PROFIBUS由三个兼容部分组成,

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PROFIBUS-DP通讯技术及应用

PROFIBUS-DP的概念
• 在西门子自动控制系统中， PROFIBUSDP主要使用于SIMATIC-S7/M7/C7控制器与现场设备（DP从站，可能是远程IO模块、仪表、编码器、传感器甚至是传动设备）进行过程输入、输出数据的传输接口。
PROFIBUS-DP的特点
• 总线特点：全部站点共用两根信号线，差分电压信号，串行通讯。
传动设备做DP从站的设置
• PKW 参数标识值，即读/写变频器的某一个具体的参数的参数值情况。比如：给定斜坡上升时间、给定斜坡下降时间等等。PZD只能用于传递KXXX、BXXX这类的连接器参数；而PKW则可以用于读/写那些非连接器的任意参数。
CPU
CP
315-
342-
2 DP
SLAVE
紧凑型从站设备
ET 200M PS IM S7 S7 S7 S7
153
模块化从站设备
STAND. DP SLAVE
西门子系统中可用的DP站设备
ET 200M ET 200U
模块化从站设备，包含一个接口模块和
若干个S7-300系列模块 (如ET 200M) 或S5系列模块 (如ET 200U)。
PROFIBUS-DP的系统结构
主站设备
S7-400
PS S7 S7 S7 10A 400
CPU 4142 DP
PS S7-300 S7-300 S7
CPU 314
CP 3425 DP
S7-300
PROFIBUS -DP
SIMATIC S7-300
从站设备
PS S7300
S7 S7 S7
S7
• 通讯速率：Profibus的传输速率为9.6～ 12Mbps，

利用PROFIBUS协议进行网络通信

利用PROFIBUS协议进行网络通信PROFIBUS是世界上第一个开放式现场总线标准，目前技术已成熟，其应用领域掩盖了从机械加工、过程掌握、电力、交通到楼宇自动化的各个领域。

PROFIBUS于1995年成为欧洲工业标准（EN50170），1999年成为国际标准（1EC61158-3）。

在S7-200 系列plc的CPU中，CPU22X都可以通过增加EM277 PROFIBUS-DP 扩展模块的方法支持PROFIBUS DP 网络协议。

最高传输速率可达12Mbit/s。

采纳PROFIBUS的系统，对于不同厂家所生产的设备不需要对接口进行特殊的处理和转换，就可以通信。

PROFIBUS 连接的系统由主站和从站组成，主站能够掌握总线，当主站获得总线掌握权后，可以主动发送信息。

从站通常为传感器、执行器、驱动器和变送器。

它们可以接收信号并赐予响应，但没有掌握总线的权力。

当主站发出恳求时，从站回送给主站相应的信息。

PRORFIBUS除了支持主／从模式，还支持多主／多从的模式。

对于多主站的模式，在主站之间按令牌传递挨次打算对总线的掌握权。

取得掌握权的主站，可以向从站发送，猎取信息，实现点对点的通信。

西门子S7通过PROFIBUS现场总线构成的系统，其基本特点如下：（1）PLC、I/O模板、智能仪表及设备可通过现场总线连接，特殊是同厂家的产品供应通用的功能模块管理规范，通用性强，掌握效果好。

（2）I/O模板安装在现场设备（传感器、执行器等）四周，结构合理。

（3）信号就地处理，在肯定范围内可实现互操作。

（4）编程仍采纳组态方式，设有统一的设备描述语言。

（5）传输速率可在9.6kb／s～12Mb／s间选择。

（6）传输介质可以用金属双绞线或光纤。

1．PROFIBUS的组成PROFIBUS由三个相互兼容的部分组成，即PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP及PROFIBUS-PA。

（1）PROFIBUS-DP（Distributed Periphery 分布I/O系统）PROFIBUS-DP是一种优化模板，是制造业自动化主要应用的协议内容，是满意用户快速通信的最佳方案，每秒可传输12兆位。

