第5章PROFIBUS-DP

1、2022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua1本章内容本章内容 1. PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念2. DP各站之间的通信各站之间的通信3. DP的报文格式的报文格式4. DP主站和从站的工作过程主站和从站的工作过程5. DP-V0报文详解报文详解6. 总线和信息的循环时间及估计总线和信息的循环时间及估计7. PROFIBUS-DP系统的接线及安装系统的接线及安装8. 简单简单PROFIBUS-DP系统组成举例系统组成举例 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Co

2、pyright by Wang Yonghua25.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 1. 传输技术传输技术n传输介质传输介质lDP采用采用RS485双绞线或光缆传输介质，传输波特率从双绞线或光缆传输介质，传输波特率从9.6kbps到到12Mbps。l双绞线成本最低，使用方便，能满足大部分的使用场合，所以是双绞线成本最低，使用方便，能满足大部分的使用场合，所以是使用最多的传输介质。使用最多的传输介质。l光缆用于高速、远距离和对抗干扰要求高的场合。光缆用于高速、远距离和对抗干扰要求高的场合。其中玻璃光纤传输的距离最长，但较难装配；其中玻璃光纤传输的距离最长，但较难装配；塑料光纤传输

3、距离比前者短，但其成本低，装配简单。塑料光纤传输距离比前者短，但其成本低，装配简单。l传输距离和使用的传输介质及波特率有关。传输距离和使用的传输介质及波特率有关。nNRZ编码、异步传输技术编码、异步传输技术lPROFIBUS的特征码（的特征码（Character）由）由11位（位（bits）组成，即）组成，即1个个起始位（起始位总为起始位（起始位总为0），），8个数据位，一个校验位和一个停止位个数据位，一个校验位和一个停止位（停止位总为（停止位总为1） PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang

4、 Yonghua35.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua45.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 2. 设备类型设备类型DP网络中的设备类型有网络中的设备类型有3类：类：l第一类主站（第一类主站（Class1 Master）：）：它是它是DP网络中的主角，起着和网络中的主角，起着和从站交换数据并控制整个网络的作用。它可以是从站交换数据并控制整个网络的作用。它可以是PLC、IPC等。等。l第二类主站（第二类主站（C

5、lass2 Master）：）：它负责对第一类主站和从站进它负责对第一类主站和从站进行组态，对网络进行诊断等，它一般是装有通信卡和工程软件的行组态，对网络进行诊断等，它一般是装有通信卡和工程软件的上位机。上位机。l从站从站(Slaves)：从站是更接近于底层现场的设备，它们负责执行从站是更接近于底层现场的设备，它们负责执行主站的输出命令，并向主站提供从现场传感器采集到的输入信号主站的输出命令，并向主站提供从现场传感器采集到的输入信号或其他输入信号。它们可以是远程或其他输入信号。它们可以是远程I/O、小型、小型PLC、驱动器和阀等。、驱动器和阀等。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及

6、及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua55.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 3. 基本特点基本特点PROFIBUS-DP有如下基本特点：有如下基本特点：l网络中所有从站具有同样的优先权；网络中所有从站具有同样的优先权；l网络可以是单主站或多主站结构；网络可以是单主站或多主站结构；l可以进行循环和非循环通信。第一类主站和从站间的通信是循环可以进行循环和非循环通信。第一类主站和从站间的通信是循环的、不间断的；和的、不间断的；和2类主站有关的通信都是非循环数据通信，可类主站有关的通信都是非循环数据通信，可以通过

7、以通过DP-V1来实现；来实现；l为了安全原因，只能有一个主站对相应的从站进行控制（写入数为了安全原因，只能有一个主站对相应的从站进行控制（写入数据）；据）；l一类主站和二类主站均可以读取从站的数据；一类主站和二类主站均可以读取从站的数据；l每个从站可以有多达每个从站可以有多达244字节的输入和输出数据；字节的输入和输出数据；l传输速率可以高达传输速率可以高达12Mbps。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua65.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 4. 总线

8、存取过程总线存取过程nPROFIBUS-DP的总线存取过程遵循以下原则：的总线存取过程遵循以下原则：l各主站之间采用令牌（各主站之间采用令牌（Token）交换的规则，按序交换令牌。令）交换的规则，按序交换令牌。令牌相当于一种权力，谁握有令牌，谁就有对总线的使用权力，没牌相当于一种权力，谁握有令牌，谁就有对总线的使用权力，没有令牌的一方只有等待。令牌只有一个，所以同一时间内只能有有令牌的一方只有等待。令牌只有一个，所以同一时间内只能有一个主站拥有令牌，这就避免了多人发布命令而造成的混乱。在一个主站拥有令牌，这就避免了多人发布命令而造成的混乱。在拥有令牌的时间内，该主站必须完成它应该完成的任务。拥

