PROFIBUSDP现场总线的结构.docx

Profibus的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等领域。
Profibus由3个兼容局部组成，即PROFIBUS-DP〔DecentralizedPeriphery，分布I/O系统〕、PROFIBUS-PA〔ProcessAutomation，现场总线信息标准〕和PROFIBUS-FMS〔FieldbusMessageSpecification，过程自动化〕。
PROFIBUS-DP是一种高速、低本钱通信，特地用于设备级把握系统与分散式 I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4~20mA信号传输。PORFIBUS-PA专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构连在一根总线上，并有本质安全标准。PROFIBUS-FMS用于车间级监控网络，是一个令牌构造的实时多主网络。
PROFIBUS的协议构造
PROFIBUS协议构造是依据ISO7498国际标准，以OSI作为参考模型的。PROFIBUS-DP定义了第1、2层和用户接口。第3到7层未加描述。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并具体说明白各种不同PROFIBUS-DP设备的设备行为。PROFIBUS-FMS定义了第1、2、7层，应用层包括现场总线信息标准〔FMS〕和低层接口〔LLI〕。FMS包括了应用协议并向用户供给了可广泛选用的强有力的通信效劳；LLI协调不同的通信关系并供给不依靠设备的第2层访问接口。PROFIBUS-PA的数据传输承受扩展的PROFIBUS-DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。依据IEC1157-2标准，PA的传输技术可确保其本质安全性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。
PROFIBUS的传输技术
PROFIBUS供给了三种数据传输型式：RS-485传输、IEC1157-2传输和光纤传输。
〔1)RS-485传输技术
RS-485传输是PROFIBUS最常用的一种传输技术，通常称之为 H2。RS-485传输技术用于
PROFIBUS-DP与PROFIBUS-FMS。
RS-485传输技术根本特征是：网络拓扑为线性总线，两端有有源的总线终端电阻；传输速率为
9.6kbps~12Mbps；介质为屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件；不带中继时每分段可连接32
个站，带中继时可多到127个站。
RS-485传输设备安装要点：全部设备均与总线连接；每个分段上最多可接32个站〔主站或从站〕；每段的头和尾各有一个总线终端电阻，确保操作运行不发生误差；两个总线终端电阻必需始终有电源；当分段站超过32个时，必需使用中继器用以连接各总线段，串联的中继器一般不超过4个；传输速率可选用9.6kbps~12Mbps，一旦设备投入运行，全部设备均需选用同一传输速率。电缆最大长度取决于传输速率。承受RS-485传输技术的PROFIBUS网络最好使用9针D型插头。当连接各站时，应确保数据线不要拧绞，系统在高电磁放射环境下运行应使用带屏蔽的电缆，屏蔽可提高电磁兼容性〔EMC〕。如用屏蔽编织线和屏蔽箔，应在两端与保护接地连接，并通过尽可能的大面积屏蔽接线来复盖，以保持良好的传导性。
〔2〕IEC1157-2传输技术
IEC1l57-2的传输技术用于PROFIBUS-PA，能满足化工和石油化工业的要求。它可保持其本质安全性，并通过总线对现场设备供电。IEC1157-2是一种位同步协议，可进展无电流的连续传输，通常称为H1。
〔3〕光纤传输技术
PROFIBUS系统在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤导体，以增加高速传输的距离。可使用两种光纤导体：一种是价格低廉的塑料纤维导体，供距离小于50m状况下使用；另一种是玻璃纤维导体，供距离小于1km状况下使用。
很多厂商供给专用总线插头可将RS-485信号转换成光纤导体信号或将光纤导体信号转换成RS-485信号。
PROFIBUS总线存取把握技术
PROFIBUS-DP、FMS、PA均承受一样的总线存取把握技术，它是通过OSI参考模型第2层〔数据链
路层〕来实现的，它包括保证数据牢靠性技术及传输协议和报文处理。在PROFIBUS中，第2层称之为现场总线数据链路层〔FDL，FieldbusDataLink〕。介质存取把握〔MAC，MediumAccessControl〕具体把握数据传输的程序，MAC必需确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。PROFIBUS协议的设计要满足介质存取把握的两个根本要求：
1〕在简洁的自动化系统〔主站〕间的通信，必需保证在精准限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。
2〕在简洁的程序把握器和简洁的I/O