ProfiBus通讯原理

快速
通用目的自动化
PROFIBUS-FMS RS 485 / FO
- 大范围的应用 - 多主通信
通用
面向应用
1. Profibus 基本特征
一. 协议结构 Profibus现场总线是目前应用最广泛的现场总线技术之一。DP和PA的完美结合使得Profibus现场总线在结构和性能上优越于其它现场总线 Profibus 既适合于自动化系统与现场I/o单元的通讯，也可用于直接连接带接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表对现场信号进行采集和监控。并且用一对双绞线替代了传统的大量的传输电缆，大量节省了电缆的费用，也相应节省了施工调试以及系统投运后的维护时间和费用 Profibus协议以OSI为参考模型，其协议结构如下图所示
*终羰电阻供电电源 +5V
390
数据线
数据线
DGND (5)
VP (6)
220
390
RxD/TxD-P (3)
RxD/TxD-N (8)
* 数据线B
* 数据线A
数据传输结束，即 +5V地
全部设备均与总线连接每个分段上最多可接32个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须一直有电源当分段站超过32个时，必须使用中继器用以连接各总线段。串联的中继器一般不超过四个电缆的最大长度取决于传输速度.一旦设备投入运行，全部设备均需选用同一传输速度。
EN 50170 Volume 2
Device Profiles Application Profiles
过程自动化
PROFIBUS-PA IEC 1158-2
- 总线供电 - 本质安全

Profibus总线的特点和应用

Profibus总线的特点和应用Profibus总线协议是基于OSI模型的，文介绍Profibus总线特点、Profibus总线的三个版本及Profibus总线的应用，对大家深化了解现场总线技术很有关心。

Profibus总线是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。

由Profibus-DP、Profibus-FMS、Profibus-PA组成，Profibus-DP 型用于分散外设简洁高速数据传输，适合于加工自动化领域的应用。

Profibus-FMS为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程掌握器、低压开关等。

Profibus-PA用于过程自动化的总线类型：它遵循IEC1158-2标准。

Profibus是唯一全集成H1(过程)和H2(工厂自动化)的现场总线解决方案，是一种国际化的、不依靠于设备制造商的开放式现场总线标准。

它广泛应用于制造业自动化、流程工业自动化、楼宇自动化以及交通、电力等其他自动化领域。

采纳Profibus标准系统，不同制造商所生产的设备不需对其接口进行特殊调整就可通信，Profibus可用于高速并对时间有苛刻要求的数据传输，也可用于大范围的简单通信场合。

1、Profibus总线特点Profibus作为业界最胜利、应用最广泛的现场总线技术，除具有一般现场总线的一切优点外，还有很多自身的特点，详细表现如下：①最大传输信息长度为255字节，最大数据长度为244字节，典型长度为120字节。

②网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。

③传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6kbps到12Mbps不等。

④站点数量取决于信号特性，如使用屏蔽双绞线，每段可以接入32个站点(无转发器)，最多可以接入127个站点(带转发器)。

⑤传输介质为屏蔽/非屏蔽式光缆。

⑥当用双绞线时，传输距离最长可达9.6km，用光缆时最大传输长度为90km。

⑦Profibus-DP和Profibus-FMS的传输技术为RS-485方式、Profibus-PA 遵守IEC1158-2传输标准和光缆传输。

Profibus 与 profinet

Profibus 与profinet什么是PROFIBUS（1） 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 传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。

