ProfiBus通讯技术
Profibus和ProfiNET通信上的区别
P r o f i b u s和P r o f i N E T通信上的区别Virtue carries wealth. On the morning of November 2, 2022Profibus/ProfiNET通信上的区别一、PROFINET和PROFIBUS的区别PROFINET和PROFIBUS是PNO组织推出的两种现场总线;两者本身没有可比性,PROFINET基于工业以太网,而PROFIBUS基于RS485串行总线,两者协议上由于介质不同完全不同,没有任何关联;两者相似的地方都具有很好的实时性,原因在于都使用了精简的堆栈结构;基于标准以太网的任何开发都可以直接应用在PROFINET网络中,世界上基于以太网的解决方案的开发者远远多于PROFIBUS开发者,所以,有更多的可用资源去创新技术;对于PROFIBUS,数据传输的带宽最大为12Mbps,对于PROFINET,数据传输的带宽为100Mbps;对于PROFIBUS,数据传输的方式为半双工,对于PROFINET,数据传输的方式为全双工;对于PROFIBUS,一致性数据最大为32bytes,对于PROFINET,一致性数据最大为254bytes;对于PROFIBUS,用户数据的最大为244bytes,对于PROFINET,用户数据的最大为1400bytes;对于PROFIBUS,12Mbps的最大总线长度为100m,对于PROFINET,设备之间的总线长度为100m;对于PROFIBUS,引导轴必须在DP主站中运行,对于PROFINET,引导轴可以运行在任意SIMOTION中;对于PROFIBUS,组态和诊断需要专门的接口模板,例如CP5512,对于PROFINET,可以使用标准的以太网网卡;对于PROFIBUS,如果一个PG接入,可能引起通讯问题,对于PROFINET RT,一个PG接入,可能产生极小的反应,而对于PROFINET IRT,接入不会引起任何问题;对于PROFIBUS,需要特殊的工具进行网络诊断,对于PROFINET,使用IT相关的工具即可;对于PROFIBUS,总线上一般只有一个主站;多主站系统,会导致DP的循环周期过长,对于PROFINET,任意数量的控制器可以在网络中运行;多个控制器不会影响IO的响应时间;对于PROFIBUS,总线上的主要故障来源于总线终端电阻不匹配或者较差的接地,对于PROFINET,不需要总线终端电阻;对于PROFIBUS,使用铜和光纤作为通讯介质,对于PROFINET,无线WLAN可用于额外的介质;对于PROFIBUS,一个接口只能做主站或从站,对于PROFINET,所有数据类型可以并行使用,对于PROFINET,一个接口可以既做控制器又做IO设备;对于PROFIBUS,不能确定设备的网络位置,对于PROFINET,可以通过拓扑信息确定设备的网络位置;二、Profibus的简介一分类PROFIBUS由三个兼容部分组成,即PROFIBUS-DPDecentralized Periphery、PROFIBUS-PAProcess Automation、PROFIBUS-FMSField Bus Message Specification;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的信号传输;常用于控制器之间,控制器与模块之间的通信;PROFIBUS-PA：可使传感器和处理机构联在一根总线上,可以取代4-20mA的模拟量传输;PROFIBUS-FMS：用于车间级监控网络,是一个令牌结构、实时多主网络;在控制器之间如PLC和PC传输大量的数据,但是通信的实时性要求不高;。
现场总线技术的设计应用实例
现场总线技术的设计应用实例概述现场总线技术是工业控制系统中常见的一种通信协议，它通过将传感器、执行器与控制器连接到一个总线上，实现设备间的数据通信和控制。
本文将介绍几个现场总线技术的设计应用实例，包括Profibus、CAN总线和Modbus。
ProfibusProfibus是一种常用的工业自动化领域现场总线协议，它被广泛应用于物流自动化、工业控制和过程自动化等领域。
在物流自动化中，Profibus通信技术可以被用于连接传感器、执行器和控制器，实现自动化存储和分拣系统。
每个传感器和执行器都以从站的形式接入Profibus总线，并通过总线与控制器进行通信。
通过Profibus的高速通信和优化的数据传输机制，物流系统可以实现高效的物料搬运和分拣操作。
在工业控制领域，Profibus常被用于连接传感器、执行器和PLC（可编程逻辑控制器）。
PLC作为控制器可以通过Profibus实时监测设备状态，并根据需要发送命令和控制信号。
