profibus 规范(2)

《profibus 规范(2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《profibus 规范(2)（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 1 PROFIBUS 规范标准部分规范标准部分 第二部分：物理层规范和服务定义第二部分：物理层规范和服务定义 PROFIBUS Specification-Normative Parts Part 2: Physical layer Specification and Service Definition 2 第二部分 物理层规范和服务定义 目录 页码 1 .范围范围 3 2 2 引用标准和附加引用材料引用标准和附加引用材料. 3 3 概论3 概论. 4 3.1 术语. 4 3.1.1 定义4 3.1.2 缩略语 6 3.2 基本特性.12 3.3 特征 13 3.4 范围. 14 4 数据

2、传输（物理介质，物理层）数据传输（物理介质，物理层） 15 4.1 类型 1. . 16 4.1.1 电气特性 16 4.1.2 连接器技术、机械和电气规范 18 4.1.2.1 总线连接器. 18 4.1.2.2 接点规定 . 18 4.1.2.3 总线电缆 19 4.1.2.4 接地，屏蔽.20 4.1.2.5 总线终端器 20 4.1.3 传输方法 . 20 4.1.3.1 位编码 20 4.1.3.2 收发器控制 .23 4.2. 物理层（PHY）和介质存取及传输协议（FDL）间的接口. 21 4.2.1 交互作用的概述 21 4.2.2 服务和交互作用的详细规范 22 4.2.3 电

3、气要求和编码 22 4.3 物理层和介质冗余（可选） 23 附录 2-A附录 2-A (信息)(信息) . . 24 实例. 24 2-A.1 中继器 . 24 2-A.2 PROFIBUS 控制器的结构 25 2-A.3 若干个总线与一个控制站连接的系统 26 2-A.4 冗余控制站 27 2-A.5 总线分析/诊断单元( 总线监视器) . .28 2-A.6 报文速率、系统响应时间和令牌轮转时间的特性 . 29 3 1 范围范围 本规范定义串行现场总线的功能、 电气和机械的特性。 串行现场总线是为自动化系统现 场的应用而设计的。 这些应用的一个重要要求是使用简单的传输介质（2 或 4 线电

4、缆） ，多种总线拓扑，如 线性或树型总线拓扑。更进一步的要求是支持实现低功耗、低成本和实时特性（即，确保响 应时间） 。在许多情况下，也必须考虑电磁干扰，有时还需考虑有易爆气体的危险区域。 本规范既支持没有总线控制能力的简单的输入/输出现场设备，还支持有总线控制能力 的较高级的（智能的）设备，如可编程逻辑控制器（PLC）等。 为了满足上述这些要求， 采用有效地发送短报文和在商品化的集成电路中实现协议， 如 带内部 UART（通用的异步收发器）的单片微处理器。 本规范的目的是花最小的成本使多家制造商生产的现场设备互连， 并将它们集成为一个 分散的控制系统，且确保实现通信。通常，这称之谓“开放系统

5、互连（OSI） ” 。进一步的目 标是透明的、容易地访问更高一级的控制系统。 由本规范提供的开放协议确保灵活性并允许实现具有多种系统配置和功能结构的不同 的应用。 本规范的这一部分根据 ISO/OSI 分层模型（参考 ISO 7498）定义物理介质和物理层。 数据链路层、数据链路层与应用层之间的接口及管理层将在第三部分、第四部分中说明。 物理层（类型 1）是根据 EIA 标准 RS-485 制定的，它不包含本质安全（IS）的要求。 类型 2（根据 GB/T16657.2）包含本质安全的要求。 本规范的第五、六、七部分描述应用层和相关的管理。 2 引用标准和附加引用材料引用标准和附加引用材料 D

6、IN 19 241-2: 1985 测量，控制，调节；位串行过程总线接口系统；传输协议各单元与 通信结构 DIN 66 259-3: 1983 平衡双流互换电路的电气特性 DIN 57800/VDE 0800: 1984 远程通信技术；设备的建立与运营 DIN VDE 0160: 1988 带电子仪器的强电设备装置 来源于 DIN 标准： Beuth Verlag GmbH Burggrafenstr. 6 D-10772 Berlin Germany 4 CCITT V.11：1976 平衡的双向电流交互电路的电气特性，此电路通常用于数据通信 现场的带集成电路的装置。 CCITT V.24：

7、1964 对数据终端装置和数据终止电路装置间互换电路的定义表。 IEC 807-3：1990 频率低于 3MHz 的矩形接连器，第三部分。 IEC 870-5-1：1990 远程控制设备和系统，第五部分：传输协议；第一节：传输帧格 式。 IEC 870-5-2：1992 远程控制设备和系统，第五部分：传输协议；第二节：链路传输过 程。 GB/T9469：1998 分布式过程控制系统的过程数据通路，类型 C（PROWAY C） 。 GB/T15969.2：1992 可编程控制器，第二部分：设备要求和测试。 GB/T16657.2：1993 在工业控制系统中用的现场总线标准，第二部分：物理层规范和

8、 服务定义。 ISO 1177：1985 信息处理面向传输的开始/停止和同步字符的字符结构 ISO 2022：1986 信息处理ISO 7 位和 8 位编码字符集编码扩充技术。 ISO 7498：1984 信息处理系统，开放系统互连基本参考模型 ISO 8802-2：1998 信息处理系统，局域网第二部分：逻辑链控制 ISO/IEC JTC1/ 局域网标准：逻辑链路控制类型 3 操作，应答无联接服务。 SC 6 N 4960：1988 EIA RS-422-A：1978 平衡电压数字接口电路的电气特性 EIA RS-485：1983 在平衡数字多点系统中使用的发送器和接收器的电气特性标准。 3

