主要由三部分组成：数据单元（Data unit）、传输单元（Transmission unit）和物理层（Physical layer）。

数据单元：数据单元是PROFIBUS-DP的核心部分，主要包括帧同步、检错和POW和CRC码生成器等功能。

它将用户数据封装成由地址、控制位、长度和内容组成的数据帧，并且对数据帧进行识别和定位，确保帧同步和完整性。

数据帧的地址用于确定目标设备的地址和呼叫方设备的地址，控制位用于指示数据帧的类型，长度字段表示数据帧的长度，而内容字段代表用户数据。

传输单元：传输单元负责帧的传输和接收，主要包括传输计时、检错以及缓冲区控制等功能。

传输单元使用异步通信方式，基本的传输速率为9600bps，并支持更高速率。

异步通信的时序控制是由传输单元中的着陆器、时钟和同步器之间的配合实现的。

传输单元还通过使用缓冲区管理机制来实现传输错误检测和纠正功能以确保数据的完整性和正确性。

物理层：物理层负责将数字信号转换为电信号，以便将信号传输到远程设备。

它靠着在两条电缆上传送电流的方式来实现数据信号的传递和电源的供应，使用橙边的电流互锁技术来抑制干扰。

PROFIBUS概貌（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。

Profibus通讯协议1. 简介Profibus（Process Field Bus）是一种用于工业自动化领域的通讯协议。

它是德国西门子公司在1989年推出的一种开放式通讯标准，用于实现工业自动化设备之间的数据交换和通讯。

Profibus通讯协议在工业控制系统中被广泛应用，它提供了高可靠性、高效率的数据传输方式，使得工业设备之间能够快速、准确地交换数据。

该协议主要用于传输实时数据和控制指令，以及监测和诊断设备状态等功能。

2. 协议特点Profibus通讯协议具有以下特点：2.1. 支持多种物理层Profibus通讯协议支持不同的物理层，包括RS-485、光纤和无线等。

这使得Profibus能够适应不同的通讯环境和需求，提供更加灵活和可靠的通讯方式。

2.2. 分布式控制Profibus通讯协议采用分布式控制架构，允许多个设备同时进行通讯和控制。

这种架构使得系统的响应速度更快，同时也提高了系统的可扩展性和可靠性。

2.3. 高速数据传输Profibus通讯协议支持高速数据传输，能够满足实时性要求较高的应用场景。

它采用了多路复用和帧格式优化等技术，提高了数据传输的效率和可靠性。

2.4. 灵活的拓扑结构Profibus通讯协议支持多种拓扑结构，包括总线结构、星形结构和环形结构等。

这种灵活性使得系统能够根据实际需求选择最合适的拓扑结构，实现更好的通讯效果。

3. 应用领域Profibus通讯协议在工业自动化领域有广泛的应用，涵盖了各个行业和领域。

以下是一些常见的应用领域：3.1. 制造业在制造业中，Profibus通讯协议常用于生产线控制系统、自动化设备和机械设备等方面。

它能够实现设备之间的实时数据交换和控制指令传输，提高生产效率和质量。

3.2. 能源领域在能源领域，Profibus通讯协议被广泛应用于电力系统、水处理系统和供暖系统等方面。

它能够实现设备之间的监测和控制，提高能源利用效率和系统稳定性。

3.3. 运输和物流在运输和物流领域，Profibus通讯协议常用于交通信号控制系统、物流仓储系统和智能交通系统等方面。

PROFIBUS的波特率与传输距离的对应关系（科普）引言PROFIBUS的历史可追溯到1987年联邦德国开始的一个合作计划，此计划有十四家公司及五个研究机构参与，目标是要推动一种串列现场总线，可满足现场设备接口的基本需求。

为了这个目的，参与的成员同意支持有关工厂生产及程序自动化的共通技术研究。

PROFIBUS中最早提出的是PROFIBUS FMS（FMS代表Field bus Message Specification），是一个复杂的通信协议，为要求严苛的通信任务所设计，适用在车间级通用性通信任务。

后来在1993年提出了架构较简单，速度也提升许多的PROFIBUS DP（DP代表Decentralized Peripherals）。

PROFIBUS FMS是用在PROFIBUS主站之间的非确定性通信。

PROFIBUS DP主要是用在PROFIBUS主站和其远程从站之间的确定性通信，但仍允许主站及主站之间的通信一、PROFIBUS拓扑组态二、PROFIBUS的波特率与传输距离的对应关系2.1 波特率与传输距离2.2线缆材质与组成三、profibus组网3.1多设备组网 DP/DP Coupler模块概述DP/DP Coupler用于连接两个Profibus-DP主站网络，以便在这两个主站网络之间进行数据通讯，数据通讯区最高可以达244字节输入和244字节的输出.3.2终端电阻分配标准PROFIBUS通讯电缆的特性阻抗为150欧姆，这与PB头的终端电阻设置为“ON”时的终端电阻值刚好匹配，如果选择普通的电缆，其特性阻抗与终端电阻很可能不匹配，则通讯性能将会受到影响；四、总结在PROFIBUS插头上，有一个进线孔（In）和一个出线孔（Out），分别连接至前一个站和后一个站。

1.每个物理网段两个终端站点上的插头，需要将网线连接在进线口“In”，同时将终端电阻设置为“On”。

2.位于网段中间的站点，需要依次将网线连接在进线口“In”和出线口“Out”，同时将终端电阻设置为。