这种基于Profibus的控制系统可以实现复杂的工业过程控制和自动化。
CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车行业的现场总线协议，它具有高可靠性和高实时性的特点，被广泛应用于汽车电子系统和航空航天领域。
在汽车电子系统中，CAN总线被用于连接车辆的各种传感器和执行器，并与车辆的ECU（电子控制单元）进行通信。
通过CAN总线的实时数据交换，车辆的各个子系统可以协调工作，实现诸如发动机控制、车身稳定性控制和驾驶辅助系统等功能。
在航空航天领域，CAN总线常被用于飞行控制系统和航空电子设备之间的数据交换。
航空电子设备需要实时高可靠的数据传输，以确保安全和可靠的飞行。
CAN 总线的高实时性和冗余特性使其成为航空电子系统中的理想选择。
ModbusModbus是一种最为常见的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。
Modbus支持点对点和主从通信模式，适用于各种环境。
关于PROFIbus总线
关于PROFIbus总线（１）三种PROFIBUS(DP．FMS．PA)均使用一致的总线存取协议。
该协议是通过OSI参考模型第二层（数据链路层）来实现的。
它包括了保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。
（２）在PROFIBUS中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbus Data Link - FDL）。
介质存取控制（Medium Access Control - MAC）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。
（３） PROFIBUS协议的设计要满足介质控制的两个基本要求：①．在复杂的自动化系统（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。
②．在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。
因此，PROFIBUS总线存取协议，主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。
（４）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。
（５）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。
因此，可能有以下三种系统配置：①．纯主－从系统②．纯主－主系统③．混合系统（６）以一个由３个主站．７个从站构成的PROFIBUS系统为例。
３个主站之间构成令牌逻辑环。
当某主站得到令牌报文后，该主站可在一定时间内执行主站工作。
在这段时间内，它可依照主－从通讯关系表与所有从站通信，也可依照主－主通讯关系表与所有主站通信。
（７）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。
（８）第二层的另一重要工作任务是保证数据的可靠性。
PROFIBUS第二层的数据结构格式可保证数据的高度完整性。
（９）PROFIBUS在第二层按照非连接的模式操作，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通信，其中包括广播及选择广播功能。
profibus DP通信报文的有效数据由pzd
profibus DP通信报文的有效数据由pzd一、Profibus概念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。
PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery)．PROFIBUS-PA(ProcessAutomation)．PROFIBUSFMS(Fie ldbus 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。
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可取代办24VDC或4-20mA 信号传输2)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。
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。
