ROFIBUS新培训由低到高ppt课件

1、PROFIBUS概述概述1PROFIBUS的协议构造的协议构造2PROFIBUS的的GSD文件文件3；PROFIBUS概述概述 Profibus是Process Fieldbus的简称，中文称号:过程现场总线。 PROFIBUS首先是在87年由Siemens公司等13家企业和5 家研讨机构结合开发，到如今曾经成为了国际上通用的现场总线规范之一，全面覆盖了工程自动化的各个领域。；传统总线与PROFIBUS总线；PROFIBUS总线的优点 与传统的总线相比，PROFIBUS现场总线有以下优点： 1、节省硬件本钱 2、设计组态安装调试简便 3、系统的平安可靠性好减少缺点停机时间 4、系统维护设备改换

2、和系统扩展方便 5、用户对系统配置 设备选型有最大的自主权 6、完善了企业信息系统为实现企业综合自动化提供了根底；PROFIBUS族员 PROFIBUS家族成员包括PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP以及PROFIBUS-PA。；PROFIBUS-DP 用于电气自动化和设备自动化中快速的数据交换。它具有设备简单，价钱低廉，功能强大等特点。DP的根本版本是DP-V0,扩展版本DP-V1，DP-V2。 DP-V0：实现1类主站和从站之间的循环数据通讯。 DP-V1：实现循环数据I/O数据交换和专为过程控制而设计的非循环数据交换。 DP-V2：实现高精度控制多个输入同时采样、等时同步控制

3、；PROFIBUS-PA PORFIBUSPA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征平安规范。通俗的了解就是它替代了过程控制中传统的4-20mA规范信号。；PROFIBUS-FMS PROFIBUSFMS：用于车间级监控网络，是一个令牌构造、实时多主网络。主要运用领域是大数据量的数据传输，把假设干个分散过程部分集中到一个公共过程中。；PROFIBUS工业控制网络；PROFIBUS协议构造协议构造 PROFIBUS的协议构造以ISO/OSI为参考模型，所以它的协议构造符合开放性和规范化的要求。；PROFIBUS协议构造物理层物理层1数据链路层数据链路层2运用层运用层7

4、用户层用户层8；物理层 物理层定义了“物理的即电气的和机械的特性，在这其中包括PROFIBUS设备的物理传输线路技术以及规范。 PROFIBUS传输技术： 1、用于DP传输：RS485传输技术 2、用于PA传输：IEC11582传输技术MBP 3、光纤传输技术：用于提高抗干扰性和增大网络间隔3；用于DP传输的RS-485传输技术 RS-485RS-485传输是传输是PROFIBUSPROFIBUS最常用的的一种传输技术。主最常用的的一种传输技术。主要用于要用于DPDP传输。这种技术采用的电缆是屏蔽双绞铜线传输。这种技术采用的电缆是屏蔽双绞铜线，具有简单、本钱低、传输速率快等特点。，具有简单、本

5、钱低、传输速率快等特点。 RS-485RS-485传输技术根本特征：传输技术根本特征： 1 1网络拓扑：总线型，两端有有源的总线终端电网络拓扑：总线型，两端有有源的总线终端电阻。阻。 2 2传输速率：传输速率：9.6K9.6Kbitbit/s/s12M12Mbit/bit/s s 3 3介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件环境条件EMCEMC。 4 4站点数：每分段站点数：每分段3232个站不带中继器，可多个站不带中继器，可多到到126126个站带中继器。个站带中继器。 5 5插头衔接：最好运用插头衔接：最好运用9 9针针D D型插头型插头3

