PROFIBUS新培训由低到高

1、,PROFIBUS概述,Profibus是Process Fieldbus的简称，中文名称:过程现场总线。 PROFIBUS首先是在87年由Siemens公司等13家企业和5 家研究机构联合开发，到现在已经成为了国际上通用的现场总线标准之一，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、节省硬件成本 2、设计组态安装调试简便 3、系统的安全可靠性好减少故障停机时间 4、系统维护设备更换和系统扩充方便 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

2、供了基础,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，价格低廉，功能强大等特点。DP的基本版本是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信。 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）,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

3、总线上，并有本征安全规范。通俗的理解就是它代替了过程控制中传统的4-20mA标准信号。,PROFIBUS-FMS,PROFIBUSFMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。主要应用领域是大数据量的数据传输，把若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协议结构,PROFIBUS的协议结构以ISO/OSI为参考模型，所以它的协议结构符合开放性和标准化的要求。,PROFIBUS协议结构,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

4、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距离,3,用于DP传输的RS-485传输技术,RS-485传输是PROFIBUS最常用的的一种传输技术。主要用于DP传输。这种技术采用的电缆是屏蔽双绞铜线，具有简单、成本低、传输速率快等特点。 RS-485传输技术基本特征： （1）网络拓扑：总线型，两端有有源的总线终端电阻。 （2）传输速率：9.6Kbit/s12Mbit/s （3）介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）。 （4）站点数：每分段32个站（不带中继器），可多到126个站（带中继器）。

5、 （5）插头连接：最好使用9针D型插头,3,用于DP传输的RS-485传输技术,PROFIBUS交换数据使用异步传输技术和NRZ编码，NRZ编码的二进制信号“0”和“1”的信号电平在信号持续期间维持不变。,3,9针D型连接器的针脚分配,9针D 型连接器的针脚分配,3,标准A型电缆参数,RS485传输技术采用的电缆型号多种多样，一般现场中采用标准的A型电缆：,3,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，随着波特率的增加，而减少。其中，标准A型电缆对应的每个网段最大长度如下： 注意：由于受电缆本身电阻，以及质量的问题，一般的电缆无法达到上述长度要求。,总线网络中

6、可扩展的最大长度,在PROFIBUS-DP安装中，必须选择一个与该总线连接的所有设备都支持的数据传输速率。所选择的数据传输速率决定了如上所述的最大网段的长度。 在每一个PROFIBUS DP网络中，两个总线站之间的最大许可的距离可计算如下: (NO_REP + 1)x网段长度 NO_REP=串联连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距离如下： (9+1)x200m=2000m,终端电阻的使用,PROFIBUS网络中的终端电阻及使用 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，

7、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，也可以设置在网络连接器中。,终端电阻的使用,终端电阻的使用,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），如果距离过长或某一处的从站设备过多，就需要把DP网络分成若干个网段。在同一个网络段中，最多只能有32个设备。如果一个网络中设备数量多于32个或由于受距离以及设备性质的限制，那就必须划分出多个网段，网段之间用中继器或者段耦合器连接。,IEC11

8、582的传输技术,数据IEC11582的传输技术是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输。传输使用固定波特31.25kbit/s用于PA传输，能满足化工和石油化工业的要求。它可保持其本征安全性，并通过总线对现场设备供电。 IEC11582传输技术特性： 数据传输：数字式、位同步、曼彻斯特编码。 传输速率：31.25Kbit/s，电压式。 数据可靠性：前同步信号,采用起始和终止限定符避免误差。 电缆：双绞线，屏蔽式或非屏蔽式。 远程电源供电：可选附件，通过数据线。 站数：每段最多32个，总数最多为126个。 中继器：最多可扩展至4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

9、便宜，连接方便，但传输距离小于50m；玻璃光纤价格较贵，但传输距离远。 光纤传输优点： （1）传输距离长； （2）抗电磁干扰； （3）电气隔离特性避免了电势差和接地电流的问题； （4）光缆重量轻，不会被腐蚀。 注意：光纤传输技术，需要用专门的设备进行接收与发送，针对光纤传输技术，鼎实公司专门研发了单模光纤模块PB-OLM-S和多模光纤模块PB-OLM-M，用于信号的接收和发送。,数据链路层,PROFIBUS的数据交换发生在主站和从站之间，而所有的这种数据交换都必须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一般结构描述、安全机制设置以及可能提供的服务。,PROFIBUS数据链路层的一

10、般格式,SD： 报头； LE： 数据长度 DA： 目标地址 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：,功能编号,站类型和状态： 00：从站 01：主站未准备好 10：主站已准备 11：主站正在令牌环中,报文类型： 1：请求报文；0：响应报文,总为0,应用层,应用层（FAL）是一种应用层通信标准，它为用户程序提供访问现场总线通信环境的手段。它从应用的角度规定了如何发出和传送请求和响应，其目的在于支持用户、功能块和管理应用。PROFIBUS的应用层规定了详细的数据传递报文规范和数据格式。,用户层,PROFIBUS用户层主要定义了一些通信行

11、规，包括：应用行规和系统行规。 应用行规：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：更进一步地描述系统类别，它包含主站功能、标准程序接口可能的功能（符合IEC61131-3的FB、安全等级和FDT）和集成工具选项（GSD、EDD和DTM）。 系统行规充分描述可供现场设备使用的特定的系统参数，而应用行规则可以使用这些系统参数，最大程度地简化它们定义的特性。,PROFIBUS的GSD文件,PROFIBUS中的1类主站和所有从站在进行系统组态时，必须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须和可选的特性数据，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 一般特性 主要包括制造商的一些信息，如设备名称，GSD版本号，波特率等； 主站特性 主要包括与主站有关的参数，如最大能处理的从站数，上载和下载选择等。从站没有该部分； 从站特性 主要包括所有的从站信息，如I/O通道的数量和类型，诊断功能等，如果该从站为模块类型，则还包括可获得的模块数量和类型。,GSD文件的命名,GSD文件的命名，一般格式为公司+设备名字+版本号： 如北京鼎实PB-B-MODBUS系列的产品命名为：DS_MMv32.GSD DS为公司名字，