一、Profibus – DP
1．Profibus – Dp用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)時(shí)間必須要比主站（PLC）程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS-Dp還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。
傳輸技術(shù)：RS－485雙絞線．雙線電纜或光纜。波特率從9.6K bit/s到12M bit/s。
總線存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主—從傳送。支持單主或多主系統(tǒng)。總線上最站點(diǎn)（主－從設(shè)備）數(shù)為126。
通信：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。循環(huán)主－從用戶數(shù)據(jù)傳送和非循環(huán)主－主數(shù)據(jù)傳送。
運(yùn)行模式：運(yùn)行、清除、停止。
同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。
功能：DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶有數(shù)據(jù)傳送。各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和可激活。DP從站組態(tài)的檢查。強(qiáng)大的診斷功能，三級(jí)診斷診斷信息。輸入或輸出的同步。通過總線給DP從站賦予地址。通過部線對(duì)DP主站（DPM1）進(jìn)行配置，每DP從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為246字節(jié)。
可靠性和保護(hù)機(jī)制：所有信息的傳輸按海明距離HD＝４進(jìn)行。DP從站帶看門狗定時(shí)器（Watchdog Timer）。對(duì)DP從站的輸入/輸出進(jìn)行存取保護(hù)。DP主站上帶可變定時(shí)器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。
設(shè)備類型：第二類DP主站（DPM2）是可進(jìn)行編程、組態(tài)、診斷的設(shè)備。第一類DP主站（DPM1）是中央可編程控制器，如PLC．PC等。DP從站是帶二進(jìn)制值或模擬量輸入輸出的驅(qū)動(dòng)器、閥門等。
（1）Profibus–DP基本特征
①速率：在一個(gè)有著32個(gè)站點(diǎn)的分布系統(tǒng)中，Profibus-DP對(duì)所有站點(diǎn)傳送512 bit/s 輸入和512bit/s輸出，在12Ｍbit/s時(shí)只需１毫秒。
②診斷功能：經(jīng)過擴(kuò)展的Profibus-DP診斷能對(duì)故障進(jìn)行快速定位。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。診斷信息分三級(jí)：
本站診斷操作：本站設(shè)備的一般操作狀態(tài)，如溫度過高．壓力過低。
模塊診斷操作：一個(gè)站點(diǎn)的某具體I/O模塊故障。
通過診斷操作：一個(gè)單獨(dú)輸入/輸出位的故障。
?。?/FONT>2）Profibus-DP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)。在同一總線上 最多可連接126個(gè)站點(diǎn)。系統(tǒng)配置的描述包括：站數(shù)、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數(shù)據(jù)格式、診斷信息格式及所使用的總線參數(shù)。每個(gè)PROFIBUS-DP系統(tǒng)可包括以下三種壞同類型設(shè)備：
①一級(jí)DP主站（DPM1）：一級(jí)DP主站是中央控制器，它在預(yù)定的周期內(nèi)與分散的站（如DP從站）交換信息。典型的DPM1如PLC或PC。
②二級(jí)DP主站（DPM2）：二級(jí)DP主站是編程器．組態(tài)設(shè)備或操作面板，在DP系統(tǒng)組態(tài)操作時(shí)使用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的。
③DP從站：DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備（I/O設(shè)備．驅(qū)動(dòng)器．HMI．閥門等）。
④單主站系統(tǒng)：在總線系統(tǒng)的運(yùn)行階段，只有一個(gè)活動(dòng)主站。
⑤多主站系統(tǒng)：總線上連有多個(gè)主站。這些主站與各自從站構(gòu)成相互獨(dú)立的子系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)包括一個(gè)DPMI．指定的若干從站及可能的DPM2設(shè)備。任何一個(gè)主站均可讀取DP從站的輸入/輸出映象，但只有一個(gè)DP主站允許對(duì)DP從站寫入數(shù)據(jù)。
?。?/FONT>3）系統(tǒng)行為
系統(tǒng)行為主要取決于DPM1的操作狀態(tài)，這此狀態(tài)由本地或總線的配置設(shè)備所控制。主要有以下三種狀態(tài)：