9、有令牌的时间内，该主站必须完成它应该完成的任务。l从站只能接受主站的请求而产生响应，它不能向主站提出请求。从站只能接受主站的请求而产生响应，它不能向主站提出请求。l每个主站都有它自己所控制的从站，它不能控制其他主站的从站，每个主站都有它自己所控制的从站，它不能控制其他主站的从站，但它可以读取其他从站的数据。但它可以读取其他从站的数据。l第二类主站可以对任何从站进行读取操作，但这种操作是非循环第二类主站可以对任何从站进行读取操作，但这种操作是非循环的。的。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wan

10、g Yonghua75.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 4. 总线存取过程总线存取过程 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua85.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 5.系统配置系统配置n系统配置系统配置lPROFIBUS-DP可以构成单主站或多主站系统，这就为系统配置提供了可以构成单主站或多主站系统，这就为系统配置提供了高度的灵活性。高度的灵活性。系统配置系统配置包括网络结构配置和参数配置，主要内容有站包括网络结构配置和参数配置，主要内容有站点

11、数目、地址和输入点数目、地址和输入/输出数据的格式，诊断信息格式等。输出数据的格式，诊断信息格式等。n网段网段l一个一个PROFIBUS网络中最多只能有网络中最多只能有126个设备（包括主站和从站），在个设备（包括主站和从站），在同一个网络段（同一个网络段（Segment）中，最多只能有）中，最多只能有32个设备。如果一个网络中个设备。如果一个网络中的设备数量多于的设备数量多于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络段。网络段之间的连接可以使用中继器或段耦合器，他们的出多个网络段。网络段之间的连接可以使用中继器或段耦合器，他们的

12、作用是增加网络的长度，提供段与段之间的信号隔离和缓冲，另外段耦作用是增加网络的长度，提供段与段之间的信号隔离和缓冲，另外段耦合器主要还用于合器主要还用于DP段和段和PA段之间的信号转换。段之间的信号转换。l一般来说，应该预留一般来说，应该预留10的地址资源给中继器或诊断工具使用。在任何的地址资源给中继器或诊断工具使用。在任何主站和从站之间最多可以有主站和从站之间最多可以有9个中继器，但一些安装指导手册建议最好不个中继器，但一些安装指导手册建议最好不要超过要超过4个中继器，即网段数最多有个中继器，即网段数最多有5个。个。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V0202

13、2-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua95.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua105.1 PROFIBUS-DP的基本概念的基本概念 6.设备地址设备地址PROFIBUS支持的设备地址范围是支持的设备地址范围是0127。这其中有几个特殊地址是。这其中有几个特殊地址是保留作为它用的，除此之外一般情况下地址是可以随便使用，但在实保留作为它用的，除此之外一般情况下地址是可以随便使用，但

14、在实际应用中还是遵守一定的规则较好。际应用中还是遵守一定的规则较好。l地址地址127保留用于全局控制或广播信息；保留用于全局控制或广播信息；l地址地址126保留用于尚未分配地址，而需要使用保留用于尚未分配地址，而需要使用2类主站来设置地址的从站；类主站来设置地址的从站；在网络上只允许在网络上只允许1个从站具有该地址，主站不得设置为该地址，也不应该个从站具有该地址，主站不得设置为该地址，也不应该与该从站进行数据交换。与该从站进行数据交换。l地址地址0应当保留作为应当保留作为2类主站地址；类主站地址；l1类主站地址一般应该从地址类主站地址一般应该从地址1开始编号，然后连续编址。如果主站数量开始编号

15、，然后连续编址。如果主站数量很少，也要适当保留几个地址号。很少，也要适当保留几个地址号。l从站地址一般按段的不同，从一个整数号码开始编址。如段从站地址一般按段的不同，从一个整数号码开始编址。如段1的从站地址的从站地址为为10、11、12，段，段2的从站地址为的从站地址为20、21、22等等。这样做主等等。这样做主要是为了使用方便。要是为了使用方便。l这样算来，对于一个单主站系统（一个这样算来，对于一个单主站系统（一个1类主站）来说，除去类主站）来说，除去3个保留地个保留地址外，系统中从站的数目最多就只有址外，系统中从站的数目最多就只有124个了：个了： 128-3-1=124。 PROFIBU