9、 概论概论 3.1 术语术语 由于技术术语的多义性和对现有国际性总线标准关联的需求， 因此， 对有限范围内的技 术术语给予明确的定义是必要的。 3.1.1 定义定义 定义 含义 应答帧 从远程（响应的）FDL 实体向本地（发起的）FDL 实体传送 一个 “事务处理”的状态 主动帧 一个数据帧或请求帧，在所有“事务处理”中它是第一个被 传输的帧 非循环服务 一个 FDL 服务，它包括单个数据传输或数据交换，例如， 单个“事务处理” 5 地址扩展 一个 LSAP 地址或总线 ID，它在帧的 DATA_UNIT 的开始处 被传输。 位时间 FDL 符号周期，即传输一个位所需的时间 确认 确认原语，例

10、如，通知本地 FDL 用户一次事务处理的成功或失败 及状态，当有请求数据时，还传送请求数据给本地 FDL 用户。 控制器类型 一个站的通用实现类型（速度）和作用（role） 当前主站 现在持有令牌的主站（令牌持有者） ，它是所有传输的发起者。 循环服务 按本地 FDL 用户指定的轮询表对多个远程 FDL 用户重复一个非循 环 FDL 服务 数据帧 一个主动帧，它把发送数据从本地 FDL 用户送到远程 FDL 用户 数据请求帧 一个主动帧，它把发送数据和请求数据的请求从本地 FDL 用户送 到远程 FDL 用户 实体 协议的硬件/软件的具体体现 FDL 状态 FDL 实体的“令牌环”状态，该实体

11、在回答帧的 FC 字段中传送。 现场总线管理 协议/实体，它初始化、监视、报告和管理 FDL 和 PHY 实体的 运行 帧 在总线上传输的数据包（ “packet” ） 帧首 帧最前端的部分，它标识帧的 SA, DA 和 FC GAP 维护 一个 FDL 实体为了测定在它的 GAP 中所有 FDL 实体 的 FDL 状态所采取的动作（请求 FDL 状态） 。 指示 指示原语，例如，通知数据帧或请求帧要到达的远程 FDL 用户， 若有发送数据时，将发送数据传送给远程 FDL 用户。 活动表 所有在活动的主站和从站的表（一个站活动与否取决于它的 FDL 状态） 本地 FDL 用户 在当前主站中的

12、FDL 用户，当前主站启动当前数据传输事务处理 轮询循环 对当前轮询表中所有请求都执行一次 轮询表 由当前循环请求所寻址的远程 FDL 用户的顺序表 请求数据 由远程 FDL 用户提供给本地 FDL 用户的数据 远程 FDL 用户 一个“事务处理”所寻址的（响应的） FDL 用户 回答帧 一个回答或应答帧，它完成一个需确认的事务处理。 请求 请求原语，例如，为了发送发送数据和/或请求请求数据或装入 更新，从本地 FDL 用户向本地 FDL 实体传送一个请求。 6 请求帧 一个主动帧，它把为了获得请求数据的请求从本地 FDL 用户送到远程 FDL 用户。 响应帧 一个回答帧，它把请求数据从远程

13、FDL 用户送到本地 FDL 用户。 发送数据 由本地 FDL 用户提供给远程 FDL 用户的数据 令牌持有者 主站中 FDL 实体的一种属性，它把控制总线存取的唯一 权力给予此主站。 （当前主站） 。 事务处理 在发起的（本地）FDL 或 FMA 1/2 用户与响应的（远程） FDL 用户或 FDL/FMA1/2 实体间进行的一个完整的确认或非确认 的交互作用（数据传输） 。 需确认的 由如下成份组成的事务处理：单个主动帧和响应它的回 答帧以及因发起主站收到非期望的回答帧而引起的重试。 无需确认的 由单个数据帧组成的事务处理 令牌传递 此事务处理由令牌帧、成功传递的确认和对不存在站的空闲地址

14、 （此地址在 GAPL 中，但对请求 FDL 状态帧不响应）所必须的重 试组成。 3.1.2 缩略语 3.1.2 缩略语 A 主动站 ACK 应答帧 APP 应用层 7, OSI模型中的第7层 AWG 美国线规 Bus ID 总线标识 , 一种地址扩展（区域/段地址），它标识一个特别的PROFIBUS段 作为PROFIBUS段（FDL）之间的支持路线 CCITT 国际电话/电报咨询委员会 CNC 计算机数值控制 CNTR 控制信号 Con 确认原语 CSRD 循环地发送和请求数据需回答，是一种FDL服务 DA 帧的目的地址 7 DAE 帧的目的地址扩展 ，它传送DSAP和/或目的Bus ID

15、DGND 数据地 (PHY,RS-485) DIN 德国工业标准 DMA 直接存储器存取 DP RAM 双口RAM（随机存取存储器） DS 未连接的站，该站的本地FDL/PHY控制器不在逻辑令牌环中或从总线上断开 （服务原语的参数L/M_status值之一） DSAP 目的服务存取点 ，标识远程FDL用户的LSAP ED 帧的结束定界符 EIA 电子工业协会 EMC 电磁兼容性 EMI 电磁干扰 EXT 帧的地址扩展字段 FC 帧的帧控制（帧类型）字 FCB 帧（FC字段）的帧计数位 ，用于去除丢失或重复的帧 FCS 帧的帧检验序列（检验和），用于检查错误的帧 FCV 帧计数位有效 ，指示FCB是否要被评估 FDL 现场总线数据链路层，OSI模型中的第2层 FMA 1/2 现场总线第1层和第2层管理 FOW 光纤波导 G