PROFIBUS-DP现场总线、通信网络及应用系统.ppt

《PROFIBUS-DP现场总线、通信网络及应用系统.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、5PROFIBUS-DP现场总线PROFIBUS（PROCESSFIELDBUS的缩写）是由Siemens等公司组织开发的一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准。先后成为德国和欧洲的现场总线标准（DIN19245和EN50170），并于2000年成为IEC61158国际现场总线标准之一，2001年成为我国的机械行业标准JB/T10308.3-2001。1995年成立了PROFIBUS用户组织，该组织遍布世界各地。1997年我国成立了PROFIBUS专业委员会CPO（ChinesePROFIBUSUserOrganization）。PRO

2、FIBUS由以下三个兼容部分组成。PROFIBUS-DP：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12Mbps，一般构成单主站系统，主站、从站间采用循环数据传输方式。5.1PROFIBUS概述它的设计旨在用于设备一级的高速数据传输。在这一级，中央控制器（如PLC/PC）通过高速串行线同分散的现场设备（如I/O、驱动器、阀门等）进行通信，同这些分散的设备进行数据交换多数是周期性的。PROFIBUS-PA：对于安全性要求较高的场合，制定了PROFIBUS-PA协议

3、，这由DIN19245的第四部分描述。PA具有本质安全特性，它实现了IEC1158-2规定的通信规程。PROFIBUS-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，在现场设备的规划、敷设电缆、调试、投入运行和维修等方面可节约成本40%之多，并大大提高了系统功能和安全可靠性，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。PROFIBUS-FMS：它的设计是旨在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

4、传输速率进行的循环和非循环的通信任务。为了满足苛刻的实时要求，PROFIBUS协议具有如下特点：（1）不支持长信息段>235B（实际最大长度为255B，数据最大长度244B，典型长度120B）。（2）不支持短信息组块功能。由许多短信息组成的长信息包不符合短信息的要求，因此，PROFIBUS不提供这一功能（实际使用中可通过应用层或用户层的制定或扩展来克服这一约束）。（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。这对小系统（如传感器等）尤其重要。（5）其他功能是可选的，如口令保护方法等。（6）网络拓

5、扑是总线形，两端带终端器或不带终端器。（7）介质、距离、站点数取决于信号特性，如对屏蔽双绞线，单段长度小于或等于1.2km，不带中继器，每段32个站点。（网络规模：双绞线，最大长度9.6km；光纤，最大长度90km；最大站数，127个）（8）传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6kbps到12Mbps不等。（9）在传输时，使用半双工，异步，滑差（Slipe）保护同步（无位填充）。（10）报文数据的完整性，用海明距离HD=4，同步滑差检查和特殊序列，以避免数据的丢失和增加。（11）地址定义范围为：0~127（对广播和群播而言，127是全局地址），对区

6、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。（12）使用两类站：主站（主动站，具有总线存取控制权）和从站（被动站，没有总线存取控制权）。如果对实时性要求不苛刻，最多可用32个主站，总站数可达127个。（13）总线存取基于混合、分散、集中三种方式：主站间用令牌传输，主站与从站之间用主—从方式。令牌在由主站组成的逻辑令牌环中循环。如果系统中仅有一主站，则不需要令牌传输。这是一个单主站—多从站的系统。最小的系统配置由一个主站和一个从站或两个主站组成。（14）数据传输服务有两类：非循环的：有/无应答要求的发送数据；有应答要求的发

7、送和请求数据。循环的（轮询）：有应答要求的发送和请求数据。PROFIBUS广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其它自动化领域，PROFIBUS的典型应用如图8-32所示。工厂管理级总线循环时间<1000ms车间级总线循环时间<100ms现场级总线循环时间<10ms工厂管理系统MMS,TCP/IPBackbonePROFIBUS-FMSPROFIBUS-DP现场设备远程I/O设备现场设备传感器传动装置变送器PROFIBUS-PA网关CNCPCPCPLSPLCM图8-32PROFIBUS的典型应用1.PROFIBUS-DP的物理层PR

8、OFIBUS-DP的物理层支持屏蔽双绞线和光纤电缆两种传输介质。（1）DP（RS-485）的物