广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。

PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

（2） PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。

主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。

（3） 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。

使用PROFIBUS－DP可取代办24VDC或4－20mA信号传输。

（4） 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。

（5） PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

（6） PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

（7）与其它现场总线系统相比，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。

目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。

PROFIBUS部分1

这项服务称为上层协议通过第2层的服务存取点 (SAPS)。
在PROFIBUS—FMS中，这些服务存取点用来建立逻辑通信地址的关系表；在PROFIBUS—DP和PA中，每个SAP点都赋有一个明确的功能。在各主站和从站当中，可同时存在多个服务存取点，服务存取点有源SSAP和目的DSAP之分。 SSAP－请求站的服务存取点叫做源服务存取点。
第2层的另一个重要任务是保证数据的完整性，这是依靠所有电文的海明间距HD＝4，按照国际标准IEC870 －5－l制定的使用特殊的起始和结束定界符、无间距的字节同步传输及每个字节的奇偶校验保证的。
第2层可按照非连接的模式操作，除提供点－点逻辑数据传输外，还提供多点通信(广播及有选择广播)功能。在PROFIBUS—FMS，DP和PA中使用了第2层服务的不同子集。数据链路层的服务
IEC1158—2传输技术特性如表所示：
分段式耦合器可以将IEC1158—2传输技术的总线段与RS485传输技术的总线段连接，耦合器可使RS485信号与IEC1158—2信号相适配，它们为现场设备的远程电源供电，供电装置可限制IEC1158—2总线段的电流和电压，其相关参数如表所示。
光纤传输技术
· 各主站间令牌传送，主站与从站间数据传送
· 支持单主或多主系统 · 主－从设备，总线上最多站点数为126
功能
•DP主站和DP从站间的循环用户数据传送 •各DP从站的动态激活和撤消
•DP从站组态的检查
•强大的诊断功能，三级诊断信息
•输入或输出的同步
•通过总线给DP从站赋予地址
•通过总线对DP主站(DPM1)进行配置
令牌环是所有主站的组织链，按照主站的地址构成逻辑环，在这个环中，令牌在规定的时间内按照地址的升序在各主站中依次传递。在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环，在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环。另外，总线存取控制保证令牌按地址升序依次在各主站间传送，各主站的令牌具体保持时间长短取决于该令牌配置的循环时间。此外，PROFIBUS介质存取控制的特点是监测传输介质及收发器是否损坏，检查站点地址是否出错(如地址重复)以及令牌错误(如多个令牌或令牌丢失)。

3份工业网络控制期末复习资料

一、填空题1.现有各种总线及标准不下二百种，其中__PROFIBUS现场总线__、_FF现场总线_、__LONWORKS现场总线_、_CANBUS现场总线_等是具有一定影响和已占有一定市场份额的总线。

2.PROFIBUS协议结构是以ISO/OSI模型_为参考模型,该模型共有七层,PROFIBUS—DP定义了其中的_第1层、第2层和用户接口层_。

3.利用OLM（光纤连接模块）模块进行网络拓扑可分为三种方式的总线结构、星形结构、冗余环。

4.有多种电源模块可以为S7-300PLC和需要24V直流电传感器/执行器供电，如：PS305电源模块是直流供电,PS307电源模块是交流供电 .5.每个数字量模块的地址寄存器自动按4 个字节分配，不管实际的I/O点数是否与之相同。

6.工厂自动化网络的分层结构为_工厂级_、__车间级__和__现场级__三个层次。

7.OBT只适合连接 1 个无光纤接口的PROFIBUS站点到集成管线接口的光纤网上，OBT是一个有源的网络元件，在网段里也是一个站点。

8.PROFIBUS—DP系统行为有__运行__、__清除_、__停止__三种状态。

9.STEP7中块的类型有：组织块（OB），功能（FC），功能块（FB），背景数据块（背景DB），共享数据块（共享DB）。

以及系统功能和系统功能块。

10.PROFINET支持下列三种通信方式：TCP/IP标准通讯，同步实时（IRT）通讯,实时（RT）通讯11.STEP7中的数据类型分为三类：基本数据类型，复杂数据类型，参数数据类型12.PROFIBUS—DP系统可包括___DP-1类主设备（DPM1）__、_ DP-2类主设备（DPM2）__、__ DP-从设备__三种不同设备。

