带Profibus(DP协议)端口数显智能电表

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1、Profibus-DP协议智能电表张小莉第一章Profibus-DP协议概述本章节简要介绍了Profibus-DP协议，用户若熟悉本节内容，可以直接阅读第二章节仪表的通讯配置。1.1Profibus-DP简介Profibus是唯一集成H1(过程)和H2（工厂自动化）的现场总线解决方案，是一种国际化的、开放的现场总线标准，它也是国际标准IEC61158中8种现场总线之一。Profibus可以将数字自动化设备从低级（传感器/执行器）到中间级执行级（单元级）分散开来。根据应用特点和用户不同的需要，Profibus提供了3种兼容版

2、本通信协议：FMS、PA和DP。Profibus-DP用于自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O的通讯。Profibus-DP使用第1层、第2层和用户接口层、第3~7层未使用，这种精简的结构确保了高速数据传输。直接数据链路映像程序DDLM提供对第2层的访问。用户接口规定了设备的应用功能、Profibus-DP系统和设备的行为特性。Profibus-DP特别适合于PLC与现场分级式I/O设备之间的通讯。主站之间的通讯为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及这两种方式的混合。1.2Profibus-DP物理层1.2.1传输

3、介质PROFIBUS-DP传输技术采用的是RS485传输，其传输介质可以选择型式A和型式B两种导线，A为屏蔽双绞线，B为普通双绞线。但在EN50170标准中规定为型式A导线，型式A比型式B有较大的扩展长度，见表1。表1：LineALineB说明电缆参数A型B型特征阻抗（Ω）135~165Ω（f＝3MHz~20MHz）100~130Ω（f＞100kHz）单位长度的电容（PF/m）＜30pF/m＜60pF/m回路电阻（Ω/km）≤110Ω/km-线芯截面积（mm2）≥0.34mm2（22AWG）≥0.22mm2（22AWG）1

4、.2.2传输距离标准Profibus-DP支持以下传输速率：（单位：kbps）9.6、19.2、31.25、45.45、93.75、187.5、500、1500、3000、6000、12000。每个DP从站的输入数据和输出数据最大为244B，使用屏蔽双绞电缆时最长通讯距离为9.6km（需要增加中继），使用光缆时最长为90km。Profibus-DP每段的电缆最大长度与传输速率有关，不同的介质，不同的波特率，信号可传输的距离也不同，如表2所示。表2：传输速率与距离关系表波特率kbps/s9.619.293.75187.550

5、015003000600012000（LineA）电缆长度m1200120012001000400200200100100（LineB）电缆长度m120012001200600200不推荐不推荐不推荐不推荐注意：该传输距离指不加重复器（中继器）的距离。此外，该传输距离是理论值，实际传输距离也会受到现场环境的影响。1.2.2PROFIBUS-DP总线网络结构PROFIBUS支持总线型、星型和树型拓扑结构。一个总线型拓扑结构，如图1所示。标准Profibus-DP系统最多可连接127个站（站号从0～126，不包含中继器）。PR

6、OFIBUS支持中继器连接，若采用中继器，可增加电缆长度和所连的站数。图1DP总线型拓扑根据EIARS485标准，为了最小化电缆反射并确保在数据线上所定义的噪声等级，在数据传输电缆的两端，必须使用如下连接的终端电阻器来终止一个网段。总线终端器如图2所示。图2PROFIBUS电缆的电缆终端器（9针D型连接器的针脚号）Profibus的总线终端器包含一个上拉电阻和一个下拉电阻，当总线上没有站发送数据时（即空闲时间），这两个电阻迫使不同的状态电压趋于一个确定值，从而保证在总线上有一个确定的空闲电位。被指定为终止总线的站（与总线终

7、端器共态），需要加入“终端器”，也称为有源终端。以达到阻抗匹配，增强抗干扰能力。对于A型电缆接220Ω有源终端电阻。以上资料仅供参考，由于Profibus-DP内容较多，详细资料请查阅PROFIBUS安装相关规范。第二章PZ系列Profibus通讯功能配置本章节主要介绍PZ系列（三相功率、三相电能部分）通讯变量表及其通讯值与实际值如何换算。2.1PZ-Profibus通讯接口接线图3PZ-Profibus通讯接口图3是PZ仪表的Profibus通讯接口。其它接线及其端口定义，请阅读PZ《安装使用说明书V1.1》。图3中的A

8、和B是PROFIBUS通讯接口接线端子，与PROFIBUS通讯网络相接，其中，A为“RS485+”，B为“RS485-”，COM2为通讯电缆屏蔽接线端子。★Profibus总线上，定义B为“RS485+”,A为“RS485-”，接线时应请务必注意A、B接线，否则会导致无法正常通讯。2.2Profibus