6、；用于DP传输的RS-485传输技术 PROFIBUS交换数据运用异步传输技术和NRZ编码，NRZ编码的二进制信号“0和“1的信号电平在信号继续期间维持不变。3；9针D型衔接器的针脚分配9针D 型衔接器的针脚分配3；规范A型电缆参数 RS485传输技术采用的电缆型号多种多样，普通现场中采用规范的A型电缆：3标准的标准的A型电缆数据型电缆数据参数数值阻抗在频率为3-20MHz时为135-165电容0.64mm导体面积0.34mm2；每个波特率对应的网段的最大长度在RS485传输技术中，每个网段的最大长度，随着波特率的添加，而减少。其中，规范A型电缆对应的每个网段最大长度如下：留意：由于受电缆本身

7、电阻，以及质量的问题，普通的电缆无法到达上述长度要求。信号传输速率信号传输速率最大网段长度最大网段长度/m 9.6 kbit/s120019.2 kbit/s120045.45 kbit/s120093.75 kbit/s1200187.5 kbit/s1000500 kbit/s4001.5 Mbit/s2003 Mbit/s1006 Mbit/s10012 Mbit/s100；总线网络中可扩展的最大长度在PROFIBUS-DP安装中，必需选择一个与该总线衔接的一切设备都支持的数据传输速率。所选择的数据传输速率决议了如上所述的最大网段的长度。在每一个PROFIBUS DP网络中，两个总线站之

8、间的最大答应的间隔可计算如下:(NO_REP + 1)x网段长度NO_REP=串联衔接的中继器的最大数量例：中继器制造商的规定允许串联9个中继器，那么在1.5M bit/s的数据传输速率下，两总线站之间的最大间隔如下：(9+1)x200m=2000m；终端电阻的运用 PROFIBUS网络中的终端电阻及运用 当信号在电缆上传输时，任何附加的电阻、电容，以及线路终端都会引起信号反射，像回声一样，反射会在线路上引起许多信号的叠加，产生严重的信号干扰，特别是在高速率传输时，这种情况更严重。为减少反射，最好的方法就是在PROFIBUS网段的两端加上一个适当的终端电阻。这个终端电阻可以设置在设备中，也可以

9、设置在网络衔接器中。；终端电阻的运用；终端电阻的运用；网段设备数量分布一个PROFIBUS网络中最多只能有126个设备包括主站和从站，假设间隔过长或某一处的从站设备过多，就需求把DP网络分成假设干个网段。在同一个网络段中，最多只能有32个设备。假设一个网络中设备数量多于32个或由于受间隔以及设备性质的限制，那就必需划分出多个网段，网段之间用中继器或者段耦合器衔接。；IEC1158IEC11582 2的传输技术的传输技术数据数据IEC1158IEC11582 2的传输技术是一种位同步协议，可进展无电流的的传输技术是一种位同步协议，可进展无电流的延续传输。传输运用固定波特延续传输。传输运用固定波特

10、31.25kbit/s31.25kbit/s用于用于PAPA传输，能满足化传输，能满足化工和石油化工业的要求。它可坚持其本征平安性，并经过总线对工和石油化工业的要求。它可坚持其本征平安性，并经过总线对现场设备供电。现场设备供电。IEC1158IEC11582 2传输技术特性：传输技术特性：数据传输：数字式、位同步、曼彻斯特编码。数据传输：数字式、位同步、曼彻斯特编码。传输速率：传输速率：31.25K31.25Kbitbit/s/s，电压式。，电压式。数据可靠性：前同步信号数据可靠性：前同步信号, ,采用起始和终止限定符防止误差采用起始和终止限定符防止误差。电缆：双绞线，屏蔽式或非屏蔽式。电缆：

11、双绞线，屏蔽式或非屏蔽式。远程电源供电：可选附件，经过数据线。远程电源供电：可选附件，经过数据线。站数：每段最多站数：每段最多3232个，总数最多为个，总数最多为126126个。个。中继器：最多可扩展至中继器：最多可扩展至4 4台。台。 ；光纤传输技术 光纤传输技术：可用塑料光纤和玻璃光纤。塑料光纤光纤传输技术：可用塑料光纤和玻璃光纤。塑料光纤廉价，衔接方便，但传输间隔小于廉价，衔接方便，但传输间隔小于50m；玻璃光纤价；玻璃光纤价钱较贵，但传输间隔远。钱较贵，但传输间隔远。 光纤传输优点：光纤传输优点： 1传输间隔长；传输间隔长； 2抗电磁干扰；抗电磁干扰； 3电气隔离特性防止了电势差和接地