二、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 SystemInterconnectionOSI)作为参考模型的。
该模型共有七层。
(1)PROFIBUS-DP：定义了第一．二层和用户接口。
第三到七层未加描述。
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。
(2)PROFIBUS-FMS：定义了第一．二．七层，应用层包括现场总线信息规范(Fieldbus Message Specification FMS)和低层接口(Lower Layer Interface-LLI)。
3、Profibus通信
3、Profibus通信工业组态与现场总线控制技术Profibus通信一、PRIFOIBUS现场总线概述1.1工厂自动化网络结构（1）现场设备层主要功能是连接现场设备，例如分布式I/O、传感器、驱动器、执行机构和开关设备等,完成现场设备控制及设备间联锁控制。
（2）车间监控层车间监控层乂称为单元层，用来完成车间主生产设备Z间的连接，包括生产设备状态的在线监控、设备故障报警及维护等。
还有生产统计、生产调度等功能。
传输速度不是最重要的，但是应能传送大容量的信息。
一、PRIFOIBUS现场总线概述1.1工厂自动化网络结构（3）工厂管理层车间操作员工作站通过集线器与车间办公管理网连接，将车间生产数据送到车间管理层。
车间管理网作为工厂主网的一个子网，连接到厂区骨干网，将车间数据集成到工厂管理层。
工厂自动化网络结构如图1-1所示。
一、PRIFOIBUS现场总线概述1.1 工厂自动化网络结构图1-1工厂自动化网络结构一、PRIFOIBUS 现场总线概述1.2PROFIBUS的组成部分PROFIBUS已被纳入现场总线的国际标准1EC61158和欧洲标准EN50170,并于2001年被定为我国的国家标准JB/T1030.6 —2001。
PROFIBUS在1999年12月通过的IEC61156中称为Type3,PROFIBUS的基本部分称为PROFIBUS-V0.在2002年新版的IEC61156中增加了PROFIBUS-V1,PROFIBUS-V2和RS-485IS等内容。
新增的PROFInet规范作为IEC61158的Type10.一、PRIFOIBUS现场总线概述1.2PROFIBUS的组成部分ISO/OSI通信标准由七层组成，并分两类。
一类是面向用户的第五层到第七层，一类是面向网络的第一到到第四层。
第一到第四层描述了数据从一个地方传输到另一个地方，第五层到第七层给用户提供适当的方式访问网络系统。
PROFIBUS协议使用了ISO/OSI模型的第一层、第二层和第七层.一、PRIFOIBUS现场总线概述1.2PROFIBUS的组成部分从用户的角度看，PROFIBUS提供三种通信协议类型：PROF1BUS-FMS,PROF1BUS-DP和PROFIBUS-PA。
现场总线与工业以太网-ProfiBus通讯技术
ProfiBus通讯技术的概述
1
类型
按传输速度分为ProfiBus DP、ProfiBus PA和ProfiBus FMS三种类型。
2
特点
传输距离长、接口方便、可靠性高、实时性好、适用性强。
3
应用领域
广泛应用于工业自动化、过程自动化以及工控网络。
现场总线和工业以太网的区别
1 支持的节点类型不同
ProfiBus适用于工厂自动化现场的传感器、执行机构等自动控制设备，而工业以太网适用 于计算机网络中的各种数据传输节点。
身技术的改进和完善，与现有工业控制网络 相结合，不断满足不同行业的自动化需求。
方便的接口
标准的RS-485接口易于连接和维护。
适用性强
适用于多种设备和场合，能适应多变的现场环 境需求。
ProfiBus在工业自动化中的应用
生产过程中的控制
ProfiBus应用广泛，如轨道交通信号控制系统，飞机 发动机控制系统，生产过程中的各种控制以及机器 人控制平台等。
物流行业中的应用
Proபைடு நூலகம்iBus应用在物流行业中，如卷烟机设备、包装设 备、包卷设备和输送带设备。
ProfiBus的未来发展趋势
1
实现更高速率
为满足控制网络不断提升的数据传输速度和容量需求，ProfiBus正在不断研发设计更高速率的 新产品，比如ProfiNet IOC。
2
支持IEEE 802标准
正在开发能够支持IEEE 802标准的ProfiBus产品，以增强ProfiBus网络兼容性和互操作性。
现场总线与工业以太网ProfiBus通讯技术
现场总线与工业以太网是工业自动化领域中最常见的现场通讯技术。本次演 示将深入探讨其中最前沿的ProfiBus通讯技术。
基于PROFIBUS现场总线的控制系统通信技术研究