16、S-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua115.2 DP各站的功能及通信各站的功能及通信 1. 功能功能n主站（主要指主站（主要指1类主站）类主站） 把输出数据送往从站，如果需要把输出数据送往从站，如果需要的话也可以得到从站的输入数据。它的主要功能有：的话也可以得到从站的输入数据。它的主要功能有：l控制托肯的传递；控制托肯的传递；l负责把新的站点放入总线中；负责把新的站点放入总线中；l和组态好的从站进行数据交换和组态好的从站进行数据交换；l检测失败的从站；检测失败的从站；l监测定义好的总线时

17、间；监测定义好的总线时间；l监测组态从站的响应时间（包括重复传送报文）；监测组态从站的响应时间（包括重复传送报文）；l建立托肯传递站点之间的联系。建立托肯传递站点之间的联系。n从站从站 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua125.2 DP各站的功能及通信各站的功能及通信2. PROFIBUS-DP的通信形式的通信形式nPROFIBUS DP 系统的通信形式主要有：系统的通信形式主要有： l1类主站和从站之间；类主站和从站之间；l2类主站和从站之间；类主站和从站之间； l1类

18、主站和类主站和2类主站之间。类主站之间。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua135.2 DP各站的功能及通信各站的功能及通信2.PROFIBUS-DP的通信形式的通信形式n主主/从通信时实现的功能从通信时实现的功能 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua145.2 DP各站的功能及通信各站的功能及通信2.PROFIBUS-DP的通信形式的通信形式n主主/

19、主通信时实现的功能主通信时实现的功能 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua155.3 DP报文格式报文格式 1.DP报文格式报文格式n标准的标准的DP报文格式报文格式nSAP的作用的作用l因为同时使用因为同时使用FROFIBUS数据链路层数据链路层FDL的可能不只有的可能不只有DP（可能还有（可能还有FMS），为了保证），为了保证DP的报文区别于其他报文，所以的报文区别于其他报文，所以DP的报文加上了的报文加上了2个个特殊字节：一个是目标服务存取点特殊字节：一个是目标服务存

20、取点DSAP（Destination Service Access Point），另一个是），另一个是SSAP（Source Service Access Point）。）。 DSAP和和SSAP指明了具体的服务类型，它们能告诉别人这个本文的具体指明了具体的服务类型，它们能告诉别人这个本文的具体含义。但有一个特殊情况，即含义。但有一个特殊情况，即“数据交换数据交换”的报文中采用的报文中采用“Default-SAP”（缺省（缺省SAP，或不使用，或不使用SAP）格式，因为规定）格式，因为规定FMS不能使用这种不能使用这种方式，所以仍能保证正确区分各自的报文。总之方式，所以仍能保证正确区分各自的报

21、文。总之ASICs通过通过SAP保证了保证了报文的准确接收。报文的准确接收。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua165.3 DP报文格式报文格式2. 服务点服务类型服务点服务类型l主站和从站之间主站和从站之间 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua175.3 DP报文格式报文格式2. 服务点服务类型服务点服务类型l主站主站主站之间通信的服务点比较特殊：主

22、站之间通信的服务点比较特殊：DSAP 和和SSAP 均为均为36（54）。l只有当从站支持该项功能时，从站只有当从站支持该项功能时，从站37h（55）才有效。）才有效。l在在DP报文中的目标地址和源地址，即报文中的目标地址和源地址，即DA和和SA，它们分别为一个，它们分别为一个字节，其中低字节，其中低7位（位（2620）表示设备地址，而）表示设备地址，而27位是非常重要的位是非常重要的位，当该位为位，当该位为0时，表示在该报文中，没有使用时，表示在该报文中，没有使用DSAP/SSAP；当；当该位为该位为1时，表示在该报文中，有时，表示在该报文中，有DSAP/SSAP来指定相应的服务，来指定相应

23、的服务，这时的这时的DA/SA在报文为在报文为1。但在使用分析软件时，。但在使用分析软件时，一般还显示正常的地址，对这一点，大家一定要注意！一般还显示正常的地址，对这一点，大家一定要注意！ PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua185.3 DP报文格式报文格式3.举例举例l1类主站和从类主站和从站之间（主站站之间（主站地址为地址为1，从，从站地址为站地址为10） PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Cop