13.PROFIBUS—DP是一种_高速低成本_通信,用于_设备级控制系统_和分散式I/O_的通信,可取代_ 4－20mA_或_24VDC_信号传输。

14.PROFINET由PROFIBUS国际组织推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。

profibus协议报文格式

竭诚为您提供优质文档/双击可除profibus协议报文格式篇一：profibus协议报文说明1、通信端口参数支持的波特率：2、报文格式3）sd3:固定8字节数字域篇二：profibus协议pRoFibus协议20xx-01-2118:03Rs485接口（1）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。

广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。

（2）pRoFibus由三个兼容部分组成，即pRoFibus－dp （decentralizedperiphery）．pRoFibus－pa （processautomation）．pRoFibus-Fms(Fieldbusmessagespecification)。

（3）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。

使用pRoFibus－dp可取代办24Vdc或4－20ma信号传输。

（4）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。

（5）pRoFibus－Fms：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

（6）pRoFibus是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

（7）与其它现场总线系统相比，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。

目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。

pRoFibus开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。

市场调查确认，在德国和欧洲市场中pRoFibus占开放性工业现场总线系统的市场超过40％。

pRoFibus有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

Profibus基础知识

提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）北京凯迪恩自动化技术有限公司PROFIBUS 基础知识PROFIBUS 是世界上第一个开放式现场总线标准，从 1991 年德国颁布 FMS 标准（DIN19245）至今已经历了十余年，现在已为全世界所接受。

其应用领域覆盖了从机械加工、过程控制、电力、交通到楼宇自动化的各个领域。

PROFIBUS 于 1995 年成为欧洲工业标准（EN50170），1999 年成为国际标准（IEC61158-3），2001 年被批准成为中华人民共和国工业自动化领域行业标准中唯一的现场总线标准。

