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1、PROFIBUS 现场总线PROFIBUS 技术培训 概论PROFIBUS 作为一种现场总线标准，在世界市场上已被普遍接受并得到广泛运用。本培训教程全面阐述了 PROFIBUS 的技术特点、应用模式和产品开发方法。PROFIBUS 的系统模型如下：PROFIBUS 是国际性的、开放的现场总线标准（1）PROFIBUS 标准 EN 50170 是完整的、开放的、与制造商无关的、已经生效的（2）稳固的 PROFIBUS 标准保护世界范围的用户和制造商的投资（3）PROFIBUS 经实践证明并在世界范围内已安装使用的设备超过 1,500,000 个。（截止于年四季度）PROFIBUS 给客户的好处（
2、1）节省硬件和安装费用减少硬件成份 (I/O, 终端块、隔离栅)更容易、更快捷和低成本的安装（2）节省工程费用更容易组态(对所有设备只需一套工具)更容易保养和维修更容易和更快捷的系统起动（3）更大的制造灵活性改进功能 减少故障时间 准确、可靠的诊断数据 可靠的数字传输技术 PROFIBUS 减少 40%的安装费用： 1,200 多个产品（到 1998 年 1 季），一个标准到目前为止，已 250 家不同的制造商可提供 1,200 多个产品，你可免费获得最新的 PROFIBUS 电子产品指南的拷贝：（1）从每一个 PROFIBUS 用户的 CD-ROM 或软盘（2）或访问 PROFIBUS 的国
3、际网页 http:/ 产品范围快速增长 产品应用范围广泛 经认证的产品确保互操作性（1）PROFIBUS 国际已经建立了质量认证系统，包括产品的一致性和互操作性的测试（2）几百个产品已经通过了认证（3）在欧洲和美国建有这样的测试实验室（4）经认证的产品都有一个认证号，它们已在 PROFIBUS 电子产品指南中列出PROFIBUS 是领先的开放的现场总线系统独立的市场研究证实， PROFIBUS 在欧洲是市场的领导者，且在世界范围内有最高的增长率。在年已安装的 PROFIBUS 基本设备超过了 1,500,000 个，年增长到约 20-30%。市场总值 根据 1997 ARC 的市场研究现场总线
4、的世界市场总值大于 2 百万个节点， 50%以上是用在欧洲。市场份额 根据 1996 Consultic 关于德国和欧洲市场的市场研究 2 ，PROFIBUS 在欧洲市场中约占 41% 。三种有效的传输技术 PROFIBUS 使用两端有终端的总线拓扑 在运行期间，接入和断开一个或几个站不会影响其他站的工作，即使在本质安全区也如此。 提供三种不同的物理层选择(1)RS 485: 用于 DP 和 FMS(2)IEC 1158-2: 用于 PA(3)光纤: 用于 DP 和 FMSPROFIBUS 协议 PROFIBUS 总线访问协议（第二层）对三种 PROFIBUS 版本(FMS/DP/PA)均相同
5、 这使通信透明和 FMS/DP/PA 网络区域容易组合 因为 FMS/DP 使用相同的物理介质 (RS-485/FO) ，因此它们能组合在同一根电缆上。PROFIBUS-DP 的特点代替 PLC/PC 与 I/O 之间昂贵的电线快速，传输 1 千字节的输入数据和 1 千字节的输出数据所需时间 0.34 mm每单位长度的电容 30 pF / mPROFIBUS 电缆被列在 PROFIBUS 电子产品指南中。PROFIBUS 电缆长度 （对 RS 485）波特率（ kBit/s） 9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 12000线长（m, A 类电缆） 1200 1200 1
6、200 1000 400 200 100长度可以用中继器来延长9 针 D 型连接器的针脚分配 （为 RS 485 用） 对 PROFIBUS-DP/FMS 提供的连接器类型是 9 针 D 型连接器 插座部分被安装在设备上 如果其他连接器能提供必要的命令信号的话，也允许使用拓朴PROFIBUS 支持总线型，树型和星型拓扑 这里提供的拓扑是总线型拓扑 在总线的开头和结尾必须有终端 一段可以由最多 32 个站*组成 RS-485 传输的数据位顺序每个八位二进数（字节）按 11 位的顺序被传输最小的有效位 (LSB) 被第一个发送最大的有效位 (MSB) 被最后发送每个八位二进数都补充三位，即开始、终
7、止和奇偶校验位此编码原理称 NRZ （即 Non Return to Zero）信号电平1 = 数据传输开始2 = 空闲段、无数据传输、总线终端终止的电平冗余性提高了系统的可靠性PROFIBUS 技术培训 总线协议PROFIBUS 总线访问方式兼有多主通信和主从通信总线访问协议的特征 (1)混合总线访问协议主站间的逻辑令牌环主从站间的主从协议主站主动站在一个限定时间内 (Token Hold Time) 对总线有控制权从站从站只是响应一个主站的请求，它们对总线没有控制权PROFIBUS 总线访问协议 (FDL)的特点主站或从站可以在任何时间点接入或断开。FDL 将自动地重新组织令牌环。令牌环调
8、度确保每个主站有足够的时间履行它的通信任务。因此，用户必须计算全部目标令牌环时间 (TTR)。总线访问协议有能力发现有故障的站、失效的令牌、重复的令牌、传输错误和其他所有可能的网络失败。所有信息(包括令牌信息)在传输过程中确保高度安全，以免传输错误。海明距离 HD = 4令牌调度原理在多主网络中，令牌调度必须确保每个主站有足够的时间完成它的通信任务用户组织全部目标令牌循环时间 (TTR) 进入所有主站的通信任务帐户。每一个主站根据下列公式计算它接收令牌后完成它的通信任务的时间(TTH)TTH = TTR - TRRTTH = 持有令牌时间TTR = 目标令牌循环时间TRR = 实际令牌循环时间FDL 状态图重要的 PROFIBUS 电文结构图例： TRDY = 准备时间 TSDR = 站响应时间 TSYN = 同步时间数据链路层服务及其用法服务存取点 (SAP) 在 PROFIBUS 数据链路层与应用层之间的接口处，服务存取点被用来交互作用 请求站的服务存取点叫做源服务存取点（= SSAP） 响应站的服务存取点叫做目的服务存取点 (= DSAP) 服务存取点对 FMS 和 DP/PA 有着不同的功能 对 FMS: 它们被用于区分站之间的逻辑连接对 DP/PA: 它们被用于选择不同的功能