24、yright by Wang Yonghua195.3 DP报文格式报文格式3.举例举例l2类主站和从类主站和从站之间（主站站之间（主站地址为地址为0，从，从站地址为站地址为10） PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua205.4 DP主站和从站的工作过程主站和从站的工作过程 1.主站工作过程主站工作过程n当主站从组态工程工具（当主站从组态工程工具（2类主站）接收到它的参数配置后，它就开类主站）接收到它的参数配置后，它就开始同属于它的从站进行通信了。主站的参数配置包括参数化始

25、同属于它的从站进行通信了。主站的参数配置包括参数化/组态数组态数据，以及它所控制和联系的从站地址。主站正是通过据，以及它所控制和联系的从站地址。主站正是通过参数化和组态参数化和组态这两个报文认识属于它的从站的，主站只和它自己的从站进行联系。这两个报文认识属于它的从站的，主站只和它自己的从站进行联系。n上电时，主站先和从站联系检查它们的时基（波特率），主站通过上电时，主站先和从站联系检查它们的时基（波特率），主站通过组态报文把波特率送给从站，组态报文把波特率送给从站，ASICs使从站自动适应主站所设置的使从站自动适应主站所设置的波特率。从站监控它所接收到的每一个报文，一旦发现任何不正确波特率。从

26、站监控它所接收到的每一个报文，一旦发现任何不正确的通信结果或现象，主站立即通过诊断报文得到消息，从站会自动的通信结果或现象，主站立即通过诊断报文得到消息，从站会自动将它的输出设置到安全状态。随后主站会重新对从站进行参数化和将它的输出设置到安全状态。随后主站会重新对从站进行参数化和组态。组态。n上电或复位后，主站和它的从站的通信顺序按地址号从小到大进行，上电或复位后，主站和它的从站的通信顺序按地址号从小到大进行，主站之间的令牌传递也是按地址号从小到大进行的。主站之间的令牌传递也是按地址号从小到大进行的。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线

27、技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua215.4 DP主站和从站的工作过程主站和从站的工作过程2.从站工作过程从站工作过程n从站的状态机构集成在从站的状态机构集成在ASICs的硬件中，用户不能对它进行干预。的硬件中，用户不能对它进行干预。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua225.4 DP主站和从站的工作过程主站和从站的工作过程 2.从站工作过程从站工作过程nPower_On 在上电时，从站可以从在上电时，从站可以从2类主站接收类主站接收“设置

28、从站地址设置从站地址”（Set-Slave-Address）报文，改变从站地址。也只有在上电时从）报文，改变从站地址。也只有在上电时从站才能改变地址。站才能改变地址。nWait_Parameterization 在最初的内部起动后，进入等待参数化在最初的内部起动后，进入等待参数化（Wait_Prm）阶段，这时从站可以接收诊断请求报文或参数化报文，）阶段，这时从站可以接收诊断请求报文或参数化报文，但不能接收其他任何报文。参数化报文中包含许多标准化的信息，但不能接收其他任何报文。参数化报文中包含许多标准化的信息，如是否支持同步如是否支持同步/锁定（锁定（Sync/Freeze）方式、主站地址以及其

29、他用）方式、主站地址以及其他用户定义的功能。户定义的功能。nWait_Configuration 接下来进入等待组态（接下来进入等待组态（Wait_Cfg）阶段，组）阶段，组态报文主要定义数据交换中输入态报文主要定义数据交换中输入/输出字节的数量，从站会核查该组输出字节的数量，从站会核查该组态是否适合自己，并把结果报告给主站。态是否适合自己，并把结果报告给主站。 对每个主站来说，它可以在从站的任何状态下得到对每个主站来说，它可以在从站的任何状态下得到“获取组态获取组态”（Get_Cfg）报文。）报文。nData_Exchange 如果参数化报文和组态报文都被从站接受的话，如果参数化报文和组态报

30、文都被从站接受的话，说明对该从站成功完成了组态。接下来主站和从站就可以自动进入说明对该从站成功完成了组态。接下来主站和从站就可以自动进入数据交换阶段了。数据交换阶段了。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua235.4 DP主站和从站的工作过程主站和从站的工作过程 2.从站工作过程从站工作过程nDiagnosis 诊断报文有高的优先级，从站状态机构的状诊断报文有高的优先级，从站状态机构的状态、参数化态、参数化/组态的正确与否，以及用户所设定的诊断内组态的正确与否，以及用户所设

