GB/T 20540.2-2006测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3：PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义

ICS25.040N10中华人民共和国国家标准GB/T20540.2—2006测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3.PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义Digitaldatacommunicationformeasurementandcontrol-Fieldbusforuseinindustrialcontrolsystems--1ype3:PROFiBUSspecitication-Part2：Physicallayerspecificationandservicedefinition（IEC61158-2Type3:2003.MOD)2006-10-16发布2007-05-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局爱布中国国家标准化管理委员会

中华人民共和国国家标准测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义GB/T20540.2-2006中中国标准出版社出版发行北京西城区复兴门外三里河北街16号邮政编码：100045电话：01051299090、685220062007年3月第一版书号：155066·1-28732版权专有侵权必究举报电话：（010）68522006

GB/T20540.2-2006前言引言范围2规范性引用文件3术语和定义3.1公用术语和定义3.2本部分使用的术语和定义4符号和缩略语4.14.2缩略语·······5DLL-PhL接口1O5.1概述……………….105.2必需的服务(同步传输)5.3必需的服务………·….126系统管理-PhL接口6.16.2系统管理-PhL接口（同步传输）6.3系统管理-PhL接口7DCE无关子层(DIS)7.1DIS(同步传输)7.27.3DIS。。"。···8DTE-DCE接口和MIS专用功能8.1DTE-DCE接口(同步传输)8.28.3DTE-DCE接口·…媒体相关子层(MDS)9.19.2MDS.导线和光纤媒体（同步传输）MDS：导线和光纤媒体9.310MDS-MAU接口……·10.2：MDS-MAU接口：导线和光纤媒体（同步传输）10.3MDS-MAU接口：导线和光纤媒体11体附属单元:31.25kbit/s、有低功率选项的电压方式、总线型和树型拓扑和1002导线媒体········11.111.2发送比特速率83

GB/T20540.2-2006网络规范11.3MAU发送电路规范11.4MAU接收电路规范3911.511.6非正常传输抑制11.7配电11.8媒体规范48本质安全11.911.10电隔离器…4812媒体附属单元：同步传输,31.25kbi/s,电压模式.导线媒体4812.1概述12.2发送比特速率……………4912.3网络规范·…12.431.25kbit/s电压模式MAU的发送电路规范12.531.25kbit/s电压模式MAU的接收电路规范12.6非正常传输抑制12.7配电51媒体规范12.812.9本质安全5412.10电隔离器…媒体附属单元(MAU)：异步传输，导线媒体13电特性13.1：媒体规范13.213.3传输方法14媒体附属单元：异步传输.光纤媒体14.1光光数据传输的特性光数据传输媒体的基本特性14.214.3光光网络………2标准光链路14.414.5由标准光链路的组合而构成的网络结构14.6比特编码：·60光信号等级14.7瞬时信号失真14.8614.9比特差错率14.10纤维光缆的连接器光传输网络中的元余·14.1165附录A（资料性附录）31.25kbi/s电压模式MAU的电缆规范和干线及分支电缆长度A.1电缆描述和规范66A.2典型干线和分支电缆长度连接器技术规范附录B（规范性附录）6B.1同步传输连接器B.1.1述B.1.2M12圆型连接器的管脚分配B.1.3「型接头与站之间的连接68

GB/T20540.2—2006B.2异步传输连接器669B.3纤维光缆用的连接器B.3.1玻璃纤维光缆（850mm和1300nm)用连接器70B.3.2塑料和玻璃纤维光缆(66onm)用连接器附录C（规范性附录）PhL和媒体的兄余……附录D（规范性附录）光网络拓扑结构在光网络中的信号流D.1D.1.1概述……….与有反射的网络相连接D.1.2与无反射的网络相连接D.1.3有反射功能的光MAUD.1.4D.1.5无反射功能的光MAU拓扑结构实例D.1.6光功率预估D.1.7参考文献80图1物理层与其他现场总线各层以及现场总线物理层服务的用户之间的关系图2物理层的通用模型……………在DLL-PhPDU接口上数据单元之间的映射图3S图4异步传输的数据服务………RESET.SETVALUE.GETVALUE图5EVENT服务图6图7DTE/DCE定序机图8协议数据单元（PhPDU)图9PhSDU编码和解码图10曼彻斯特编码规则图11前同步码和定界符图12发送电路测试配置·……图13输出波形…………图14发送和接收比特单元抖动(跨零点偏移）图15信号极性·从接收到发送的转变图16接收器灵敏度和噪声抑制图17图18供电电源纹波和噪声……42图19用于单输出供电电源的测试电路44图20通过IS安全栅配电的测试电路图21有信号帮合的多输出电源的测试电路45图22现场总线锅合器46图23保护电阻……….47图24电源纹波和噪声·图25在直线型总线拓扑中的中继器55图26在树型拓扑中的中继器56图27带集成电感的连接器实例57

