一种小型profibusdp网络的构建及其应用

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1、一种小型PROFIBUSDP网络的构建及其应用

2、第1内容加载中...　　摘　要：介绍PROFIBUS-DP及采用它的通信接口模块构建的纯主从方式通信的现场总线网络，通过专用组网工具SYCON实现了网络组态；并以小型锅炉为应用对象，实现了对各被控对象的监控。　0引言　　现场总线PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS［1］：　　(1)PROFIBUS-DP：用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。它的设计旨在用于设备一级的高速数据传送。(2)PROFIBUS-PA：专为过程自动化设计

3、，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本质安全规范。(3)PROFIBUS-FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主从网络。　　其中，PROFIBUS-DP采用OSI参考模型中的第1层，第2层和用户接口。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的PROFIBUS-DP设备的设备行为；物理层传输使用RS485标准，这种结构保证了通信的实时性和系统实现的低成本性。协议结构见图1。500)this.style.ouseg(this)">　　PROFIBUS-DP系统可由以下3类设备组成：(1)一级DP主站(

4、DPM1)：一级DP主站是中央控制器，它在预定的信息周期内与分散的站(如DP从站)交换信息。(2)二级DP主站(DPM2)：二级DP主站是编程器、组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的。(3)DP从站：DP从站是进行输入和输出信息采集和发送的外围设备。　　PROFIBUS-DP支持单主站或多主站系统，各主站之间传送令牌，主站与从站之间传送数据，这就为系统配置组态提供了高度灵活性。主站通过获取令牌获得访问权，在令牌持有期间内可进行操作，按照主站与主站和主站与从站通信关系表与其他主站和从站通信。主站与从站之间的周期性数据传输

5、采用主从方式，主站向从站发送或索取信息［2］。单主站系统中，在总线系统的运行阶段，只有一个活动主站。　　PROFIBUS-DP数据链路层提供以下传输服务：　　(1)发送要求确认的报文(SRD服务)：向某个从站发送报文，要求从站确认。(2)不要求确认的广播报文(SND服务)：向一组从站发送报文，启动相应的SDN服务，不要求从站确认。1PROFIBUS-DP的通信原理　　在PROFIBUS-DP系统中，DPM1和相关DP从站之间的用户数据传输由DPM1按照确定的递归顺序自动进行。在对总线系统进行组态时，用户对DP从站与DPM1的关系做出规定，确定哪些DP

6、从站被纳入信息交换的循环周期，哪些被排斥在外。　　DPM1和DP从站之间的数据传送分三个阶段：参数设定、组态、数据交换。在参数设定阶段，每个从站将自己的实际组态数据与从DPM1接收到的组态数据进行比较。只有当实际数据与所需的组态数据相匹配时，DP从站才进入用户数据传输阶段。因此，设备类型、数据格式、长度以及输入输出数量必须与实际组态一致。在实际系统中，要使主站节点和各从站之间能够实现正确的网络通信，必须对网络进行配置，规定主站与从站的关系，确定哪些从站被纳入信息交换周期，然后将网络配置信息下载到PROFIBUS-DP主站中去。　　PROFIBUS设备

7、具有不同的性能特征(现有功能的不同或可能的总线参数的不同)，这些参数对每种设备类型和每个生产厂来说均各有差别。要使PROFIBUS能够实现简单的即插即用配置，需要将这些特性在设备数据库(GSD)中具体说明。GSD文件由生产厂商分别针对每一种设备类型准备并以设备数据库清单的形式提供给用户。这种文件格式便于读出任何一种PROFIBUSDP设备的设备配置信息，在组态总线系统时自动使用这些信息；系统自动地对与整个系统有关的数据输入误差和前后一致性进行检查核对。2PROFIBUS-DP通信在锅炉系统中的应用设计　　以一个小型锅炉系统为例，采用PROFIBU

8、S-DP纯主—从方式通信，设计5个PROFIBUS-DP从站节点，分别监控系统中各个被控对象：第一个从站节点实现对锅炉温度的控制和测量，第二个从站节点实现对进口流量的测量，第三个从站节点实现对炉内液位的控制和测量，第四个从站节点实现对夹层温度的测量，第五个从站节点实现对出口压力的测量。2.1系统硬件配置　　本系统主要由主站节点(一类主站)、现场智能单元(DP从站)组成一个分布式网络数据监控系统，系统结构框图如图2所示。由组网设备完成组网之后，主从之间通过主站发送或请求数据，从站响应或确认主站发送的数据来完成PROFIBUS网络的数据传送。2.1.1主

9、站节点　　在本系统中，主站接口模块使用瑞典HMS公司的ANYBUSPROFIBUS-DPMaster模块［3