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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。
现场总线（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）技术简介摘要： 本文介绍了Profibus-DP系统的特性、通信模型及传输协议. 关键字：Profibus-DP；DP主站；DP从站.内容： 第二章：现场总线PROFIBUS技术要点 本章从PROFIBUS协议标准角度，概要说明了PROFIBUS技术要点。
使读者可快速了解PROFIBUS技术概貌。
2.1 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) PROFIBUS-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。
(7) 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。
2.2 PRFIBUS基本特性 2.2.1 PROFIBUS协议结构 PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际准，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，如下图2-1所示：图2-1：PROFIBUS协议结构(1) PROFIBUS-DP：定义了第一、二层和用户接口。
PROFIBUS-DP从站编程开发—从入门到精通霸王猫2011年03月07日目录1. PROFIBUS-DP协议 (1)1.1. PROFIBUS协议结构 (1)1.2. PROFIBUS-DP基本功能 (3)1.3. PROFIBUS-DP通信关系 (5)2. PROFIBUS-DP报文 (1)3. PROFIBUS-DP报文详细剖析 (1)4. PROFIBUS-DP报文格式 (1)5. MS0周期性数据交换报文简介 (5)6. PROFIBUS-DP状态机 (11)6.1. 初始化阶段，重启和用户数据通信 (13)7. DEFAULT SAP (15)8. SAP 55（SET_SLA VE_ADD） (16)9. SAP 61（SET_PRM） (18)10. SAP 60（SLA VE_DIAG） (22)11. SAP 62（CHK_CFG） (26)12. PROFIBUS-DP通信实例报文分析 (1)13. GSD文件 (7)13.1. GSD文件范例 (8)13.2. GSD规范 (8)14. SPC3介绍 (12)15. PROFIBUS-DP寄存器 (15)16. CONTROL PARAMETERS（LATCHES/REGISTERS） (15)17. CONTROL PARAMETERS（LATCHES/REGISTERS） (30)18. INTERRUPT CONTROLLER REGISTER (34)18.1. 中断请求寄存器（IRR）： (35)18.2. 中断屏蔽寄存器IMR (38)18.3. 中断确认寄存器IAR (38)18.4. 中断寄存器IR (38)19. ORGANIZA TIONAL PARAMETERS (40)1.PROFIBUS-DP协议根据EN50170标准，PROFIBUS有几种改进型，分别用于不同的领域。
（1）、PROFIBUS-DP用于数据链路层的高速数据传输。
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。
组态注意事项：这些设备使用DP/PA Coupler或者通过一个DP/PA Link直接连接到Profibus DP。
两种情况下Profibus PA上的传输速率均为31.25 kbaud。
使用DP/PA Coupler直接连接Profibus DP时，PROFIBUS DP上的传输速率被限制为4 5.45 kbit/s。
DP/PA Coupler将来自PROFIBUS DP的消息简单地转换为PROFIBUS PA 消息，并且为PA从站提供工作电流。
通过DP/PA Link进行连接时，您可以选择最大12 Mbit/s的Profibus传输速率。
DP/PA Link在PROFIBUS DP (初级侧)上是一个DP从站，在PROFIBUS PA(次级侧)上为PA 从站。
DP/PA Link通过DP/PA Coupler与位于次级侧的PA从站交换数据。
从Profibus DP向PROFIBUS PA传送数据时可用的选件：( 9 KB )图01可连接设备的数目：通过多个DP/PA Coupler，您可在DP主站系统上分散连接125个PA从站。
如果您使用的DP/PA Link上连接了DP/PA Coupler，则可通过多个DP/PA Coupler分散地连接31至64个PA从站。
PA从站的数目取决于DP/PA Link的版本：如果您想要连接更多的设备，则您必须另外使用带有DP/PA Coupler的DP/PA Link。
消息的组态和参数设定用于在Profibus DP上进行组态的消息和参数数据的最大长度为每个DP从站244个字节。
