ProfiBus通讯原理详解教学文案.ppt

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1、PROFIBUS现场总线技术ProfiBus(ProcessfieldBus)通讯简介作为众多现场总线家族的成员之一，ProfiBus是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准，它既符合德国标准DIN19345及欧洲标准EN50170，同时也于2000年成为国际标准IEC61158的组成部份，是目前国际上通用的现场总线标准之一。ProfiBus是属于单元级、现场级的SIMITAC网络，适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的符合ProfiBus协议的产品，这些产品可以连接在同一个ProfiBus网络上。Profibus是在1987年由Simens等13家

2、企业和5家科研机构在德国联邦研技部的资助下，联合研究开发的开放式现场总线标准。ProfiBus是一种电气网络，物理传输介质可以是屏蔽双绞线、光纤、无线传输。通信透明从传感器／执行器到区域控制器CNC区域控制器Ethernet/TCP/IPTCP/IP/EthernetPROFIBUS-FMSPROFIBUS-DPPROFIBUS-PA工厂级总线循环时间<1000ms车间级总线循环时间<100ms现场级总线循环时间<10msPC/VMEVME/PCPLCDCS其它技术特点信号线可用设备电源线。每条总线区段可连接32个设备，不同区段用中继器连接。传输速率可在9.6kB/S～12MB/

3、S间选择。传输介质可以用金属双绞线或光纤。提供通用的功能模块管理规范。在一定范围内可实现相互操作。提供系统通信管理软件(包括波形识别、速率识别和协议识别等功能)。提供244字节报文格式，提供通信接口的故障安全模式(当IO故障时输出全为零)。EN50170Volume2DeviceProfilesApplicationProfiles过程自动化PROFIBUS-PAIEC1158-2-总线供电-本质安全PROFIBUS簇工厂自动化PROFIBUS-DPRS485/FO-即插即用-高效、廉价快速通用目的自动化PROFIBUS-FMSRS485/FO-大范围的应用-多主通信通用面向应用

4、1.Profibus基本特征一.协议结构Profibus现场总线是目前应用最广泛的现场总线技术之一。DP和PA的完美结合使得Profibus现场总线在结构和性能上优越于其它现场总线Profibus既适合于自动化系统与现场I/o单元的通讯，也可用于直接连接带接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表对现场信号进行采集和监控。并且用一对双绞线替代了传统的大量的传输电缆，大量节省了电缆的费用，也相应节省了施工调试以及系统投运后的维护时间和费用Profibus协议以OSI为参考模型，其协议结构如下图所示PROFIBUS协议符合ISO/OSI的开放系统参考模型PA-行规FMS设备行规IE

5、C接口FMSIEC1158-2用户层Layer(3)-(6)应用层(7)数据链路层(2)物理层(1)未用PAEN50170PROFIBUS导则+行规DPDP-扩充功能现场总线数据链路现场总线信息规范DP-行规RS-485/光纤DP基本功能FMS的协议结构FMS定义了物理层、数据链路层和应用层和用户接口，三到六层未加描述物理层提供了光纤和RS485二种传输技术数据链路层完成总线的存取控制并保证数据的可靠性应用层定义了低层接口LLI和现场总线信息规范FMSLLI的作用是协调不同的通信关系并提供不信赖设备的第二层访问接口，FMS提供了范围广泛的功能来保证它的普遍应用在不同的应用领域中，

6、具体需要的功能范围必须与具体应用要求要适应，这些适应性定义称之为行规，行规提供了设备的可互换性，保证不同厂商生产的设备具有相同的通信功能FMS在用户接口中规定了相应的用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，定义了现场设备行为的行规DP定义了物理层、数据链路层和用户接口，三至七层未加描述这种结构是为了确保数据传输的快速有效地进行DP中的物理层和数据链路层与FMS中的定义完全相同，二者采用了相同的传输技术（光纤或RS485传输）和统一的总线控制协议（报文格式），直接数据链路映像DDLM为用户接口与数据链路层之间的信息交换提供了方便。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

7、，并详细说明了各种不同DP行规DP的协议结构PA的协议结构PA主要应用于过程控制领域，可以把测量变送器、阀门、执行机构用一根总线连接起来PA数据传输采用扩展的DP协议，只是在上层增加了描述现场设备行为的PA行规简单的说，PA就相当于DP通信协议加上最适合现场仪表的传输协议IEC1158-2根据IEC1158-2标准，PA可通过总线给现场设备供电，并可确保数据传输的本质安全性当使用分段耦合器，PA装置能很方便的连接到DP网络二传输技术现场总线系统的应用在很大程度上取决于选择哪种传输