概述
Profibus-DP总线V0/V1/V2行规各自实现的功能和应用场合
一、 PROFIBUS标本的发展
1.1、PROFIBUS-DP从.DP-VO到DP-VI、DP-V2
随着PROFIBUS-DP应用领域的不断扩大,它的版本也在不断地更新改造,不然就不能更好地适合新领域的具体要求。
PI保证PROFIBUS的新版本100%地向后兼容,例如DP-V0的从站设备也可以在主站版本是DP-VI的系统中使用,只不过该从站没有DP-VI的功能;DP-VI的从站也可以在主站版本是DP-V0的系统中使用,只不过该从站的DP-V|功能不能使用而已。
DP_VO
DP-V0是PROFIBUS-DP的最基本的版本,它只能完成主站和从站之间的循环数据交换,不能适应过程控制系统中的报警处理和参数设置等功能的要求,也不能适应运动控制系统中的同步、等时控制的要求
DP_VI
DP-VI是专门针对PROFIBUS在过程控制领域的使用而开发的,PROFIBUS-PA使用的就是DP-VI。和DP-V0相比,最大的区别就是DP-VI增加了非循环数据交换,使其能完成过程控制中的一些非实时性的数据交换。
DP-V2
DP-V2是为PROFIBUS在运动控制和对实时性、精确性要求更高的场合使用而开发的。PROFIDrive使用的就是DP-V2。它主要增加的功能有:从站之间的通信、等时模式、同步模式、上载和下载和冗余功能。
二、V0/V1/V2简要功能
(1)DP-V0提供DP基本功能,包括循环的数据交换,以及站诊断、模块诊断和特定通道的诊断。
(2)DP-V1包含依据过程自动化的需求而增加的功能,特别是用于参数赋值、操作、智能现场设备的可视化和报警处理等的非循环的数据通信。此外,DP-V1有三种附加的报警类型:状况报警,刷新报警和制造商专用的报警。
(3) DP-V2包含主要根据驱动技术的需求而增加的其它功能。由于增加的功能,如等时同步从站模式和从站与从站通信等,DP-V2也可以被实现为驱动总线,用于控制驱动轴的快速运动时序。
三、DP-VI通信协议的特点
3.1 DP-VI通信协议的特点主要有:
1.总线存取 主站之间采用托肯传递方式,主站和从站之间采用轮询方式。
2.通信
3.实现功能
4.系统安全保证
3.2 .DP-VI的组成
1.它是DP-V0的扩展版本。
2.DP-VI包括循环数据交换和专为过程控制而设计的非循环数据交换,非循环数据主要指过程参数的上下限和报警范围,以及制造商的一些特殊数据。
3.典型的DP-VI的总线循环周期如下图所示
3.3 DP-VI的组成在非循环数据交换中
1.类主站和从站之间的通信称为MSI通信;
2.类主站和从站之间的通信称为MS2通讯。
所以DP-VI的通信由循环通信MS0和非循环通信MSI、MS2组成。
四、DP-V2详细功能分析
(1)DP-V2
从站之间的通信DXB (Data eXchange Broadcast)
该功能可以使从站之间使用广播方式而不需要绕道通过主站来进行直接而省时的通信,该通信方式也称为“旁路通信”方式。
使用该功能时,这些从站扮演为“生产者”(publisher) 的角色,使从站响应不通过协调的主站而直接到包含在此序列中的被称为“消费者”(subscriber)的 其他从站。这样,从站就可以从其他从站直接读取数据,并将这些数据作为自己的输入,使响应时间减少了90%左右,所以它适合于实时性要求非常高的场合。
举例: 需要光栅位置传感器数据的驱动器可以 直接从光栅从站读取数据,以完成分布式的多轴驱动控制。
(2)DP-V2
等时同步模式(Isochronous Mode)
此功能可实现主站和从站中的时钟同步控制,循环周期时间的长短与总线负载无关,从而实现高精度定位控制。等时同步模式中的时钟误差可以达到小于Iμs。该模式是使用“全局控制(GC, Global Control)来使所有参加的设备循环与总线主循环同步的。
举例: 3个驱动器从站和主站组成的高精度位置控制系统。
(3)DP_V2 时钟控制
该功能中,主站通过一种新的无连接的服务MS3实时地向所有从.站发送时间标签(time stamp),使所有的从站与系统时间同步.(其时钟误差小于Ims)。这个功能允许系统精确地跟踪事件,在对故障诊断结果即事件的顺序编制方面非常有用。
1.上载和下载
此功能允许用少许命令在现场设备中装载任意大小的数据区,这使得更新程序和更换设备变得容易和简单。
2.从站冗余
在一些应用中需要具备冗余通信功能的现场总线设备,为此,PROFIBUS制定了从站冗余机制的规范。从站的冗余提高了系统的可靠性和容错能力。
最后
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