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1、China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 1 PROFIBUS 技术简介技术简介 中国机电一体化技术应用协会 现场总线专业委员会（ 中国机电一体化技术应用协会 现场总线专业委员会（CPO） ( IEC 61158-Type 3 ) China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 2 传感器/执行机构级 自 动 化 生产 企业 现 场 通 信数 据 通 信 PROFInetIEC 61158/61784 PROFIBUSIEC 61158/61784 AS-Int
2、erface IEC 62026 现 场 级 车 间 级 自动化技术中的通信自动化技术中的通信 1、现场总线的概念现场总线的概念 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 3 总线循环 时间 0.64 mm 导线截面积 0.34 mm2 A型电缆的传输速率和范围型电缆的传输速率和范围 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 26 控制系统控制系统 (PLC)工程或工程或 HMI 工具工具 MBP-IS to 31.25 Kbit/s I x 段耦合器/
3、链接器 变送器 x + RS 485 to 12 Mbit/s PROFIBUS PROFIBUS DP MBP传输技术的系统拓扑和总线供电传输技术的系统拓扑和总线供电 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 27 传统的传统的4-20mA系统与系统与PROFIBUS-PA比较比较 i 总线耦合器1 PNCPNC I/O 模块(1-x) 终端块 (PNC) I/O module X 1 终端块 灰色线 变送器 供电源 终端块 Exi, 蓝色线 分配器 连接盒 传感器 1 .n PROFIBUS PA n PROFIBUS
4、PA 1 总线耦合器n 连接总线 PROFIBUS DP 4.20 mA 系统系统PROFIBUS-PA 传感器 1 .n i xx 过程接近 元件 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 28 传统信号与远程传统信号与远程 I/O的 总线接口连接 传统的 点对点 布线技术 的 总线接口连接 传统的 点对点 布线技术 在安全区域的远程在安全区域的远程 I/0 Ex isolation PROFIBUS DP PLC/DCS 带带 PROFIBUS 接口接口 现场分配器 现场分配器 现场设备 现场分配器 现场分配器 现场设备
5、 1 . n 接线盒接线盒 (灰色灰色) 接线盒接线盒(兰色兰色) 接口模块接口模块 PLC/DCS 带带 I/O 卡 布线 盒 卡 布线 盒(PLC) 现场分配器 现场分配器 现场分配器 现场分配器 Ex isolation 现场设备现场设备 1 . n 4-20mA China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 29 MBP网络元件，耦合器和链接器网络元件，耦合器和链接器 DP/PA 链接器链接器 (模板扩展，中央 模板可带多个耦合 器) DP/PA 耦合器耦合器 PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s 24 V2
6、4 V J 24 V J PROFIBUS- PA 31.25 kbit/s J J PROFIBUS-DP up to 93.75 kBit/s PROFIBUS-DP up to 12 Mbit/s xx China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 30 耦合器的作用耦合器的作用 段耦合器是不同的传输技术之间的一个网关（gateway) PROFIBUS-PA MBPRS 485 PROFIBUS-DP ? 异步NRZ 编码 ? 1 Byte = 11 Bit (8 个用户位 + 1 开始位 + 1 停止位 + 1 奇偶校
7、验位) ? 可变的波特率 ? 不通过总线供电 ? 同步Manchester 编码 ? 1 Byte = 8 Bit ? 固定波特率 = 31.25 kBit/s ? 通过总线供电 DP/PA 耦合器 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 31 PROFIBUS-PA的组态的组态 DP/PA 耦合器耦合器 PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s 24 V DP/PA 链接器链接器 24 V 1 32 1 1 23 24 V 4 24 V 1 2 从从 主主 PROFIBUS-PA 31.25 kbit/s 23
8、PROFIBUS-DP up to 12 Mbit/s PROFIBUS-DP up to 93.75 kBit/s 从 主 从 主 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 32 从现有的从现有的 4-20 mA 很容易转移到很容易转移到PA PROFIBUS-DP, up to 12 Mbit/s DCS (PLC) 耦合器链接器 模拟I/O 模块 PROFIBUS-PA 现有的现有的 4-20 mA 设备 现有的 设备 现有的 HART设备设备 4 . 20 mA 4 . 20 mA HART HART x + Chi