停止：在這種狀態(tài)下，DPM1和DP從站之間沒有數(shù)據(jù)傳輸。
清除：在這種狀態(tài)下，DPM1讀取DP從站的輸入信息并使輸出信息保持在故障安全狀態(tài)。
運(yùn)行：在這種狀態(tài)下，DPM1處于數(shù)據(jù)傳輸階段，循環(huán)數(shù)據(jù)通信時(shí)，DPM1從DP站讀取輸入信息并向從站寫入輸出信息。
①DPM1設(shè)備在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，以有選擇的廣播方式將其本地狀態(tài)周期性地發(fā)送到每一個(gè)有關(guān)的DP從站。
②如果在DPM1的數(shù)據(jù)傳輸階段中發(fā)生錯(cuò)誤，DPM1將所有有關(guān)的DP從站的輸出數(shù)據(jù)立即轉(zhuǎn)入清除狀態(tài)，而DP從站將不在發(fā)送用戶數(shù)據(jù)。在次之后，DPM1轉(zhuǎn)入清除狀態(tài)。
?。?/FONT>4）DPM1和DP從站間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸
DPM1和相關(guān)DP從站之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸是由DPM1按照確定的遞歸順序自動(dòng)進(jìn)行。在對(duì)總線系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)時(shí)，用戶對(duì)DP從站與DPM1的關(guān)系作出規(guī)定，確定哪些DP從站被納入信息交換的循環(huán)周期，哪些被排斥在外。
DMP1和DP從站之間的數(shù)據(jù)傳送分三個(gè)階段：參數(shù)設(shè)定、組態(tài)、數(shù)據(jù)交換。在參數(shù)設(shè)定階段，每個(gè)從站將自己的實(shí)際組態(tài)數(shù)據(jù)與從DPM1接受到的組態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。只有當(dāng)實(shí)際數(shù)據(jù)與所需的組態(tài)數(shù)據(jù)相匹配時(shí)，DP從站才進(jìn)入用戶數(shù)據(jù)傳輸階段。因此，設(shè)備類型、數(shù)據(jù)格式、長(zhǎng)度以及輸入輸出數(shù)量必須與實(shí)際組態(tài)一致。
（5）DPM1和系統(tǒng)組態(tài)設(shè)備間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸
除主—從功能外，Profibus－DP允許主—主之間的數(shù)據(jù)通信，這些功能使組態(tài)和診斷設(shè)備通過總線對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)。
（6）同步和鎖定模式
除DPM1設(shè)備自動(dòng)執(zhí)行的用戶數(shù)據(jù)循環(huán)傳輸外，DP主站設(shè)備也可向單獨(dú)的DP從站。一組從站或全體從站同時(shí)發(fā)送控制命令。這些命令通過有選擇的廣播命令發(fā)送的。使用這一功能將打開DP從站的同及鎖定模式，用于DP從站的事件控制同步。
主站發(fā)送同步命令后，所選的從站進(jìn)入同步模式。在這種模式中，所編址的從站輸出數(shù)據(jù)鎖定在當(dāng)前狀態(tài)下。在這之后的用戶數(shù)據(jù)傳輸周期中，從站存儲(chǔ)接收到輸出的數(shù)據(jù)，但它的輸出狀態(tài)保持不變；當(dāng)接收到下一同步命令時(shí)，所存儲(chǔ)的輸出數(shù)據(jù)才發(fā)送到外圍設(shè)備上。用戶可通過非同步命令退出同步模式。
鎖定控制命令使得編址的從站進(jìn)入鎖定模式。鎖定模式將從站的輸入數(shù)據(jù)鎖定在當(dāng)前狀態(tài)下，直到主站發(fā)送下一個(gè)鎖定命令時(shí)才可以更新。用戶可以通過非鎖定命令退出鎖模式。
?。?/FONT>7）保護(hù)機(jī)制
對(duì)DP主站DPM1使用數(shù)據(jù)控制定時(shí)器對(duì)從站的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行監(jiān)視。每個(gè)從站都采用獨(dú)立的控制定時(shí)器。在規(guī)定的監(jiān)視間隔時(shí)間中，如數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生差錯(cuò)，定時(shí)器就會(huì)超時(shí)。一旦發(fā)生超時(shí)，用戶就會(huì)得到這個(gè)信息。如果錯(cuò)誤自動(dòng)反應(yīng)功能“使能”，DPM1將脫離操作狀態(tài)，并將所有關(guān)聯(lián)從站的輸出置于故障安全狀態(tài)，并進(jìn)入清除狀態(tài)。
2．?dāng)U展DP功能
DP擴(kuò)展功能是對(duì)DP基本功能的補(bǔ)充，與DP基本功能兼容。
（1）DPM1與DP從站間非循環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸。
（2）帶DDLM讀和DDLM寫的非循環(huán)讀/寫功能，可讀寫從站任何希望數(shù)據(jù)。