31、定的诊断内容都包含在诊断报文中，从站在任何状态下都可以响应容都包含在诊断报文中，从站在任何状态下都可以响应主站诊断报文的请求。在从站初始化时，从站可能会发主站诊断报文的请求。在从站初始化时，从站可能会发送回一个错误信息或状态信息。送回一个错误信息或状态信息。nWatchdog 从站利用看门狗功能监控总线的通信情况，从站利用看门狗功能监控总线的通信情况，保证主站处于激活状态，保证通信及过程数据一直处于保证主站处于激活状态，保证通信及过程数据一直处于更新状态。更新状态。l看门狗的时间是在参数配置报文中确定的。在每一次正常的通信看门狗的时间是在参数配置报文中确定的。在每一次正常的通信回合后，它都能被

32、复位。如果有意外发生，看门狗时间溢出，则回合后，它都能被复位。如果有意外发生，看门狗时间溢出，则从站状态机构自动返回到从站状态机构自动返回到Wait_Prm状态，状态，并把输出设置到安全并把输出设置到安全状态（根据是否设置安全状态而定）状态（根据是否设置安全状态而定）。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua245.5 DP-V0报文详解报文详解 1.概述概述nPROFIBUS DP-V0指的是指的是1类主站和从站之间的循环数据通信，包类主站和从站之间的循环数据通信，包括括M

33、S0和和MM1。和从站进行通信时，在开始阶段主站是按下面的次。和从站进行通信时，在开始阶段主站是按下面的次序进行通信的：序进行通信的：l改变从站地址（该步可选，并不是每次上电都要进行的。如有需要，则改变从站地址（该步可选，并不是每次上电都要进行的。如有需要，则该功能由该功能由2类主站完成）；类主站完成）；l诊断请求；诊断请求；l从站参数设置；从站参数设置；l从站组态；从站组态；l诊断请求（为了保证开始阶段所有设定值的完全正确，在进入数据交换诊断请求（为了保证开始阶段所有设定值的完全正确，在进入数据交换阶段之前需要再次进行诊断检查）；阶段之前需要再次进行诊断检查）；l数据交换；数据交换；l全局控

34、制（可选）。全局控制（可选）。n在正常通信的过程中，诊断报文、重新参数设置报文、重新组态报在正常通信的过程中，诊断报文、重新参数设置报文、重新组态报文和全局控制报文可以根据需要自发传递。如果报文发送正确的话，文和全局控制报文可以根据需要自发传递。如果报文发送正确的话，从站将保持在数据交换状态。从站将保持在数据交换状态。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua255.5 DP-V0报文详解报文详解 2.改变从站地址报文改变从站地址报文n该功能由该功能由2类主站完成，类主站完成，

35、DSAP为为37h。 SD=0 x68 用于用于SRD服务，报文中有不同的数服务，报文中有不同的数据长度。据长度。 在一个信息循环中完成数据发送和接收。在一个信息循环中完成数据发送和接收。nDU的具体结构及含义：的具体结构及含义：l第第1字节：从站新地址。字节：从站新地址。l第第2字节：该从站设备的字节：该从站设备的PROFIBUS ID号高字节。范围为号高字节。范围为0FFh（0255）。）。l第第3字节：该从站设备的字节：该从站设备的PROFIBUS ID号低字节。范围为号低字节。范围为0FFh（0255）。）。l第第4字节：为字节：为00时表示允许更改地址，为时表示允许更改地址，为01时

36、表示不允许更改地址。时表示不允许更改地址。n当然，有些从站的地址可以方便地通过其面板上的当然，有些从站的地址可以方便地通过其面板上的DIP开关设定，也开关设定，也可以通过可以通过2类主站上的软件更改。类主站上的软件更改。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua265.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n概述概述l当出现异常时，当出现异常时，PROFIBUS-DP提供了一个方便的、功能强大的诊断信提供了一个方便的、功能强大的诊断信息报文，以