9、na PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 33 光纤类型线径 m范围 多模玻璃光纤62.5/1252-3 km 单模玻璃光纤9/125 15 km 塑料光纤980/1000 80 m HCS 光纤（玻 璃） 200/230大约 500 m 光纤的特性光纤的特性 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 34 时间 功能等级 设备特性 设备特性 DP-V2 ?广播数据交换 (发布者 / 预订者) ?等时同步模式 (等距离) 加扩充: ?时钟同步和时间标签 ?DP上
10、的HART ?上装/下载 (分段) ?冗余 DP-V1 ?PC 或 PLC 与 从站设备之间的非循环数据交换 加扩充: ?在工程中集成: EDD and FDT ?便携式 PLC 软件功能块 (IEC 61131-3) ?故障安全通信 (PROFIsafe) ?报警 DP-V0 ?PLC 与从站设备之间的循环数据交换 加扩充: ?GSD 组态 ?诊断 PROFIBUS通信技术（数据链路层通信技术（数据链路层） China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 35 ?用于用于1类主站的总线访问控制类主站的总线访问控制-主从方法主从方
11、法 不同的网络参与者之间的数据协议和数据交换方式不同的网络参与者之间的数据协议和数据交换方式 从站从站 (1类主站类主站) 可编程序 逻辑控制器 可编程序 逻辑控制器 (PLC) China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 36 ?用于用于2类主站的混合总线访问控制类主站的混合总线访问控制 不同的网络参与者之间的数据协议和数据交换方式不同的网络参与者之间的数据协议和数据交换方式 在主站之间的令牌传递方法在主站之间的令牌传递方法 PLC/工程 工具 与 现场区域之间的主工程 工具 与 现场区域之间的主/ 从方法从方法 可编程序逻
12、辑控制器可编程序逻辑控制器 (PLC)(1类主站类主站) PC (2类主站类主站) PLC 具有总线 访问控制 具有总线 访问控制 PC具有总线 访问控制 具有总线 访问控制 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 37 总线访问总线访问 主站之间的令牌传送规程和主站与从站之间的数据传送 单主站或多主站系统（可选） 在一条总线上，最多可接126个主站和从站设备 通信通信 点对点 (用户数据通信) 或 群播(控制命令) 循环的主站-从站用户数据通信 运行状态运行状态 运行： 循环地传输输入和输出数据 清除： 读输入，输出保持
13、在故障安全状态 停止： 诊断和参数分配，无用户数据传输 同步同步 控制命令能使输入和输出同步 Sync mode： 同步输出 Freeze mode： 同步输入 功能功能 DP主站与多个从站之间的循环用户数据传输 动态的激活/解除激活各个从站；检查从站组态 强有力的诊断功能， 3级诊断报文 输入和/或输出的同步 通过总线对从站分配地址，可选的 每个从站的输入/输出数据最多244 字节 保护功能保护功能 报文传输的海明距离：HD=4 DP从站的监视器控制检测指定的主站故障 对从站的输入和输出的存取保护 用主站中可调节的监视定时器来监视用户数据通信 设备类型设备类型 1类DP主站(DPM1)，中央
14、可编程序的控制器，如PLC， PC 2类DP主站(DPM2)，如工程或诊断工具 DP从站，如二进制的或模拟的输入/ 输出设备，驱动器，阀门等 DP-V0功能概述功能概述 China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 38 重要的重要的 PROFIBUS 报文结构报文结构 1 ). 令牌报文 SD4 DA SA 2 ). FDL 状态请求报文 SD1 DA SA FC FCS ED 3 ). 数据报文 SD2 LE LEr SD2 DA SA FC DSAP SSAP DU FCS ED Legend: DA = 目的地址 （目的
15、地址 （Destination Address） DU = 数据单元 （数据单元 （Data Unit） DSAP = 目的服务存取点 （ 目的服务存取点 （Destination Service Access Point） ED = 结束分界符 （结束分界符 （End Delimiter） FC = 功能码 （功能码 （Function Code） FCS = 帧检查顺序 （帧检查顺序 （Frame Check Sequence） LE = 长度 （长度 （Length） LEr = 重复长度 （重复长度 （Repeated Length） SA = 源地址 （源地址 （Source Add
16、ress） SD2 = 开始分界符开始分界符2 （Start Delimiter 2） SD4 = 开始分界符开始分界符4 （Start Delimiter 4） SSAP = 源服务存取点 （源服务存取点 （Source Service Access Point） China PROFIBUS Organization(CPO) PROFIBUS安装培训，安装培训，2006 39 PROFIBUS DP-Master Publisher (z.B. Lichtgitter) Slave DP-从站 2 PROFIBUS DP-Master PROFIBUS-DP 1类主站 PROFIBUS-DP 2类主站 Publisher (z.B. Lichtgitter) Slave DP-从站 1 Publisher (z.B. Lichtgitter) Slave DP-从站 3 令牌 循环: 从站1从站