GB/T20540.2一2006五连的接线图28·········图29总线终端器·图30与光网络连接图31光网络的主要结构图32标准光链路的定义60图33光发送器的信号样板图B.1站合器的示意图图B.21EC947-5-2（A编码)插头和插座的管脚分配68图B.3连接器管脚引出.表示插头正视和插座后视69图C.1PhL的MAU和媒体的元余图D.1在有反射的网络中的光MAU在无反射的网络中的光MAU图D.2图D.3通过接收信号的内部电反馈的有反射的光MAU图D.4无反射功能的光MAU74星型拓扑结构的光网络图D.5环状拓扑结构的光网络图D.6图D.7总线性拓扑结构的光网络图D.8由星型结构组合构成的树型结构….图D.9一个ANSITIA/EIA-485-A/纤维光转换器的应用实例Ph-Set-Valuerequest的参数名称和取值范围表1表2Ph-Eventindication的参数名称…….表3Ph管理服务和原语的摘要·…Reset的原语和参数……….表4表5Reset服务的PhM-Status的值表6SetValue的原语和参数…….表7必必备的PhE变量·……表8PhE变量的允许值表9Set-Value服务的PhM-Status的值GetValue的原语和参数表1018表11PhE变量的当前值·18表12GetValue服务的PhM-Status的值?·19表13Event的原语和参数19表14PhE变量的新值·...19表15DTE-DCE接口的信号表16外露DTE-DCE接口的信号电平表17曼彻斯特编码规则………………29表18在MDS-MAU接口上的最少的服务31表19用于外露的MDS-MAU接口的信号电平表20MAU发送电平规范摘要35MAU发送定时规范摘要表2135表22MAU接收电路规范摘要39表23网络供电设备特性…41

GB/T20540.2—2006表24网络供电电源要求····…···…··…·…………·…………41表25电电缆颜色规范·.表26331.25kbit/s电压模式MAU的网络供电设备特性51表2731.25kbit/s电压模式MAU的网络供电要求表28电缆技术规范·………56表29不同传输速率下的最大电缆长度56表30特性…………58表31厂用于多模玻璃纤维的光发送器的特性61表32用于单模玻璃纤维的光发送器的特性61表33用于塑料纤维的光发送器的特性……表34用于200/230玻璃纤维的光发送器的特性62表35用于多模玻璃纤维的光接收器的特性…表36用于单模玻璃纤维的光接收器特性……63表37用于塑料纤维的光接收器的特性……63表38用于200/230玻璃纤维的光接收器的特性表39在光发送器的电输入处允许的信号失真表40由于光发送器引起的信号失真的允许值表41由于光接收器引起的信号失真的允许值…·64表42由于帮合组件内部电子电路引起的信号影响的允许值表43）无再定时的标准光链路的最大链路数·…65典型的电缆技术规范·表A.1GS表A.2推荐的最大分支长度与通信组件数的关系67表B.1用于奇刻工业环境的外部连接器的管脚分配表B.269表D.1多模玻璃纤维62.5km/125″m的等级预估计算实例表D.2单模玻璃纤维92m/125“m的等级预估计算实例…78表D.3多模塑料纤维9802m/1000m的等级预估计算实例表D.4多模玻璃纤维200m/230m的等级预估计算实例·………·.