PROFIBUS 在众多的现场总线中以其超过 40% 的市场占有率稳居榜首。

其产品每年增长 20-30%。

以著名的西门子公司为例，它可以提供上千种 PROFIBUS 产品并已经把他们应用在中国的许多自动控制系统中。

一 PROFIBUS 概述为全球客户提供自动化系统解决方案和产品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）欧洲标准及国际标准 PROFIBUS 的优点确保完整、开放、与制造商无关和有效的标准保护制造商和用户的投资在欧洲采用现场总线技术的所有成功都基于 EN 50170PROFIBUS 减少安装费用 40%认证了的产品保证互操作性各类设备经认证的产品确保由不同制造商生产的设备能毫无问题地相互通信，PROFIBUS 用户组织已建立了质量认证程序，它包括一致性和互操作性测试在德国、美国和中国建立了测试实验室经认证的产品被列入 PROFIBUS 电子产品指南为全球客户提供自动化系统解决方案和产品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）PROFIBUS 协议结构传输技术PROFIBUS 采用一种两头有终端的总线拓扑，确保在运行期间接入和断开一个或多个站而不影响其他站（即使在本质安全区亦如此）允许三种不同的物理层选择： ·RS 485：主要用于 DP 和 FMS ·EC 1158-2：主要用于 PA ·光纤：主要用于 DP 和 FMS传输技术的特点RS 485（H2） ·异步 NRZ 传输编码，适合 RS 485 ·波特率从 9.6kBit/s 到 12MBit/s 分步可选 ·屏蔽双绞电缆 ·每段 32 个站，最多允许 127 个站 ·距离取决于波特率 ·12MBit/s=100m；1.5MBit/s=400m；<=187.5kBit/s=1000m ·用中继器可延长距离到 10 公里 ·9 针、D 型连接器为全球客户提供自动化系统解决方案和产品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）EC 1158-2（H1） ·同步曼彻斯特传输编码，31.25kBit/s，电流方式 ·本质安全（可选）和通过总线对站点供电 ·屏蔽或非屏蔽双绞电缆 ·每段距离 1900 米，用中继器可延长到 10 公里 ·最多允许 127 个站，每段 10-32 个站（取决于 EX 类型和电耗）PROFIBUS-DP 的特点适合代替 PLC/PC 与 I/O 之间成本昂贵的电缆线快速，传输 1 千个字节的输入数据和输出数据所需时间小于 2ms 功能强大的工具减少组态和维护费用所有主要的 PLC 制造商都支持有广泛的产品可提供，如 PLC、PC、I/O、驱动器、阀、编码器等允许周期性的和非周期性的数据传输单主和多主网络每站的输入和输出数据多达 246 个字节为全球客户提供自动化系统解决方案和产品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）PROFIBUS-DP 单主系统SYN=同步时间 SD2=开始分界符 2 度 DA=目的地址 SA=源地址 FC=功能码序 ED=结束分界符LE=长度 DU=数据单元LEr=重复长 FCS=帧检察顺PROFIBUS-DP 单主系统的总线循环时间条件：每个 DP-从有 2 个字节的输入数据和 2 个字节的输出数据，从站的最小间隔时间 200 微秒 Tsdi=37 个位时间，Tsdr=11 个位时间为全球客户提供自动化系统解决方案和产品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）PROFIBUS-DP 多主系统若干个 DP-主可以用读功能访问一个 DP-从PROFIBUS-DP 多主系统的组成：·多个主（1 类或 2 类） ·1 到最多 124 个 DP-从 ·最多 126 个设备在同一总线上开放的 PROFIBUS 组态PROFIBUS 组态工具为全球客户提供自动化系统解决方案和产品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）PROFIBUS ASICs 产品·各种 ASICs 都对 PROFIBUS 有效 ·PROFIBUS-DP 单片解决方案 ·不依赖处理器的外围芯片，用于 FMS/DP/PA ·带 PROFIBUS 核心功能的微控制器，用于 FMS/DP优越性·对制造商来说，减少实现费用 ·一个接口的价格减到小于 US$25实现的可能性·用单片实现 DP 从设备最简单的实现方式快速，所有功能由硬件实现实现不需软件节省空间，低成本软件实现通信和应用功能、可以混合实现 FMS，DP，PA ·用 ASIC 和处理器实现 FMS， DP， PA 高灵活性，适合于主/从快速，苛刻的时间功能由硬件用户和制造商的利益一种现场总线适用于制造业、过程工业和楼宇自动化为全球客户提供自动化系统解决方案和产品提供 Profibus-DP 协议的远程 I/O（Kinco-R1），总线 I/O（Kinco-R3），总线桥（Kinco-B）·安装和电缆费用减少 40% 的产品 ·PROFIBUS 已经验证，世界范围内商无关的国际标准有 100000 多个应用实例操作性 ·PROFIBUS 采用同样的传输技术提多个站不影响其他站供从现场到车间的透明通信此 ·PROFIBUS 提供高效和短总线循环时间础技术（硬件、软件、·PROFIBUS 提供大范围的可供使用·PROFIBUS 是已被批准的、与制造·经认证的 PROFIBUS 产品确保互·在运行期间，接入和断开一个或的运行，即使在本质安全区亦如·从许多渠道可以得到有效的基芯片、ASICs）PROFIBUS 从站开发技术PROFIBUS 是一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产商的现场总线标准。

PROFIBUS知识

PROFIBUS概貌（1） 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。

广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。

（2）PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP （Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。