37、对故障进行分析和解决。另外在从站上电起始阶段的参数设息报文，以对故障进行分析和解决。另外在从站上电起始阶段的参数设置之前，以及在进入数据交换阶段之前，主站会自动进行诊断请求。在置之前，以及在进入数据交换阶段之前，主站会自动进行诊断请求。在进入数据交换阶段后，如有异常情况发生，也要进行及时的诊断请求及进入数据交换阶段后，如有异常情况发生，也要进行及时的诊断请求及响应报文的通信，以便系统分析和解决问题。响应报文的通信，以便系统分析和解决问题。l所有的主站都可以向任何一个从站发送诊断请求报文，要求知道该从站所有的主站都可以向任何一个从站发送诊断请求报文，要求知道该从站的状态。的状态。l从站诊断响应报

38、文的从站诊断响应报文的DU单元包含单元包含6个字节的标准诊断信息和用户所设定个字节的标准诊断信息和用户所设定的其他诊断信息（也称为扩展诊断信息）。标准诊断信息包括：的其他诊断信息（也称为扩展诊断信息）。标准诊断信息包括：该该PROFIBUS从站的从站的ID号；号；该从站是否被主站锁定；该从站是否被主站锁定；锁定从站的主站地址；锁定从站的主站地址；各种参数设置错误；各种参数设置错误；各种组态错误；各种组态错误；是否支持同步是否支持同步/锁定功能。锁定功能。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wan

39、g Yonghua275.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n报文格式报文格式 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua285.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n基本诊断字节基本诊断字节 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua295.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应

40、报文诊断请求及响应报文n基本诊断字节基本诊断字节 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua305.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n基本诊断字节基本诊断字节 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua315.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n 举例举例l 例例1 一个诊断报文一个诊断报

41、文DU单元的前单元的前6个字节的内容为：个字节的内容为：06 05 00 FF 00 0B，请解释其含义。，请解释其含义。 06：表示故障为组态错误，从站未准备好进行数据交换；：表示故障为组态错误，从站未准备好进行数据交换； 05：表示该从站为非：表示该从站为非Sync和和Freeze模式，且必须重新进行参数设置；模式，且必须重新进行参数设置； 00：表示诊断数据未溢出；：表示诊断数据未溢出； FF：表示没有主站拥有该从站；：表示没有主站拥有该从站； 00 0B：表示该从站的：表示该从站的ID号为号为000B。l 例例2 一个诊断报文一个诊断报文DU单元的前单元的前6个字节的内容为：个字节的内

42、容为：42 05 00 FF 00 0B，请解释其含义。，请解释其含义。 42 05：表示故障为参数设置错误，从站未准备好进行数据交换；其余同：表示故障为参数设置错误，从站未准备好进行数据交换；其余同上例。上例。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua325.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n扩展诊断信息部分扩展诊断信息部分l装置诊断信息装置诊断信息 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现

43、场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua335.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n扩展诊断信息部分扩展诊断信息部分l装置诊断信息装置诊断信息如果有装置诊断信息如果有装置诊断信息，则至少应该有一个字节，所以加上头字节后，则至少应该有一个字节，所以加上头字节后，头字节的数值范围为：头字节的数值范围为：0000001000111111，即，即02h3Fh。实际的。实际的诊断数据字节数为诊断数据字节数为162个。个。接下来的字节就是装置诊断信息的具体内容了，它们由设备制造商接下来的字节就是装置诊断信息的具体内容了，它们由设备制造商

44、确定每一字节中每一位的具体定义。在确定每一字节中每一位的具体定义。在DP-V1中，装置诊断信息用中，装置诊断信息用于报警及设备状况诊断等于报警及设备状况诊断等(见下一章的讲解）。见下一章的讲解）。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua345.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n扩展诊断信息部分扩展诊断信息部分l标志（标志（Identifier）（模块）诊断信息）（模块）诊断信息 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0

45、DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua355.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n扩展诊断信息部分扩展诊断信息部分l标志（标志（Identifier）（模块）诊断信息）（模块）诊断信息如果该设备的模块数多于如果该设备的模块数多于8个，则可以继续使用接下去的字节指明标志字节个，则可以继续使用接下去的字节指明标志字节号（或模块号）。号（或模块号）。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yong

46、hua365.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n扩展诊断信息部分扩展诊断信息部分l通道诊断信息通道诊断信息每个通道诊断信息由每个通道诊断信息由3个字节组成。该部分可能有多个这样的通道诊断信息组个字节组成。该部分可能有多个这样的通道诊断信息组成，一个通道诊断信息的结构如下：成，一个通道诊断信息的结构如下：头字节指明头字节指明“通道诊断信息通道诊断信息”类型和发生故障的模块号。头字节的具体结构和类型和发生故障的模块号。头字节的具体结构和含义如下：含义如下： PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用