ｅ ｔ ｒ ｉｅ Ｉ ｔ ｉ ｐ ｅｒ ｈ ｉ ｐｌ ｎ ｅ ｐｒ ． ｓ ｎ ｈｓ ａｐ ｔ ｅ ｍ ｅｍｅｎ ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｏｍｍ ｕｎｃ ｔ ｉｔ ｒ ０ｎ ｅ ｔ ｄ ｔ ｔ ｏ ｏ ｃ ｉａ ｉ ｏｎ ｎ ｅ ｃ ｎ ｃ ｅ ｗｉ Ｐ ｔ ｈ ＲＯ Ｆ ＢＵＳ Ｉ ｐｒｔ ｃ ｂ — ｏ ｏ ｏｌ ｅ
将 这 些 节 点 及 它 们 的节 点 地 址 都 记 录 在 Ｌ ＡＳ（ 动 站 主 表 ） 。对 于 令 牌 管 理 而 言 ， 用 了两 个 地 址 概 念 ： Ｓ 中 使 Ｐ 节 点 （ 一 站 ） 地 址 ， 下 ～ 站 是 从 此 站 接 收 到 令 牌 前 的 即
系 统 中需 连 接 的 站 多 于 ３ ２时 ， 用 中 继 器 相 连 接 。使 使 用 中 继 器 可 以 实 现 树 型 和 星 型 总 线 结 构 。 Ｐ 采 用 Ａ ＩＣ １ ５ — Ｅ ８ ２连接 技 术 。 １ １２通 信 实 现 原 理 －． Ｐ ＲＯＦ Ｂ Ｉ ＵＳ使 用 混 合 的 总 线 存 取 控 制 机 制 来 实 现 Ｐ ＲＯＦＢ Ｉ ＵＳ通 信 ， 信 分 主站 和 从 站 。 主 站 间 的通 通 信 采 用 逻 辑 令 牌 传 递 方 式 通 信 ，拥 有 令 牌 的 主站 在 确 定 的 时 间 窗 口 内拥 有 总 线 控 制 权 ， 定 系统 的 通 信 ， 决 它 采 用 主— — 从 原 理 以轮 循 方 式 与从 站 通 信 ，同 时 采 用 循 环 或 非 循 环 报 文 实 现 主— — 主 通 信 。 系统 可 以 配 置 为 单 主— — 从 、 主 多 从 或 前 两 者 的 混 合 系 统 。 统 中 多 系 相 应 地 使 用 令 牌 总 线 程 序 和 主— — 从 完 数 据通 信 。
工业通信技术的发展
工业通信技术的发展
随着科技的不断进步和应用，工业通信技术也在不断发展。
工业通信技术是工业自动化的重要组成部分，可以通过网络将不同设备连接在一起，实现数据交换和控制。
最初的工业通信技术是基于模拟信号的，如4-20mA、0-10V等信号，但是这些信号的传输距离较短，且易受干扰。
随着数字信号的引入，工业通信技术得到了快速发展。
目前，常见的工业通信技术包括以太网、Profibus、Modbus等。
以太网是目前最常用的通信技术之一，它通过TCP/IP协议实现设备之间的通信。
以太网可以支持高速数据传输，且适用于复杂的工业控制系统。
Profibus是一种现场总线网络技术，它可以实现分布式控制，从而提高了生产线的可编程性和灵活性。
Modbus则是一种串行通信协议，它适用于小型控制系统，支持多种传输介质。
除了以上常见的工业通信技术，还有一些新兴的技术，如物联网技术和5G技术。
物联网技术可以将物理设备与互联网相连，实现设备之间的智能交互和数据共享。
5G技术则可以实现更高速的数据传输，为工业通信带来更多的可能性。
总之，工业通信技术的发展可以提高工业自动化的效率和质量，为工业生产带来更多的机遇和挑战。
- 1 -。
Profibus现场总线通信技术及其应用研究
０ 引 言
现 场 总线 技 术 的 开 发 目标 是 打 破 Ｄ Ｓ系统 孤 Ｃ
场总线技术的变频器通信原理及实现方法。 １ Ｐ ｏ ｂ ｓ 信 原 理 ｒｆ ｕ 通 ｉ
１ １ 总线拓 扑结 构 ． Ｐｏ ｂ ｓ ｒｆ ｕ 系统 有 ３种 总 线 拓 扑 结 构 ： Ｓ ８ 、 ｉ Ｒ ４ ５ 光
于发展 阶段 ， 术还 不成 熟 。 当前 在 国际上 有 影 响 技
纤 和 符 合 ＩＣ １８２ （ ｒ ｉ ｓ Ａ） 总 线 拓 扑 。 Ｅ １５ — Ｐｏｂ — ｆｕ Ｐ 的 Ｄ Ｐ ＭＳ采 用 Ｒ ４ ５连接 ， 信介 质 采 用 屏蔽 双绞 ＰＦ Ｓ８ 通 线 或光 缆 ， 信 距 离 从 １０～１２０ ｍ， 率 范 围为 通 ０ ０ 速
９ ｂ ｓ ２Ｍｂ ｓ 系统 中最大 站点 数为 １７个 ， ６ｋ ｐ ～１ ｐ 。 ２ 当
的现场 总线 标准很 多 （ 单是 １９ ９ ９年 ＩＣ组 织投 票通 Ｅ
立、 开放程度低的现状 ， 建立起不依赖任何厂商的开 放式控 制 系统 ， 建立 统一 的工 厂底 层信 息 网络 ， 并 任
何遵 守相 同标准 的不 同厂家 生产 的设 备均 可与 之连 接， 实现信 息交换 和互 可 操 作 ， 现 设 备 即插 即用 。 实 但是现 场 总线作 为 一 门新 兴 的控 制 技术 ， 目前 正 处