（3） 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。

使用PROFIBUS－DP可取代办24VDC或4－20mA信号传输。

（4） 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。

（5） PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

（6） PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

（7）与其它现场总线系统相比，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。

目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。

PROFIBUS 开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。

市场调查确认，在德国和欧洲市场中PROFIBUS占开放性工业现场总线系统的市场超过40％。

PROFIBUS有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

PROFIBUS传输技术PROFIBUS提供了三种数据传输类型：（1）用于DP和FMS的RS485传输。

（2）用于PA的IEC1158－2传输。

DCS及现场总线技术_第7章

安徽工程大学机电学院
集成案例如图所示：
OP37 控制器
PROFIBUS-DP
PID控制器 …
远程I/O
DP/AS-I转换器
…
驱动
图7-7 PROFIBUS-DP可集成的设备
安徽工程大学机电学院
2. PROFIBUS-PA
（1）传输特点 • 基于扩展的 PROFIBUS-DP 协议和 IEC 61158-2 传输技术。 • 增加和去除总线站点，不会影响到其它站，对所有设备只需一套组态和监测工具。 • 仅用一根双绞线进行数据通信、控制和供电。 • 在潜在的爆炸危险区可使用防爆型"本征安全"或"非本征安全"。 • 通过读取仪器仪表的维护和诊断信息，减少故障和停机时间。
2) 适当的冗余措施，使可靠性达到和高于DCS系统。 3) 对传统信号设备和系统的兼容性。 4) 是否通过互可操作性测试，是否具备管理能力。 5) 现场总线仪表的性能。
安徽工程大学机电学院 4. PROFIBUS总线的典型应用案例一：PROFIBUS总线在西门子PCS7控制系统中的应用
操作员站工程师站
S7-400 控制器
光纤 RS 485
OLM 中继器 PROFIBUS DP光纤节点 PROFIBUS DP从节点
…
OLM
图7-6 三种传输技术在同一个系统中的集成方式
安徽工程大学机电学院
四、PROFIBUS三个系列总线的通信特性 1. PROFIBUS-DP
（1）传输特点 • 通常情况下采用标准的RS 485传输技术，在长距离或强电磁干扰环境下，可采用光纤传输技术，波特率从9.6Kbit/s到12Mbit/s。 • 各主站之间令牌传送，主站与从站间为主-从传送，总线上最多站点（主、从设备）数为126；可实现总线网或环网。 • 通信距离：在1.5 Mbit/s 的通信速率下，通过中继器PROFIBUS-DP总线通信距离可以达到200m。无通信速率要求下，最远可延长到90km。（2） PROFIBUS-DP总线可集成的设备 •集成远程 I/O； •集成执行器和驱动； •集成操作面板； •集成PID回路控制器； •集成AS-I总线。

PROFIBUS基础知识解答

2. PROFIBUS三层协议（FMS、DP、PA）的应用场合？和西门子内部协议的关系？
如上文所述，FMS主要用于主站之间的对等通讯，但随着以太网技术的发展，车间管理级的通讯越来越多地将采用100兆的高速工业以太网技术。另外，FMS推荐只用于不同厂家主站之间的通讯。对于同一厂家的控制设备，例如全是西门子设备时，可以采用S7协议或FDL协议，它们可以和DP、FMS协议在同一根电缆上并行。DP主要用于现场级的主从通讯，例如PLC或PC和远程I/O、传动装置、人机界面等之间的通讯。同时，新发布的DPV1补充协议定义了从站之间的直接通讯的功能，这使得PROFIBUS的实时性又得到进一步的提高。PA主要用于主站与仪表、变送器等之间的通讯，具有本质安全特征。通常DP与PA结合使用，DP作为高速的骨干网络，PA置于防爆区。
3. PROFIBUS可采用哪些网络介质？
PROFIBUS有五种不同的传输技术，并且可以混合使用，构成灵活的网络结构：
用于DP和FMS的RS485传输技术
用于PA的IEC61158-2本质安全传输技术
光纤传输技术（玻璃光纤、PCF光纤或塑料光纤）
红外及无线传输技术
导轨传输技术
采用RS485技术的屏蔽双绞线为PROFIBUS最常用的网络介质。采用玻璃光纤时，网络距离可达100公里以上，并且完全不受EMC的干扰。而红外及无线传输方式很好地解决了旋转设备或移动设备上控制设备的通讯问题，例如饮料罐装机的旋转台、物流系统中巷道的堆垛机。导轨传输技术则大量用于悬挂生产线中。
低压开关设备（FMS）
PA过程自动化现场设备（PA）
数控/机器人控制系统（DP）
编码器设备（DP）
传动技术（DP/）
10.怎样连接屏蔽电缆的屏蔽层？
建议在屏蔽电缆的两端同时将屏蔽层良好接地（PE保护地）以获得最佳的电磁兼容性。如果不同设备之间存在5VDC以上的电势差时，则建议将总线电缆屏蔽层单端接地。当然最好的方法是在车间范围内建立良好的等电位汇线系统，最大程度上降低EMC或电势差带来的影响。

