PROFIBUS现场总线概述

PRFIBUS现场总线概述PROFIBUS现场总线简介

PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS的应用制造业自动化过程自动化楼宇自动化交通、电力

PROFIBUS现场总线在结构和性能上优越于其他现场总线，既适合于自动化系统与现场信号单元的通讯，也可用于可以直接连接带有接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表及设备，对现场信号进行采集和监控。二、PROFIBUS现场总线的由来1984年，PROFIBUS的技术构想。1986年，德国制订过程现场总线（ProcessFieldbus

)标准，简称PROFIBUS。1987

年开始集中了SIEMENS

等13

家公司和5家研究所的力量制订现场总线的德国国家标准。1989年正式成为德国国家标准。1996年6月PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-DP被批准为欧洲现场总线标准

EN50170V.2。1998年PROFIBUS-PA被批准纳入EN50170V.2,1999年成为国际标准IEC61158的组成部分。我国现行标准为GB/T20540.6-2006《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》三、PROFIBUS系统的分类PROFIBUS由3个兼容部分组成：PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS。PROFIBUS–DP

是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I／O的通信。应用于加工自动化领域。PORFIBUS－PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。应用于石油化工领域。PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。应用于纺织、楼宇自动化等领域。三、

PROFIBUS的通信协议1、

PROFIBUS通信协议结构PROFIBUS通信模型参照了ISO/OSI参考模型的第1层（物理层）和第2层（数据链路层），其中FMS还采用了第7层（应用层）,另外增加了用户层。Profibus的第1层物理层物理层规定了线路介质、物理连接的类型和电气特性。Profibus通过采用差分电压输出的RS485实现电流连接。在线型拓扑结构下采用双绞线电缆。在树形结构中还可能用到中继器。RS485总线接口线性拓扑结构Profibus的第2层数据链路层Profibus第2层有3个子层，分别为MAC、FLC、FMAl/2。介质存取控制(MAC)子层描述了连接到传输介质的总线存取方法。现场总线链路控制(FLC)子层规定了对低层接口(LLI)有效的第2层服务，提供服务访问点(SAP)的管理和与LLI相关的缓冲器。现场总线管理(FMAl/2)完成第2层(MAC)特定的总线参数的设定和第l层(PHY)的设定。Profibus的第7层应用层Profibus第7层有3个子层，分别为LLI、F.MS、FMA7。现场总线低层接口(LLI)将现场总线信息规范(FMS)的服务映射到第2层(FLC)的服务上。现场总线信息规范(FMS)子层将用于通信管理的应用服务和用于用户的用户数据（变量、域、程序、事件通告）分组。现场总线管理(FMA7)用于保证FMS和LLI子层的参数化以及总线参数向第2层(FMAl/2)的传递。。二、PROFIBUS系统的协议结构三、PROFIBUS系统的总线存取协议三种PROFIBUS（DP、FMS、PA）均使用一致的总线存取协议。主站之间采用令牌传送方式，令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌）。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。主站得到总线存取令牌时可与从站通信。每个主站均可向从站发送或读取信息。主站与从站之间采用主从方式当主站得到总线存取令牌后，主站向从站发出请求时，总线上的DP从站才能活动，DP从站被主站按轮询表依次访问。PROFIBUS控制系统的结构

1、Profibus控制系统的结构（1）一类主站一类主站是指PLC、PC或可作一类主站的控制器。一类主站用来完成总线通信控制与管理。（2）二类主站PLC（智能型I/O）：分散式I/O（非智能型VO）带Profibus接口的现场设备(3)从站PLC（智能型I/O）：PLC可作Profibus上的一个从站。PLC自身有程序存储功能，PLC的CPU部分执行程序并按程序驱动I/O。作为Profibus主站的一个从站，在PLC存储器中有一段特定区域可以作为其与主站通信的共享数据区。主站可通过通信间接控制从站PLC的I/O。分散式I/O（非智能型）：通常由电源、通信适配器、接线端子组成。通常分散型I/O是由主站统一编址的，这样在主站编程时使用分散式I/O与使用主站的I/O就没有什么区别。驱动器、传感器、执行机构等现场设备，即带Profibus接口的现场设备