摘 要 ： 对 不 同厂 商 生产 的现场 总线设 备 ， Ｐｏ ｂ ｓＤ 针 以 ｒｆ ｕ— Ｐ工控 网为基 础 ， 讨 了现 场 总线 的拓 ｉ 探 扑 结构 ， 分析 了其 通信 机理 和链 接 方 式 ， 建 立 了基 于 Ｐ Ｃ 的主从 站 式 控 制 现 场 总 线 网络 。 阐述 并 Ｌ
文 献标 识码 ： Ａ
PROFIsafe—Profibus故障安全通信技术成为功能安全方面国家首例指导性技术文件
个 ＭｖＢ中。同一 组 寄存器 地址 的范 围、 整数 或
布尔量 的最 大数 及其 功 能代码 的关 系如 表 ３ 列 。 所
ＳＩ ＥＭＥＮｏ ｂ ｓ 障 安全 通 信 技 术 ｒｆ ｕ 故 ｉ
成 为功 能安 全 方 面 国家 首例 指 导 性技 术 文件
ＲＥＧＡＤＤＲ， ＮＯＯＦ ＤＳ， ＲＥ ＤＡＴＲＥＦＦ和 Ｂ ＴＲＥＦ Ｉ
参 数不 正 确 、 匹配 等 。只要 根 据 Ｍｏ ｂ ｓ调试 工 不 ｄｕ 具 提示 的错 误信息 ， 逐条 检查 ， 一定可 以排 除 网络 就 通 信 中出现 的问题 ， 保证 网络数据 畅通 。 Ｍｏ ｂ ｓ 议 网络方 便 了各异 构 系 统 的集 成 ， ｄｕ协 降低 了项 目投 资 ， 高 了项 目管理 水平 。 提
技 术 文 件 — — Ｇ ／ ０ ３ — ０ ７ Ｂ Ｚ２ ８ ０ ２ ０ 。
长 期 以来 ， 障 安 全通 信 技术 方 面 的任 务 只 能在 第 二 层 采 用 常 规 手 段 或 者 通 过 专 用 总 线 分 散 地 加 以 解 决 。这 使 得 应 用 故 于制 造 业 和 过 程 工 业 自动 化 的分 布 式现 场 总 线 Ｐｏｉｕ 的 生 存 空 间受 到 限 制 。１ ９ 德 国 Ｐ ｏｉ ｓ 户 组 织 （ ＮＯ 以 故 障 ｒｆ ｓ ｂ ９８年 ｒｆ ｕ 用 ｂ Ｐ ） 安全 技 术 的应 用 为 目标 ， 门设 立 了 一个 工 作 组 ， 手 制定 一 种 整 体 的 ， 专 着 开放 的解 决 方 案 。
维普资讯
石 油 化 工 自动 化
能码 之 间的关 系如 表 ２所列 。
表２ Ｃ Ｃ ＭＤ ＯＤ。Ｕ ＩＦ 。 Ｕ ＩＦ ２和 功 能 码 对 应 表 Ａ ＸＮ Ｏ１Ａ ＸＮ Ｏ
PROFIBUS技术培训第七部分PROFIBUS-FMS
连接FMS设备至Profibus网络
按照Profibus网络规范，将FMS设备正确接入Profibus网络，确保物理连接稳定可靠。
FMS设备的软件配置
安装FMS设备驱动程序
根据FMS设备的型号和操作系统，安装相应的驱动程序， 以确保设备与计算机之间的通信正常。
详细描述
某工厂采用Profibus-FMS技术，实现了生产线的自动化控制和信息交互。在系统配置阶段，根据生产工艺和设 备需求，进行了合理的站点规划和总线布局。优化过程中，针对实际运行中的问题，进行了参数调整和程序改进， 提高了系统的稳定性和效率。
案例二
总结词
通信故障排查
详细描述
某自动化生产线在使用Profibus-FMS通信时出现故障，表现为数据传输中断或异常。针对这一问题， 进行了故障排查，检查了硬件连接、网络配置和通信协议等方面。通过逐一排除故障因素，最终确定 了问题所在，并采取相应措施修复了通信故障，保障了生产线的正常运行。
FMS在Profibus技术中的地位
Profibus-FMS是Profibus技术中的一种通讯方式，与ProfibusDP（Device Protocol）和Profibus-PA（Process Automation）并列，共同构成了Profibus技术的三大通讯方式。
Profibus-FMS主要用于设备之间的信息交互和管理，能够实 现设备之间的数据共享、远程控制、故障诊断等功能，是工 业自动化系统中不可或缺的一部分。
定义：Profibus-FMS（Fieldbus Message Specification）是一种基于Profibus协议的通讯方式，用 于工业自动化系统中设备之间的信息交互。 支持多种传输速率和传输介质；
PROFIBUS现场总线介绍
PROFIBUS现场总线介绍
1.灵活性：PROFIBUS总线可以适用于各种不同的应用领域，包括制
造业、过程工业和建筑自动化等。
它可以连接多种类型的设备，如传感器、执行器、变频器等，灵活适配不同的现场设备。
2. 实时性：PROFIBUS总线的通信速度可以达到12 Mbps，能够满足
实时控制和数据传输的需求。
它具有低延迟和高响应性，适用于需要快速
响应的应用场景。
3.可靠性：PROFIBUS总线采用了差分传输技术和冗余机制，可以有
效抵抗干扰和噪声，提高通信的可靠性和稳定性。
它还具有故障检测和诊
断功能，可以及时发现和排除故障，保证系统的稳定运行。
4.易于集成：PROFIBUS总线可以轻松集成到现有的控制系统中，同