PROFIBUS总线技术

二、 PROFIBUS-DP通信协议
❉ PROFIBUS-DP的数据链路层
2.系统结构
一个DP系统既可以是一个单主站结构，也可以是一个多主站结构。主站和从站采用统一编址方式，可选用0~127共128个地址，其中127为广播地址。一个 PROFIBUS-DP网络最多可以有127个主站，在应用实时性要求较高时，主站个数一般不超过32个。
2）PROFIBUS-PA：对于安全性要求较高的场合，制定了PROFIBUS-PA协议， PA具有本质安全特性，它实现了IEC6ll58-2规定的通信规程。
3）PROFIBUS-FMS：它的设计旨在解决车间一级通用性通信任务，FMS提供大量的通信服务，用以完成以中等传输速率进行的循环和非循环的通信任务。
二、 PROFIBUS-DP通信协议
❉ PROFIBUS-DP的数据链路层
3.总线访问控制
PROFIBUS-DP系统的总线访问控制要保证两个方面的需求：一方面，总线主站节点必须在确定的时间范围内获得足够的机会来处理它自己的通信任务；另一方面，主站与从站之间的数据交换必须是快速且具有很少的协议开销。
PROFIBUS-DP主要的传输介质有屏蔽双绞线和光纤两种，目前屏蔽双绞线以其简单、低成本、高速率等特点成为市场主流。
二、 PROFIBUS-DP通信协议
❉ PROFIBUS-DP的物理层
1.拓扑结构
PROFIBUS-DP的拓扑结构主要有总线型和树型两种。
（1）总线型拓扑结构 PROFIBUS 系统是一个两端有
谢谢！
通信速率 9.6kbit/s 19.2kbit/s 45.45kbit/s 93.75kbit/s 187.5kbit/s 500kbit/s 1.5Mbit/s 3Mbit/s 6Mbit/s 12Mbit/s

BUS通信

PROFIBUS协议RS485接口（1） 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。

广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。

（2） PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）．PROFIBUS －PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (FieldbusMessage Specification )。

（3） 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。

使用PROFIBUS－DP可取代办24VDC或4－20mA信号传输。

（4） 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。

（5） PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

（6） PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

（7）与其它现场总线系统相比，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。

目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。

PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。

市场调查确认，在德国和欧洲市场中 PROFIBUS占开放性工业现场总线系统的市场超过40％。

PROFIBUS有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

《PROFIBUS 协议结构》PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际标准，以开放式系统互联网络（Open System Interconnection-SIO）作为参考模型的。

第4章 PROFIBUS现场总线

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第4章
PROFIBUS现场总线
4.2.2 PROFIBUS-FMS的协议结构
PROFIBUS-FMS使用了第1层、第2层和第7层。应用层（第7层）包括FMS（现场总线报文规范）和LLI（低层接口）。 FMS处理单元级（PLC和PC）的数据通信。功能强大的FMS服务可在广泛的应用领域内使用，并为解决复杂通信任务提供了很大的灵活性。
1．传输技术由于DP与FMS系统使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议，因而，这两套系统可在同一根电缆上同时操作。RS-485 传输是PROFIBUS最常用的一种传输技术，这种技术通常称之为 H2，采用的电缆是屏蔽双绞线。RS-485传输技术的基本特征有：（1）网络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻；（2）传输速率：9.6kbps~12Mbps；（3）介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）；（4）站点数：每段32个站（不带中继），可多到127个站（带中继）；（5）插头连接：最好使用9针D型插头。
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第4章
PROFIBUS现场总线
工厂管理系统工厂管理级总线循环时间 <1 000 ms PC 网关车间级总线循环时间 <100 ms PC PLC PLS PROFIBUS-FMS CNC MMS,TCP/IP Backbone
4.1 PROFIBUS概述
现场级总线循环时间 <10 ms 现场设备
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PROFIBUS现场总线
4.1 PROFIBUS概述
PROFIBUS-PA是PROFIBUS的过程自动化解决方案，PA将自动化系统和过程控制系统与现场设备，如压力、温度和液位变送器等连接起来，代替了4~20mA模拟信号传输技术，在现场设备的规划、敷设电缆、调试、投入运行和维修等方面可节约成本40%之多，并大大提高了系统功能和安全可靠性，因此PA尤其适用于石油、化工、冶金等行业的过程自动化控制系统。 PROFIBUS-FMS：它的设计是旨在解决车间一级通用性通信任务，FMS提供大量的通信服务，用以完成以中等传输速率进行的循环和非循环的通信任务。为了满足苛刻的实时要求，PROFIBUS协议具有如下特点：