GB/T20540.2—2006工业控制系统用现场总线GB/T20540—2006《测量和控制数字数据通信类型3:PROFIBUS规范》的内容分为如下6个部分：-GB/T20540.1概述和导则GGB/T20540.2物理层规范和服务定义;GB/T20540.3数据链路层服务定义；GB/T20540.4数据链路层协议规范；GB/T20540.5应用层服务定义；-GB/T20540.6应用层协议规范。本部分为GB/T20540—2006的第2部分.本部分修改采用1EC61158-2Type3:2003《测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义》,在技术内容上与原国际标准没有差异,为方便我国用户使用,在文本结构编排上进行了适当调整.并按（B/T1.1的要求进行编辑。本部分基于JB/T10308.3—2005制定。本部分的附录B、附录C、附录D为规范性附录，附录A为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第四分技术委员会归口。本部分起草单位：中国机电一体化技术应用协会、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、西南大学、中海石油研究中心、上海自动化仪表股份有限公司、清华大学、重庆川仪总厂、北京交通大学、天华化工机械及自动化研究设计院、中石化装备总公司中国仪器仪表协会、西门子(中国)有限公司本部分主要起草人：李百煌、欧阳劲松、王春喜、梅格、王玉敏、刘枫、徐伟华、孙昕、谢素芬、惠敦炎刘云男、阳宪惠、董景辰、姜金锁、冯秉耘、陈明海、田英明。本部分为首次发布

GB/T20540.2-2006本部分是为方便实现白动化系统各组成部分互连所形成的系列标准之一。它与在某种程度上基于开放系统互连基本参考模型的“三层"现场总线参考模型所定义的标准系列中的其他标准有关。两种参考模型均将互连标准化区域细分为一系列层规范.每层有可管理的大小范围。2！现场总线概述现场总线是一种数字化、串行、多分支网络的数据总线,用于工业控制和仪表设备(诸如传感器、执行机构和本地控制器,但并不限于此)的通信。本部分中所规定的物理层,为数据链路层实体之间通过物理连接的数据单元提供透明的传输。Phl(物理层)提供由数据链路协议和系统管理所使用的服务图1闸述了现场总线数据链路层标准、现场总线物理服务标准和系统管理应用之间的关系住：本部分中使用的系统管理是用于管理层协议的本地机制应用层数据链路层物理服务物理层物理管理服务煤体图物理层与其他现场总线各层以及现场总线物理层服务的用户之间的关系物理层概述本部分的主要目的是提供一组通信规则,这些通信规则是依据对等的Ph实体在通信时刻要执行的步驿来表达的。物理层从数据链路层接收数据单元.对它们进行编码,必要时通过添加通信成赖信息（予以封装）.并将所形成的物理信号传输到一个节点上的物理媒体。然后，信号被一个或多个节点所接收.在将数据单元传给正在接收的设备的数据链路层之前先进行译码.必要时去掉通信成赖信息文件概述物理层通用模型如图2所示。所有变型和类型的公共特征如下：数字数据传输：非非独立的时钟传输;半双工通信（双向通信.但在每一时刻只有一个方向的通信)或全双工通信.

GB/T20540.2—2006DLLDL-Ph接口系统管理系统管理PhDIS-h接口DCE无关子层DTE-DCE接口PhMDS媒体相关子层MDS-MAU接口PhMAU媒体附属单元媒体接口媒体图2物理层的通用模型在本部分中所规定的主要物理层类型5.1双绞线和光纤媒体本部分规定下列同步传输类型：双绞线媒体.31.25kbit/s,电压模式(并行帮合),具有以下选项：经由总线导体供电：非本质安全：经经由总线导体供电：本质安全。本部分规定下列异步传输类型：A）双双绞线媒体，最高速率12Mbit/s.ANSITIA/EIA-485-A：b）光纤媒体,最高速率12Mbit/s.

GB/T20540.2—2006测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型3:PROFIBUS规范第2部分：物理层规范和服务定义1范围本部分规定了现场总线组成部分的要求。它还规定媒体和网络组态的要求,以确保符合下列水准：a）在数据链路层差错检查之前的数据完整性;在物理层设备之间的可互操作性现场总线物理层符合GB/T9387所定义的〇SI7层模型的第1层,但也有例外,如某些类型的赖定界符在物理层，而其他一些类型的赖定界符在数据链路层规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T20540的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括期误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件.其最新版本适用于本部分。GB/T20540.3—2006测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线第3部分：数据链路层服务定义(IEC6115