因而，当通过GSD文件组态时，只能为每个DP/PA Link分配244个字节的组态和参数数据。
在某些情况下，这将导致减少每个DP/PA Link上连接的现场设备的数量。
从STEP 7的元知识系统(位于Profibus DP > DP/PA link > IM 157下)组态DP/PA Lin k时，STEP 7将检查设备所受的限制，不允许出现不正确的组态。
现场总线（PROFIBUS）技术简介摘要：本文详细的介绍PROFIBUS的概念以及相关的基础知识。
内容：第一章：现场总线技术及PROFIBUS1.1 现场总线技术的由来1.1.1 CIMS体系结构及工业数据结构的层次划分根据工厂管理、生产过程及功能要求，CIMS体系结构可分为5层，即工厂级、车间级、单元级、工作站级和现场级。
简化的CIMS则分为3层，即工厂级、车间级和现场级。
在一个现代化工厂环境中，在大规模的工业生产过程控制中，工业数据结构同样分为这三个层次，与简化的网络层次相对应。
如图1-1所示。
图1-1：简化的CIMS网络体系结构1.1.2 现场级与车间级自动化监控及信息集成是工厂自动化及CIMS不可缺少的重要部分。
现场级与车间级自动化监控及信息集成系统主要完成底层设备单机控制、连机控制、通信连网、在线设备状态监测及现场设备运行、生产数据的采集、存储、统计等功能，保证现场设备高质量完成生产任务，并将现场设备生产及运行数据信息传送到工厂管理层，向工厂级MIS系统数据库提供数据。
同时也可接受工厂管理层下达的生产管理及调度命令并执行之。
因此，现场级与车间级监控及信息集成系统是实现工厂自动化及CIMS系统的基础。
1.1.3 传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统（包括：基于PC、PLC、DCS 产品的分布式控制系统），其主要特点之一是，现场层设备与控制器之间的连接是一对一（一个I/O点对设备的一个测控点）所谓I/O接线方式，信号传递4-20mA（传送模拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号。
如图1-2所示：图1-2：传统的现场级与车间级自动化监控及信息集成系统1.1.4 系统主要缺点（1）信息集成能力不强：控制器与现场设备之间靠I/O连线连接，传送4-20mA 模拟量信号或24VDC等开关量信号，并以此监控现场设备。
这样，控制器获取信息量有限，大量的数据如设备参数、故障及故障纪录等数据很难得到。
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。
它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 由三个兼容部分组成，即 PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、 PROFIBUS-FMS。
PROFIBUS-DP 主要用于现场级的高速数据传输（最高通信速度可达 12M）， 解决自动控制系统通过高速串行总线与分散的现场设备之间的通信任务。
PROFIBUS-DP 的通信任务是由一些固定服务（SAP）来完成。
PROFIBUS-DP 有以下服务（SAP）： Default SAP：数据交换为 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）SAP54： SAP55： SAP56： SAP57： SAP58： SAP59： SAP60： SAP61： SAP62：主-主通信 改变站地址 读输入 读输出 到 DP 从站的控制命令 读组态 读诊断信息 传送参数 校核参数近几年，多家公司已开发出 PROFIBUS 专用 ASIC，在单一芯片里集成全部 PROFIBUS-DP 协议已成为现实。
西门子公司生产的专用芯片 ASPC2、 SPC3、 DPC31、 SPM2、LSPM2 以及 SPC3 芯片开发包-PACKET4、DPC31 开发包 DP/DPV1/PA 使制造 商可以在很短时间内开发出 PROFIBUS-DP 产品。
现以 SPC3 为例简介开发方法： SPC3 芯片为智能 PROFIBUS-DP 从站接口芯片。
内含完整的 PROFIBUS-DP 从 站通信协议，只要对 SPC3 进行必要的初始化设置，就可以与 PROFIBUS-DP 主站 （例如 S7-300、S7-400、CP5412 等）进行通信。
SPC3 芯片可与多种微处理器连接 （例如 INTEL： 80C31/80C32/80X86， SIEMENS： 80C166/165/167，MOTOROLA：HC11/HC16/HC916 等）。
微处理器对 SPC3 操作简 单，只要将输入数据写入 SPC3 内部数据单元，数据就可以自动传送至主站。
主 站的输出数据自动传送至 SPC3 内部数据单元， 微处理器要做的仅是从 SPC3 取出 输出数据。
SPC3 与 80C32 连接示意图如下：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）CPU 的其他端口可由用户自行定义。
初始化程序可简单分为硬件初始化及寄存器初始化两部分。
初始化结束后，用户程序即可从指定的输出缓冲区读取主站发送来的数据， 用户数据可写入指定的输入缓冲区供主站提取。
