PROFIBUS-DP介绍

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 DP通信报文的有效数据由pzd一、Profibus概念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。

PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery)．PROFIBUS-PA(ProcessAutomation)．PROFIBUSFMS(Fie ldbus Message Specification)。

主要使用主从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。

1)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2)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。

3)PROFIBUS-FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

二、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 SystemInterconnectionOSI)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)。

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-TRRTTH=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报文结构六、网络报文的抓取网络通讯过程中的所有通讯报文的抓取和分析是一项重要的工作，PROFIBUS总线网络中通讯的数据报文该怎么抓取，又该怎么分析？PROFIBUS TESTER 5帮您解决了这个问题，他不仅能够对网络进行基本物理层的测试，包括线缆的短路、断路、交叉、屏蔽层破损等，信号波形、电平、信噪比等等；还能够抓取所有的报文，分析报文，将报文进行详细的解析，便于您的分析。

简述profibus-dp的特点
Profibus-DP是一种工业领域常用的现场总线协议，具有以下
特点：
1. 高速传输：Profibus-DP支持高速传输，最高速度可达到12 Mbps，可以满足大部分实时控制和数据传输的需求。

2. 简化布线：Profibus-DP采用双绞线（也可使用光纤）进行
数据传输，布线方便，可靠性高。

此外，Profibus-DP允许多
个设备通过集线器连接在一条总线上，简化了系统的布线结构。

3. 灵活配置：Profibus-DP支持星型、线型和冗余式布线结构，可以根据实际需要进行灵活配置。

同时，Profibus-DP还支持
多主站系统，可以实现多个控制器并行操作，提高系统的可靠性和性能。

4. 数据传输可靠：Profibus-DP采用了差动信号传输和错误检测、纠错机制，能够有效降低数据传输错误率。

此外，Profibus-DP还具有自动屏蔽和自动重传功能，可以在数据传
输错误时自动进行纠正。

5. 支持多种设备类型：Profibus-DP支持多种设备类型，包括
传感器、执行器、控制器等，可以满足不同设备的需求，具有较好的兼容性。

6. 成熟稳定：Profibus-DP作为一种成熟的工业总线协议，已
经被广泛应用于工业自动化领域，具有较高的稳定性和可靠性。

此外，Profibus-DP还有丰富的技术资料和应用案例可供参考。

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。

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-DP现场总线技术PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）是德国西门子（Siemens）公司于1992年发布的工业自动化现场总线协议，该协议通常用于自动化控制领域中，用于实现控制器与现场设备（如传感器、执行机构等）的通讯。

PROFIBUS-DP技术结构PROFIBUS-DP是一个基于Master/Slave的现场总线，其技术结构由Master站和Slave站组成。

Master站负责控制和管理总线上的所有Slave站，并且可以向Slave站发送指令；Slave站则负责将现场设备的状态信息发送给Master站，或根据Master站的指令进行相应的控制。

此外，PROFIBUS-DP的技术结构中还包括总线的物理层、数据链路层和应用层。

总线的物理层：PROFIBUS-DP支持RS485和光纤等多种物理媒介，其中最常用的是RS485。

数据链路层：数据链路层负责控制数据帧的传输，为数据传输提供错误检测和纠正机制。

PROFIBUS-DP的数据链路层支持多种传输速率，包括9.6kbit/s、19.2kbit/s、45.45kbit/s、93.75kbit/s和187.5kbit/s等。

应用层：应用层定义了Master和Slave之间的通讯规范和数据格式。

PROFIBUS-DP的应用层支持多种通讯方式，包括请求/响应、发布/订阅等，同时支持多种数据格式，包括二进制、十进制、浮点数等。

PROFIBUS-DP的特点1.速度快PROFIBUS-DP最高速度可达到12Mbit/s，远高于一般总线（如Modbus、CAN等）的速度。

2.可靠性高PROFIBUS-DP采用了多级校验、纠错和恢复机制，可以保障数据传输的准确性和可靠性。

3.灵活性好PROFIBUS-DP支持多种物理媒介、多种传输速率和多种通讯方式，为不同的应用场景提供了灵活的选择。

4.易于操作和维护PROFIBUS-DP的硬件和软件都是标准化的，操作和维护相对简单方便。

PROFIBUSDP通讯协议说明PROFIBUS DP（Process Field Bus Decentralized Periphery）是一种用于工业自动化系统中进行实时数据交换的通信协议。

它是PROFIBUS （Process Field Bus）家族中的一个重要成员，主要用于连接分布式周边设备和中央控制系统。

PROFIBUS DP的工作原理是基于主/从（Master/Slave）架构。

在一个PROFIBUS DP网络中，通常包括一个主站（Master）和多个从站（Slave）。

主站负责管理从站的通信，并采集和传输数据。

从站通过接收主站的命令来执行相应的操作，并将数据反馈给主站。

这种分布式的架构使得PROFIBUS DP网络可以适用于复杂的工业现场环境。

PROFIBUS DP的物理层使用了RS485总线作为传输介质，支持数据传输速率从9.6 kbit/s到12 Mbit/s。

RS485总线具有抗干扰能力强、传输距离远的特点，非常适合于工业环境中的通信需求。

此外，PROFIBUS DP还可以通过光纤实现远程通信，以满足一些特殊场合的需求。

除了基本的通信功能外，PROFIBUSDP还支持一些高级功能，如自动配置和诊断。

PROFIBUSDP网络中的从站可以通过自动配置功能，自动获取主站发送的参数，简化了网络的设置和调试过程。

同时，PROFIBUSDP还提供了完善的诊断功能，可以实时监测网络的工作状态和识别故障原因，提高了网络的可靠性和维护性。

总的来说，PROFIBUSDP通讯协议是一种在工业自动化系统中使用的实时数据交换协议。

它基于主/从架构，使用RS485总线作为物理传输介质，支持高速数据传输和远程通信。

PROFIBUSDP具有强大的抗干扰能力和高度的可靠性，适用于复杂的工业现场环境。

通过支持自动配置和诊断功能，PROFIBUSDP可以简化网络的设置和调试过程，并实时监测网络的工作状态。

它已经成为工业自动化领域中广泛应用的通信协议之一。