Profibus_Dp 介绍

PROFIBUS 是 Process Field Bus 的缩写，由以 SIEMENS 公司为主的十三家工业企业
和五家研究机构联合推出，是联邦德国于九十年代初制定的国家工业现场总线协议标
准，代号 DIN19245，1996 年经欧洲电工委员会批准成为欧洲标准 EN50170，1999 年 12
月被批准成为国际标准 IEC61158 的组成部分（Type III），因此，PROFIBUS 已经成为一
种国际化的、开放的现场总线标准。
要进行现场总线系统设备的设计，必须对 PROFIBUS 的功能有深刻的理解，这需从
以下几个方面把握：深刻理解总线存取方式，由于现场总线集成在计算机网络环境中，
只有对总线存取方式有深刻的理解才可能对现场总线设备进行设计；深刻理解 DP 功能；
主从站间的数据传送、地址分配；系统配置，包括单主和多主配置方案；运行模式；通
信协议等。

• Profibus的类型
  Profibus根据其应用特点分为Profibus_Dp,Profibus_FMS,Profibus_PA三种兼容版本。
  （1）. Profibus_Dp(Decentralized Peripheral，分散外设)，是一种经过优化的、高速廉价的通信连接，是专为自动控制系统和设备级分散 I/O 之间的通信而设计，使用PROFIBUS-DP 模块可取代价格昂贵的 24V 或 0-20m A 并行信号线。用于分布式控制系统的高速数据传输，其数据传输速率可达 12Mbps。自动控制系统同这些分散外设（传感器、执行器等）进行的数据交换多数是周期性的，一般构成单主站系统，主从站之间采用循环数据传送方式工作。
  （2）. Profibus_FMS（Fieldbus Message Specification，现场总线信息规范）， 用于解决车间级通用性通信任务，要求面向对象，提供较大数据量的通信服务，完成中等速度的循环和非循环通信任务，是一个令牌结构、实时多主网络。由于它是完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换，因此它考虑的主要是系统的功能而不是系统的响应时间，应用过程通常要求的是随机的信息交换（如改变设定参数等）。强有力的 FMS 向用户提供了广泛的应用范围和更大的灵活性，可用于大范围和复杂的通信系统。主要用于纺织工业、楼宇自动化、电气传动、低压开关设备等一般自动化控制。
  （3）. PROFIBUS-PA(Process Automation，过程自动化)，是专为过程自动化而设计，具有本质安全性，主要用于安全性要求较高的场合以及有总线供电的站点。因此，PA尤其适用于化工、石油、冶金等行业的过程自动化控制系统。

这里只介绍DP。
Profibus_Dp的设计旨在用于现场一级的高速数据传输。在这一级，中央控制器（PLC）通过高速串行线同分散的现场设备（如IO、驱动器、闸门等）进行通信，同这些分散的设备进行数据交换多数是循环的。除了执行这些循环性功能外，智能化现场设备还需要非循环的通信，以进行组态、诊断和报警除了。这些非循环功能是Profibus_Dp基本功能的扩展。

• profibus基本功能PLC周期地读取设备的输入信息并周期地想从设备发送输出信息。总线循环时间要比PLC的循环时间短。Profibus_Dp提供了强有力的诊断功能和组态功能。
  （1）传输技术：根据最大传输速率的不同，可选用 RS485 双绞线双线电缆和光缆两种传输介质。波特率从 9.6K-12Mbps；
  2）总线存取：主站间为令牌传递方式，主站与从站间为主-从传送方式，支持单主或多主系统，总线上最多站点数为 126（包括主、从站）。总线上设备数量的选择根据实际来定。
  （3）通信：使用点对点（用户数据传送）或广播（控制指令）；循环主-从用户数据传送和非循环主-主数据传送。用户数据在 DPM1 和有关 DP 从站之间的传输由 DPM1 按照确定的递归顺序自动执行，在对总体系统进行配置时，用户对从站与 DPM1 的关系下定义并确定哪些 DP 从站被纳入信息交换的循环周期，哪些被排除在外。DPM1 和 DP 从站之间的数据传送分为三个阶段：参数设定、组态配置、数据交换。除主从功能外，PROFIBUS-DP 允许主主之间的数据通信。
  （4）运行模式：PROFIBUS-DP 规范包括了对系统行为的详细描述以保证设备的互换性，系统行为主要取决于 DPM1 的操作状态，这些状态由本地或总体的配置设备所控制，主要有以下三种状态：运行、清除、停止。
  （5）同步：控制指令允许输入和输出的同步；同步模式使输出同步；锁定模式使输 入同步。
  （6）功能：DP 主站和 DP 从站间的循环用户数据传送；各 DP 从站的动态激活和撤消；DP 从站组态的检查：强大的诊断功能，三级诊断信息；输入或输出的同步；通过总线给 DP 从站赋予地址；通过总线对 DP 主站（DPM1）进行组态；每个 DP 从站的输入和输出数据最大为 246 字节。更具体的功能要查阅有关的资料。
  （7）可靠性和保护机制：所有报文的传输按海明距离 HD=4 进行；DP 从站带看门狗定时器(Watchdog timer)；对 DP 从站的输入输出进行存取保护；DP 主站上带可变定时器的用户数据传送监视。
  （8）设备类型：第二类 DP 主站（DPM2）是可编程、可组态、可诊断的设备；第一 类 DP主（DPM1）为中央可编程控制器，如 PLC、PC 等；DP 从站是带二进制值或模拟量输入输出的驱动器、阀门等。设备类型的选取要根据实际情况。

  电子设备数据库文件（GSD）
  profibus设备均具有不同的性能特征，为了达到Profibus简单的即插即用配置，每一个Profibus从站或一类主站都要有哟个“GSD”文件，用来描述Profibus_Dp设备的特性参数。标准化的GSD数据将通信扩大到操作人员控制一级，使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在一个总线系统中。
  对于每一种设备类型的特性，GSD以一种准确定义的格式作了全面而明确的描述。GSD文件一般由生产厂商分别对每一种设备类型准备并以电子设备数据库文件形式提供给用户。在组态阶段，组态系统自动地对输入错误和与整个系统有关的数据的一致性进行检查核对。GSD文件是文本文件。

最后

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