profibus现场总线

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1、第二章PROFIBUS现场总线第一节PROFIBUS概述PROFIBUS(ProcessFieldbus的缩写)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。它广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他自动化领域。一、PROFIBUS技术的发展历程1.1987年由德国SIEMENS公司等13家企业和5家研究机构联合开发；2.1989年成为德国工业标准DIN19245；3.1996年成为欧洲标准EN50170V.2(PROFIBUS-FMS/-DP)；4.1998年PROFIBUS-PA被纳入EN50170V.

2、2；5.1999年PROFIBUS成为国际标准IEC61158的组成部分(TYPEⅢ)；6.2001年成为中国的机械行业标准JB/T10308-3-2001。二、PROFIBUS含有的三个兼容协议1.PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）用于传感器和执行器级的高速数据传输，它以DIN19245的第一部分为基础，根据其所需要达到的目标对通信功能加以扩充，DP的传输速率可达12Mbit/s，一般构成单主站系统，主站、从站间采用循环数据传输方式工作。2.PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）具

3、有本质安全特性，它实现了IEC1158-2规定的通信规程。PA是PROFIBUS的过程自动化解决方案，PA将自动化系统和过程控制系统与现场设备，如压力、温度和液位变送器等连接起来，代替了4～20mA模拟信号传输技术。因此，PA尤其适用于石油、化工、冶金等行业的过程自动化控制系统。3.PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）解决车间一级通用性通信任务，FMS提供大量的通信服务，用以完成以中等传输速率进行的循环和非循环的通信任务。由于它是完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换，因此

4、它考虑的主要是系统的功能而不是系统响应时间，应用过程通常要求的是随机的信息交换(如改变设定参数等)。可用于大范围和复杂的通信系统。在三种PROFIBUS协议中，PROFIBUS-DP解决的是分布式现场设备与控制器之间的数据交换，应用最为广泛。三、PROFIBUS协议的特点：(1)不支持长信息段；(2)不支持短信息组块功能；(3)本规范不提供由网络层支持运行的功能；(4)除规定的最小组态外，根据应用需求可以建立任意的服务子集；(5)其他功能是可选的，如口令保护方法等；(6)网络拓扑是总线形，两端带终端器或不带终端器；(7)介质、距离、站点数取

5、决于信号特性，如对屏蔽双绞线，≤1.2公里（不带中继器），32个站点；(8)传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6kbit/s到l2Mbit/s不等；(9)可选第二种介质(冗余)；(10)在传输时，使用半双工，异步，滑差(Slipe)保护同步；-26-(11)报文数据的完整性，用海明距离(HD)=4，同步滑差检查和特殊顺序，以避免数据的丢失和增加；(12)地址定义范围为：0～127（对广播相群播而言，127是全局地址），对区域地址、段地址的服务存取地址（服务存取点LSAP）的地址扩展，每个6bit；(13)使用两类站：主站（主动站，具有

6、总线存取控制权）和从站(被动站，没有总线存取控制权)；(14)总线存取基于混合、分散／集中三种方式；主站之间用令牌传递，主站与从站之间用主－从方式；(15)数据传输服务有两类：①非循环的：有/无应答要求的发送数据；有应答要求的发送和请求数据。②循环的（轮询）：有应答要求的发送和请求数据。第二节PROFIBUS的通信模型和协议类型一、通信模型PROFIBUS通信模型PROFIBUS通信模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层（物理层）和第2层（数据链路层），其中FMS还采用了第7层（应用层），另外增加了用户层。PROFIBUS-DP和PROF

7、IBUS-FMS的第1层和第2层相同，PROFIBUS-FMS有第7层，PROFIBUS-DP无第7层。PROFIBUSPA有第1层和第2层，但与DP/FMS有区别，无第7层。PROFIBUS的协议模型比较简洁，这样做提高了数据传输的效率，也符合工业通信实时性高、数据量小的特点和要求。二、PROFIBUS的协议类型PROFIBUS提供以下三种通信协议模型：1.PROFIBUS-DP(1)规定了第1、2层和用户接口层，保证了数据的高效；(2)用户接口规定了用户和系统以及各类设备可以调用的应用功能；(3)物理层采用RS-485或光纤传输技术；-

8、26-(4)用户层包括了DP基本功能、扩展功能和行规。2.PROFIBUS-FMS(1)规定了第1、2、7层和用户接口层。(2)第7层又分为现场总线规范和底层接口。(3)第2层用