时也支持与其他通信网络的互连。
它提供了标准的数据交换和通信协议，
方便各种设备之间的互联和数据共享。
5.可扩展性：PROFIBUS总线可以支持多达126个从站设备，同时也
支持多个主站的配置。
这使得它能够适应不同规模和复杂度的现场自动化
系统，方便系统的扩展和升级。
在现场总线系统中，PROFIBUS总线还有两种主要的变种，即PROFIBUSDP和PROFIBUSPA。
总的来说，PROFIBUS是一种功能强大、性能优越的现场总线系统，
能够提供可靠的数据传输和实时控制功能。
它广泛应用于各种工业自动化
和过程控制领域，在提高生产效率和降低成本方面发挥了重要作用。
profibusdp总线原理
profibusdp总线原理Profibus-DP（Decentralized Periphery）是一种数字通信总线技术，用于在自动化系统中传输数据。
DP总线原理包括物理层、数据链路层和应用层。
物理层是DP总线的基础，主要负责传输数据的电气特性。
DP总线使用差分信号传输数据，即将数据编码成两个不同电平的信号，并通过两根导线传输，一根导线发射正信号，另一根导线发射负信号。
这种差分信号传输方式可以提高抗干扰能力，减少传输错误。
在数据链路层，DP总线使用一个叫做Master-Slave的协议。
Master是总线的主设备，而Slave是连接到总线上的从设备。
Master负责管理整个总线通信过程，包括发送数据请求和控制总线流程，而Slave则负责响应Master的请求，并发送数据给Master。
这个协议确保了DP总线上的设备能够按照预定的规则进行数据交换，实现可靠的数据传输。
在应用层，DP总线定义了一系列的通信服务和对象，用于处理不同设备之间的通信。
这些服务和对象包括读写操作、报警和事件传输、参数设置等，用于实现设备之间的数据交互和控制。
应用层还定义了不同设备之间的通信协议，如传感器-执行器协议，用于处理传感器和执行器之间的通信，以及步进控制协议，用于处理步进控制器和执行器之间的通信等。
除了以上的基本原理，DP总线还具有以下的特点：1.灵活性：DP总线可以连接多个设备，包括传感器、执行器、PLC等，通过总线进行数据传输和控制。
这种灵活性使得系统具有更好的扩展性和可配置性。
2.高效性：DP总线使用异步传输方式，可以同时进行多个通信过程，提高了通信效率。
此外，DP总线采用数据打包和压缩技术，减少了数据传输的开销，提高了总线的带宽利用率。
3.实时性：DP总线具有高实时性，可以在毫秒级别响应数据请求。
这对于实时控制和监测应用非常重要。
4.可靠性：DP总线采用先进的纠错技术和误码检测机制，可以确保数据的可靠传输。
profibusdp总线原理
profibusdp总线原理PROFIBUS-DP（Process Field Bus - Decentralized Peripherals）是一种用于分布式自动化控制系统的数字通信总线。
PROFIBUS-DP 是德国西门子公司于20世纪90年代早期推出的，已成为目前世界上使用最广泛的数字通信总线之一、下面将详细介绍 PROFIBUS-DP 总线原理。
PROFIBUS-DP 是一种半双工的串行通信系统，它能够提供480Mbps的通信速率。
PROFINET-DP 协议作为一种工业以太网，使用标准以太网物理层（10、100或1Gbps等），同时增加了实时性和对散射现场公差的支持。
PROFIBUS-DP&PROFINET-DP 以单主机和多从机的方式进行通信，它采用2线交流电源进行通信，具有高可靠性和实时性。
PROFIBUS-DP 主要由三部分组成：数据单元（Data unit）、传输单元（Transmission unit）和物理层（Physical layer）。
数据单元：数据单元是PROFIBUS-DP的核心部分，主要包括帧同步、检错和POW和CRC码生成器等功能。
它将用户数据封装成由地址、控制位、长度和内容组成的数据帧，并且对数据帧进行识别和定位，确保帧同步和完整性。
数据帧的地址用于确定目标设备的地址和呼叫方设备的地址，控制位用于指示数据帧的类型，长度字段表示数据帧的长度，而内容字段代表用户数据。
传输单元：传输单元负责帧的传输和接收，主要包括传输计时、检错以及缓冲区控制等功能。
传输单元使用异步通信方式，基本的传输速率为9600bps，并支持更高速率。
异步通信的时序控制是由传输单元中的着陆器、时钟和同步器之间的配合实现的。
传输单元还通过使用缓冲区管理机制来实现传输错误检测和纠正功能以确保数据的完整性和正确性。
物理层：物理层负责将数字信号转换为电信号，以便将信号传输到远程设备。
它靠着在两条电缆上传送电流的方式来实现数据信号的传递和电源的供应，使用橙边的电流互锁技术来抑制干扰。