12、电流的问题；电气隔离特性防止了电势差和接地电流的问题； 4光缆分量轻，不会被腐蚀。光缆分量轻，不会被腐蚀。 留意：光纤传输技术，需求用专门的设备进展接纳与留意：光纤传输技术，需求用专门的设备进展接纳与发送，针对光纤传输技术，鼎实公司专门研发了单模发送，针对光纤传输技术，鼎实公司专门研发了单模光纤模块光纤模块PB-OLM-S和多模光纤模块和多模光纤模块PB-OLM-M，用，用于信号的接纳和发送。于信号的接纳和发送。；数据链路层 PROFIBUS的数据交换发生在主站和从站之间，而一切的这种数据交换都必需按一定的协议来完成。数据链路层中包含了对数据传输报文的普通构造描画、平安机制设置以及能够提供的效

13、力。；SDSDLELELErLErSDrSDrDADASASAFCFCDU.DU.FCSFCSEDEDPROFIBUSPROFIBUS数据链路层的普通格式数据链路层的普通格式SD： 报头；LE： 数据长度DA： 目的地址SA： 源地址； FC： 功能码FCS：帧校验序列ED： 报尾，固定为0 x16；功能码的含义：功能码的含义：b7b7b6b6b5b5b4b4b3b3b2b2b1b1b0b0功能编号站类型和形状：00：从站01：主站未预备好10：主站已预备11：主站正在令牌环中报文类型：1：恳求报文；0：呼应报文总为0；运用层 运用层FAL是一种运用层通讯规范，它为用户程序提供访问现场总线通讯

14、环境的手段。它从运用的角度规定了如何发出和传送恳求和呼应，其目的在于支持用户、功能块和管理运用。PROFIBUS的运用层规定了详细的数据传送报文规范和数据格式。；用户层 PROFIBUS用户层主要定义了一些通讯行规，包括：运用行规和系统行规。 运用行规：主要涉及到现场设备、控制和集成工具，它为制造商开发与行规一致的、可互操作的设备提供规范。 系统行规：更进一步地描画系统类别，它包含主站功能、规范程序接口能够的功能符合IEC61131-3的FB、平安等级和FDT和集成工具选项GSD、EDD和DTM。 系统行规充分描画可供现场设备运用的特定的系统参数，而运用行规那么可以运用这些系统参数，最大程度地

15、简化它们定义的特性。；PROFIBUS的的GSD文件文件 PROFIBUS中的1类主站和一切从站在进展系统组态时，必需知道它们的设备特征和性能，如制造商的名字、该设备支持的波特率、I/O模块情况以及其他必需和可选的特性数据，而这些数据都是写在一个ASCII格式的文件中的，这个文件就是GSD文件。；GSD文件的组成GSD文件的组成文件的组成普通特性普通特性主要包括制造商的一些信息，如设备主要包括制造商的一些信息，如设备称号，称号，GSD版本号，波特率等；版本号，波特率等；主站特性主站特性主要包括与主站有关的参数，如最大主要包括与主站有关的参数，如最大能处置的从站数，上载和下载选择等。从站能处置的从站数，上载和下载选择等。从站没有该部分；没有该部分；从站特性从站特性主要包括一切的从站信息，如主要包括一切的从站信息，如I/O通道通道的数量和类型，诊断功能等，假设该从站为的数量和类型，诊断功能等，假设该从站为模块类型，那么还包括可获得的模块数量和模块类型，那么还包括可获得的模块数量和类型。类型。；GSD文件的命名 GSD文件的命名，普通格式为公司