47、教程 Copyright by Wang Yonghua375.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n扩展诊断信息部分扩展诊断信息部分l通道诊断信息通道诊断信息 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua385.5 DP-V0报文详解报文详解 3.诊断请求及响应报文诊断请求及响应报文n扩展诊断信息部分扩展诊断信息部分l通道诊断信息通道诊断信息 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用

48、教程 Copyright by Wang Yonghua395.5 DP-V0报文详解报文详解 4.参数设置请求及响应报文参数设置请求及响应报文n概述概述l主站参数设置请求指定它和从站的关系，以及指定从站的操作方式，主主站参数设置请求指定它和从站的关系，以及指定从站的操作方式，主要包括通信参数、功能设定、装置参数和要包括通信参数、功能设定、装置参数和ID号。接收到该请求报文后，号。接收到该请求报文后，从站将检查这些参数和功能对该站是否合适。必须设置的参数和功能是：从站将检查这些参数和功能对该站是否合适。必须设置的参数和功能是：是否启用是否启用Watchdog；为了安全原因，一般情况下应激活为了

49、安全原因，一般情况下应激活Watchdog。定义最小的从站延迟响应时间定义最小的从站延迟响应时间TSDR；在响应主站请求之前，从站必须有一个等待时间，该时间至少为在响应主站请求之前，从站必须有一个等待时间，该时间至少为11个个Tbit 。是否支持锁定是否支持锁定/同步方式；同步方式；该主站是否锁定该从站；该主站是否锁定该从站；指定该从站是否还要被其他主站控制。指定该从站是否还要被其他主站控制。指定成组控制组号；指定成组控制组号；进行全局控制时，指定从站哪些组进行锁定进行全局控制时，指定从站哪些组进行锁定/同步控制；同步控制；该装置或设备的该装置或设备的ID号。号。l从站的响应报文非常简单，只有

50、一个字节来对主站的请求进行确认，即从站的响应报文非常简单，只有一个字节来对主站的请求进行确认，即短确认报文短确认报文SC（Short Character）：）：E5h。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua405.5 DP-V0报文详解报文详解 4.参数设置请求及响应报文参数设置请求及响应报文n报文结构和含义报文结构和含义l主站的参数设置请求报文的主站的参数设置请求报文的DU单元前单元前7个字节是基本参数设置，是必须的；接个字节是基本参数设置，是必须的；接下下来的字节是扩展

51、参数设置。下下来的字节是扩展参数设置。DU部分最多可以有部分最多可以有244个字节。主站的参数设个字节。主站的参数设置请求报文的结构和含义如下：置请求报文的结构和含义如下： PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua415.5 DP-V0报文详解报文详解 4.参数设置请求及响应报文参数设置请求及响应报文n报文结构和含义报文结构和含义 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yo

52、nghua425.5 DP-V0报文详解报文详解 4.参数设置请求及响应报文参数设置请求及响应报文n报文结构和含义报文结构和含义l第第2字节：字节：WD1。看门狗系数。看门狗系数1，数值范围，数值范围0FFh。l第第3字节：字节：WD2。看门狗系数。看门狗系数2，数值范围，数值范围0FFh。看门狗时间看门狗时间 = WD1 WD2 10ms注意，有些从站设备看门狗时间的基值为注意，有些从站设备看门狗时间的基值为1ms。l第第4字节：最小的从站响应时间字节：最小的从站响应时间TSDR，标准的，标准的TSDR为为11个个Tbit，所以该字节的数值一般为所以该字节的数值一般为0B。l第第5字节：设备

53、字节：设备ID号高字节。号高字节。l第第6字节：设备字节：设备ID号低字节。号低字节。l第第7字节：成组选择。该字节的每一位代表一组，所以从站可以字节：成组选择。该字节的每一位代表一组，所以从站可以设计为单独一组或组成多组，成组选择主要用于全局控制功能设计为单独一组或组成多组，成组选择主要用于全局控制功能（如（如SYNC、FREEZE等）。组号从该字节最低位按顺序排列为等）。组号从该字节最低位按顺序排列为从第从第1组到第组到第8组。组。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua

54、435.5 DP-V0报文详解报文详解 4.参数设置请求及响应报文参数设置请求及响应报文n报文结构和含义报文结构和含义lDU单元的扩展部分是可选的，它用来设定与装置或模块有关的起始单元的扩展部分是可选的，它用来设定与装置或模块有关的起始/操操作等参数，例如设定某些操作模式或选择操作范围等。它们由作等参数，例如设定某些操作模式或选择操作范围等。它们由PROFIBUS设备制造商在设备制造商在GSD文件中指定，有些缺省值也在文件中指定，有些缺省值也在GSD文件文件中说明。如果是中说明。如果是DP-V1，DU单元的第单元的第8到第到第10字节有特殊的定义（详细字节有特殊的定义（详细讲解见下一章）。讲解

55、见下一章）。n参数设置的最大作用就是代替了传统方法中的参数设置的最大作用就是代替了传统方法中的DIP拨码开关或手工设定器，拨码开关或手工设定器，使装置或设备的有关参数变得简单和方便。使装置或设备的有关参数变得简单和方便。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua445.5 DP-V0报文详解报文详解 4.参数设置请求及响应报文参数设置请求及响应报文n举例举例l一个参数设置报文一个参数设置报文DU单元的前单元的前7个字节的内容为：个字节的内容为：B8 01 0D 0B 80 1D

56、 A0，请解释其含义。，请解释其含义。B8：表示从站被锁定，支持：表示从站被锁定，支持SYNC和和FREEZE模式，模式，Watchdog为为ON；01 0D：表示看门狗时间为：表示看门狗时间为：1 13 10ms，即，即130ms；0B：表示：表示TSDR为为11个个Tbit；80 1D：表示该设备的：表示该设备的PROFIBUS ID号为号为801D；A0：即：即10100000，表示第，表示第6组和第组和第8组会同时执行一样的操作。组会同时执行一样的操作。 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by

57、 Wang Yonghua455.5 DP-V0报文详解报文详解 5.组态请求及响应报文组态请求及响应报文n概述概述l参数设置之后，主站发送组态请求报文给从站。组态报文的作用主要是参数设置之后，主站发送组态请求报文给从站。组态报文的作用主要是对对I/O的类型及性质进行设定，还可指定制造商的一些特殊的类型及性质进行设定，还可指定制造商的一些特殊I/O设置。组设置。组态请求报文的态请求报文的DU单元有单元有1个字节的必选部分，接下来的是可选的扩展部个字节的必选部分，接下来的是可选的扩展部分，分，DU部分最多可以有部分最多可以有244个字节。个字节。l从站会把得到的组态信息和它从站会把得到的组态信息

58、和它GSD文件中的相应内容进行比较验证，看文件中的相应内容进行比较验证，看是否矛盾或冲突，如果主站的组态信息不合适，则从站会在下面的诊断是否矛盾或冲突，如果主站的组态信息不合适，则从站会在下面的诊断报文中向主站报告，以便重新进行组态。报文中向主站报告，以便重新进行组态。l从站的响应报文非常简单，和参数设置响应报文一样，它也只有一个字从站的响应报文非常简单，和参数设置响应报文一样，它也只有一个字节来对主站的请求进行确认，即短确认报文节来对主站的请求进行确认，即短确认报文SC：E5h。l主站的组态请求报文的结构和含义如下：主站的组态请求报文的结构和含义如下： PROFIBUS-DPPROFIBUS

59、-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua465.5 DP-V0报文详解报文详解 5.组态请求及响应报文组态请求及响应报文n概述概述l组态请求报文数据单元至少包含一个必须的说明组态请求报文数据单元至少包含一个必须的说明I/O组态的字节，组态的字节，该字节的组态标志用来定义该字节的组态标志用来定义I/O性质、数据类型（字节性质、数据类型（字节/字）和数字）和数据块（模块）的一致性范围。如果多于一个模块，则其他字节据块（模块）的一致性范围。如果多于一个模块，则其他字节用来定义其余用来定义其余I/O模块的信息。整个模块的信

60、息。整个DU的长度可达的长度可达244字节。具字节。具体结构如下：体结构如下： PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP及及DP-V0DP-V02022-2-6现场总线技术及应用教程 Copyright by Wang Yonghua475.5 DP-V0报文详解报文详解 5.组态请求及响应报文组态请求及响应报文n一般模块的组态（一个字节）一般模块的组态（一个字节）l在该字节中指定基本在该字节中指定基本I/O的性质，如单位（是字节还是字）、性质（的性质，如单位（是字节还是字）、性质（I、O、I/O或特殊数据）、数量和或特殊数据）、数量和I/O的一致性（的一致性（consistency）进行