PROFIBUS DP通讯协议说明
恒春CKD系列电动执行机构Profibus 通讯协议一、概述（1）PROFIBUS-DP 协议，符合：JB/T 10308.3-2005:《测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线》和IEC61158：《用于测量和控制的数字数据通信——用于工业控制系统的现场总线》中的第3部分：PROFIBUS 规范；（2）PROFIBUS国际组织（PI）的认证的PROFIBUS-DP接口模块HB_PB500驱动, 波特率自适应，具体通讯参数请查阅HBKJ0B9F.GSD文件。
二、主要技术特性：1、传输模式：PROFIBUS-DP 传输3、数据传输速率（波特率）Bit/s：（不使用中继器）4、设备地址：1～1255、数据格式：5.1、报文类型及帧格式总线信息的循环时间TMC:TMC=[Tsyn+Tidl+(2×9+输入数据字节+输出数据字节) ×11+TSDR] ×TBit×从站数=[33+75+(2×9+输入数据字节+输出数据字节) ×1+11] ×TBit×从站数TMC：总线信息的循环时间Tsyn：同步时间Tidl：主站再发信息间隔时间，典型值75 TBitTSDR：从站延时时间，典型值11 TBitTBit：位时间在CKD智能型电动执行机构（PROFIBUS－DP）中采用PROFIBUS-DP/V0协议实现主从站之间数据的周期性交换。
报文格式提供高等级的传输安全性，除使用SRD服务实现逻辑的点对点的数据传输外，还允许进行广播和群播通信的多点传输。
在广播通信中，一个主站发送信息给所有其它从站组或全体从站，数据交换过程是主站使用SDN服务对设定的从站组进行全局控制，此时没有响应报文。
其中：SD 起始定界符，用于区别不同的报文格式LE 数据长度，包括DA、SA、FC、DSAP、SSAP、DU在内的所有用户数据的长度LEr LE的重复SDr SD的重复DA 传输的目的地地址SA 传输帧的发起者的源地址FC 功能码域，用于标识本帧的类型DU 用户数据域，用于放置要“携带”的用户数据FCS 帧校验序列ED 终止定界符* 表示有主站系统自动配置数据。
PROFIBUS现场总线介绍
3. 适应本质安全区的安装。
12
4. 更高的安全性与有 效性。
5. 开放的国际标准， 投资安全。
13
有效性： 高速通信、GSD文件、行规等；
14
技术指标
DP/FMS的RS485传输技术。 PA采用IEC1158-2传输技术。 光纤（FO）传输技术。
15
DP/FMS传输速率
9.6Kbit/s~12Mbit/s之间。
• 简介 • 特点
• 技术指标 • 实现方法
PROFIBUS 现场总线介绍
PROFIBUS 1
由来
2
PROFIBUS国际组织(PI)现状
3
4
应用范围
5
协议特征
6
7
8
9
1. 规化、设计、安装简单，从而使 得这方面的成本降低很多。
特 点
10
2. 由于集中组态，建立系统简单，因此也便 于维护工作，从而节省许多维护费用，降 低了总体成本。
了解并用程序实现之； 5. 搭建一个调试与测试平台，需要有PROFIBUS 配置
有关的技术基础。
优缺点：优点是无需了解太多的PROFIBUS协议的细节； 成本
相对较高；缺点是开发周期与产品成本较高。
21
单片 机加
软件 技术局限性：
方案
1. 最高达12MBPS较难实现； 2. 字符无间应无空闲时间、最大应答时间、
主从备，总线上站点数最多为126。
诊断功能。
标准化GSD文件。
第三方产品的互操作性。
16
传输技术的比较
17
பைடு நூலகம்
实现方法
18
19
RSIC
解 决 方 案
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
profibus-DP和modbus两种通讯协议对比
profibus-DP和modbus是两种不同的通信协议。
【PROFIBUS】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。
★特点Profibus作为业界应用最广泛的现场总线技术，除具有一般总线的优点外还有自身的特点，具体表现如下：（1）最大传输信息长度为255B，最大数据长度为244B，典型长度为120B。
（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9.6Kb/s到12Mb/s不等。
（4）站点数取决于信号特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），最多127个站点带转发器。