profi bus

PROFIBUS（1）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传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。

广泛适用于制造业自动化．流程工业自动化和楼宇．交通电力等其他领域自动化。

PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

（2）PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fiel dbus Message Specification )。

主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。

（3）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。

使用PROFIBUS－DP可取代办24VDC或4－20mA信号传输。

（4）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。

（5）PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

（6）PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

（7）与其它现场总线系统相比，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。

目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。

PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在1 0多万成功应用中得以实现。

工业现场总线试题ok

填空题1.DeviceNet 网络是一个基于CAN总线的开放的网络2.AB的扫描器的特点之一就是与网络上的其它扫描器“共享输入”。

这使多数扫描器收到节点上的输入信息3.扫描器是整个网络的管理者，由它来完成DeviceNet 网络上各个设备输入和输出数据的协调工作。

4.PROFINET IO 控制器：与从属现场设备交换外围设备信号；通过过程映像访问外围设备信号5.星形网络结构应用于设备密度大、纵向变形较少的领域，例如较小的生产单元或单个生产机器。

6.网络中常用的传输介质有电话线、同轴电缆、双绞线、光导纤维电缆、无线与卫星通信。

7.现场总线控制系统硬件包括：通信线、连接在通信线上的设备；8.总线中的信号传输方式按信号流通方向分为：单工、半双工、双工。

9.PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。

10.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。

11.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。

12.PROFIBUS－FMS：用于（车间级）监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

13.PROFIBUS－PA，每段（只有一）个电源作为供电装置。

选择题1.（√）现场总线是连接控制系统中现场装置的双向数字通讯网络.2.（√）现场总线技术使系统设计，调试，扩展更加灵活方便。

可以根据需要，将系统分为几个部分分别进行调试。

3.（√）终端电阻的作用是用于吸收网络传输过程中多余能量，稳定和调整信号。

4.（√）RS 485接口使用电压差，所以它比电压或电流接口更抗干扰。

5.（X）PROFINET IO 是封闭式传输系统，它具有根据PROFINET 标准定义的实时功能。

PROFIBUS现场总线由哪部分组成_PROFIBUS协议结构

PROFIBUS现场总线由哪部分组成_PROFIBUS协议结构PROFIBUS现场总线由哪部分组成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。

广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。

PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP （Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA（Process Automation）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification）。

（1）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。

使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信号传输。

主站和从站之间采用轮询的通讯方式，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信。

（2）PROFIBUS-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。

电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。

（3）PROFIBUS-FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络。

定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。

PROFIBUS协议结构PROFIBUS协议结构是根据ISO7498国际准，以开放式系统互联网络（Open System Interconnection-SIO）作为参考模型的。

OSI模型是现场总线技术的基础。

对于工业控制底层网络来说，单个节点面向控制的信息量不大，信息传输的任务相对比较简单，但实时性、快速性的要求较高。

现场总线采用的通信模型大都在OSI模型的基础上进行了不同程度的简化。

（1）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，并详细说明了各种不同PROFIBUS-DP 设备的设备行为。