?。?/FONT>3）報(bào)警響應(yīng)，DP基本功能允許DP從站用診斷信息向主站自發(fā)地傳輸事件，而新增的DDLM－ALAM－ACK功能被用來直接響應(yīng)從DP從站上接收的報(bào)警數(shù)據(jù)。
（4）DPM2與從站間的非循環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸。
3．電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件（GSD）
為了將不同廠家生產(chǎn)的Profibus產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以GSD文件（電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件）方式將這些品的功能參數(shù)（如I/O點(diǎn)數(shù)、診斷信息、波特率、時(shí)間監(jiān)視等）。標(biāo)準(zhǔn)的GSD數(shù)據(jù)將通信擴(kuò)大到操作員控制級(jí)。使用根據(jù)GSD所作的組態(tài)工具可將不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中。
GSD文件可分為三個(gè)部分：
（1）總規(guī)范：包括了生產(chǎn)廠商和設(shè)備名稱、硬件和軟件版本．波特率．監(jiān)視時(shí)間間隔．總線插頭指定信號(hào)。
（2）與DP有關(guān)的規(guī)范：包括適用于主站的各項(xiàng)參數(shù)，如允許從站個(gè)數(shù)．上裝/下裝能力。
（3）與DP從站有關(guān)的規(guī)范：包括了與從站有關(guān)的一切規(guī)范，如輸入/輸出通道數(shù)、類型、診斷數(shù)據(jù)等。
4．Profibus-DP行規(guī)
Profibus–DP協(xié)議明確規(guī)定了用戶數(shù)據(jù)怎樣在總線各站之間傳遞，但用戶數(shù)據(jù)的含義是在PROFIBUS行規(guī)中具體說明的。另外，行規(guī)還具體規(guī)定了PROFIBUS－DP如何用于應(yīng)用領(lǐng)域。使用行規(guī)可使不同廠商所生產(chǎn)的不同設(shè)備互換使用，而工廠操作人員毋須關(guān)心兩者之間的差異。因?yàn)榕c應(yīng)用有關(guān)的含義在行規(guī)中均作了精確的規(guī)定說明。下面是PROFIBUS－DP行規(guī)，括弧中數(shù)字是文件編號(hào)：
?。?/FONT>1）NC/RC行規(guī)（3.052）
?。?/FONT>2）編碼器行規(guī)（3.062）
（3）變速傳動(dòng)行規(guī)（3.071）
?。?/FONT>4）操作員控制和過程監(jiān)視行規(guī)（HMI）
二、Profibus－FMS
Profibus－FMS的設(shè)計(jì)旨在解決車間監(jiān)控級(jí)通信。在這一層，可編程序控制器（如PLC．PC機(jī)等）之間需要比現(xiàn)場(chǎng)層更大量的數(shù)據(jù)傳送，但通信的實(shí)時(shí)性要求低于現(xiàn)場(chǎng)層。
1．Profibus－FMS應(yīng)用層
應(yīng)用層提供了供用戶使用的通信服務(wù)。這些服務(wù)包括訪問變量、程序傳遞、事件控制等。Profibus－FMS應(yīng)用層包括下列兩部分：
（1）現(xiàn)場(chǎng)總線住處規(guī)范（Fieldbus Message Specification - FMS）：描述了通信對(duì)象和應(yīng)用服務(wù)。
（2）低層接口（Lower Layer Interface -LⅡ）：FMS服務(wù)到第二層的接口。
2．Profibus－FMS通信模型
Profibus－FMS利用通信關(guān)系將分散的過程統(tǒng)一到一個(gè)共用的過程中。在應(yīng)用過程中，可用來通信的那部分現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備稱虛擬設(shè)備VFD（Virtual field Device），在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與VFD之間設(shè)立一個(gè)通令關(guān)系表。通令關(guān)系表是VFD通令變量的集合，如零件數(shù)、故障率、停機(jī)時(shí)間等。VFD通信關(guān)系表完成對(duì)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信。
3．通信對(duì)象與通信字典（OD）
?。?/FONT>1）FMS面向?qū)ο笸ㄐ?，它確認(rèn)五種靜態(tài)通信對(duì)象：簡(jiǎn)單變量、數(shù)組、記錄、域和事件，還確認(rèn)兩種動(dòng)態(tài)通信對(duì)象：程序調(diào)用和變量表。
?。?/FONT>2）每個(gè)FMS設(shè)備的所有通信對(duì)象都填入對(duì)象字典（OD）。對(duì)簡(jiǎn)單設(shè)備，OD可以予定義，對(duì)復(fù)雜設(shè)備，OD可以本地或遠(yuǎn)程通過組態(tài)加到設(shè)備中去。靜態(tài)通信對(duì)象進(jìn)入靜態(tài)對(duì)象字典，動(dòng)態(tài)通通信對(duì)象進(jìn)入動(dòng)態(tài)通信字典。每個(gè)對(duì)象均有一個(gè)惟一的索引，為避免非授權(quán)存取，每個(gè)通信對(duì)象可先用存取保護(hù)。
4．Profibus－FMS服務(wù)
FMS服務(wù)項(xiàng)目是ISO 9506制造信息規(guī)范MMS（Manufacturing Message Specification）服務(wù)項(xiàng)目的子集。這些現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用中已被優(yōu)化，而且還加上了通信提出的廣泛需求，服務(wù)項(xiàng)目的選用取決于特定的應(yīng)用，具體的應(yīng)用領(lǐng)域在FMS行規(guī)中規(guī)定。
5. 低層接口（LLI）
第七層到第二層映射由LLI來解決，其主要任務(wù)包括數(shù)據(jù)流控制和聯(lián)接監(jiān)視。用戶通過稱之為通信關(guān)系的邏輯通道與其他應(yīng)用過程進(jìn)行通信。VMS設(shè)備的全部通信關(guān)系都列入通信關(guān)系表CRL（Communication Relationship List）。每個(gè)通信關(guān)系通過通信索引（CREF）來查找，CRL中包含了CREF和第二層及LLI地址間的關(guān)系。
6．網(wǎng)絡(luò)管理
FMS還提供網(wǎng)絡(luò)管理功能，有由現(xiàn)場(chǎng)總線管理層七層來實(shí)現(xiàn)。其主要功能有：上、下關(guān)系管理；配置管理；故障管理等。
7．Profibus-FMS行規(guī)
FMS提供了范圍廣泛的功能來保證它的普遍應(yīng)用。在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，具體需要的功能范圍必須與具體應(yīng)用要求相適應(yīng)。設(shè)備的功能必須結(jié)合應(yīng)用來定義。這些適應(yīng)性定義稱之為行規(guī)。行規(guī)提供了設(shè)備的可互換性，保證不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備具有相同的通信功能。 FMS對(duì)行規(guī)做了如下規(guī)定（括號(hào)中的數(shù)字是文件編號(hào)）：
?。?/FONT>1）控制間的通信（3.002）
?。?/FONT>2）樓宇自動(dòng)化（3.011）
（3）低壓開關(guān)設(shè)備（3.032）
三、Profibus-PA
Profibus-PA適用于PROFIBUS 的過程自動(dòng)化。PA將自動(dòng)化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與壓力、濕度和液位變送器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接起來，PA可用來替代4～20mA的模擬技術(shù)。PROFIBUS－PA具有如下特性：
?。?/FONT>1）適合過程自動(dòng)化應(yīng)用的行規(guī)使不同廠家生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互換性。
（2）增加和去除總線站點(diǎn)，即使在本征安全地區(qū)也不會(huì)影響到其他站。
（3） 在過程自動(dòng)化的Profibus－PA段與制造業(yè)自動(dòng)化的PROFIBUS－DP總線段之間通過藕合器連接，并使可實(shí)現(xiàn)兩段間的透明通信。
?。?/FONT>4）使用與IEC1158－2技術(shù)相同的雙絞線完成遠(yuǎn)程供電和數(shù)據(jù)傳送。
?。?/FONT>5）在潛在的爆炸危險(xiǎn)區(qū)可使用防爆型“本征安全”或“非本征安全”。
1．Profibus－PA傳輸協(xié)議
Profibus－PA采用PROFIBUS－DP的基本功能來傳送測(cè)量值和狀態(tài)。并用擴(kuò)展的PROFIBUS－DP功能來制訂制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的參數(shù)和進(jìn)行設(shè)備操作。PROFIBUS－PA第一層采用IEC1158－2技術(shù)，第二層和第一層之間的在DIN19245系列標(biāo)準(zhǔn)的第四部分作了規(guī)定。
2．Profibus－PA設(shè)備行規(guī)
Profibus－PA行規(guī)保證了不同廠商所生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互換性和互操作性，它是PROFIBUS－PA的一個(gè)組成部分。PA行規(guī)的任務(wù)是選用各種類型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備真正需要通信的功能，并提供這些設(shè)備功能和設(shè)備行為的一切必要規(guī)格。
目前，PA行規(guī)已對(duì)所有通用的測(cè)量變送器和其他選擇的一些設(shè)備類型作了具體規(guī)定，這些設(shè)備如：
?。?/FONT>1）測(cè)壓力、液位、溫度和流量的變送器
?。?/FONT>2）數(shù)字量輸入和輸出
?。?/FONT>3）模擬量輸入和輸出
?。?/FONT>4）閥門
（5）定位器
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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