（5）传输介质为屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。
（6）当用双绞线时，传输距离最长可达9.6km，用光纤时，最大传输长度为90km。
（7）传输技术为DP和FMS的RS-485传输、PA的IEC1158-2传输和光纤传输。
（8）采用单一的总线方位协议，包括主站之间的令牌传递与从站之间的主从方式。
（9）数据传输服务包括循环和非循环两类。
【Modbus】Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。
ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。
其系统结构既包括硬件、亦包括软件。
它可应用于各种数据采集和过程监控。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 二、 通过CPU集成DP口连接智能从站
CPU集成DP口与ET200M之间远程的通信
ET200系列是远程I／0站，为减少信号电缆的敷设，可以在设备 附近根据不同的要求放置不同类型的I／0站，如ET200M、ET200B、 ET200X、ET200S等，ET200M适合在远程站点I／0点数量较多的情 况下使用，我们将以ET200M为例介绍远程I／O的配置。主站为集成 DP接口的CPU，下面进行详细介绍。
设定为4，如图9-2所示，即把数字“4”左侧对应的开关拨向
BUS ADDRESS
右侧即可。如果设定PROFIBUS地址为6，则把“2”、“4”
ON
64
两个数字左侧对应的开关拨向右侧，依此类推。
32 16
8
4
向右拨
2）、在STEP7中新建一个“ET。先插入一个S7-300站，然后双击“Hardware”选项，
ProfiBus主要有三部分组成，包括：
1．由现场总线报文——ProfiBus-FMS 2．分布式外围设备——ProfiBus-DP 3．过程控制自动化——ProfiBus-PA
其它技术特点：
1．信号线可用设备电源线。 2．每条总线区段可连接32个设备，不同区段用中继器连接。 3．传输速率可在6kB/S～12MB/S间选择。 4．传输介质可以用金属双绞线或光纤。 5．提供通用的功能模块管理规范。 6．在一定范围内可实现相互操作。 7．提供系统通信管理软件(包括波形识别、速率识别和协议识 别等功能)。 8．提供244字节报文格式，提供通信接口的故障安全模式(当 IO故障时输出全为零)。
3、网络组态以及参数设置
SF
BF
1）、按图9-1连接CPU315C-2DP集成的DP接口与ET200M 的PROFIBUS-DP接口。先用MPI电缆将MPI卡CP5611连接到 ON
CPU315-2DP的MPI接口，对CPU315-2DP进行初始化，同时
对ET200M的“BUS ADDRESS”拨盘开关的PROFIBUS地址
进人“Hw config”窗口。点击“catalog”图标打开硬件目
DC24V
录，按硬件安装次序和订货号依次插人机架、电源、CPU等进
电源 输入
行硬件组态，如图9-3所示。
图9-2 ET200M的外形图
图9-3 CPU315-2DP RPROFIBUS网络配置
3）、插入CPU同时，弹出PROFIBUS组态界面。点击New 按钮，新建PROFIBUS（1），组态PROFIBUS站地址为2。 点击“Properties”按钮组态网络属性，选择“Network Settings”，界面如图“9-4”所示，点击“OK”按钮确认， 完成PROFIBUS网络创建，同时界面出现PROFIBUS网络。
图9-5 加载IM 153-1至PROFIBUS（1）网络过程示
• 1 ProfiBus通讯简介 • 2 S7-300PLC的ProfiBus通讯方法 • 3 多个S7-300之间的ProfiBUS通信实现
作为众多现场总线家族的成员之一，ProfiBus是在欧洲工业界 得到最广泛应用的一个现场总线标准，也是目前国际上通用的现 场总线标准之一。ProfiBus是属于单元级、现场级的SIMITAC网 络，适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的厂商 开发各自的符合ProfiBus协议的产品，这些产品可以连接在同一 个ProfiBus网络上。ProfiBus是一种电气网络，物理传输介质可 以是屏蔽双绞线、光纤、无线传输。
图9-4 PROFIBUS-DP的“Network Settings”的参数设置
4）、在PROFIBUS-DP选项中，通过左边的“PROFIBUSDP”→“ET200M”→“IM153-1”路径，选择接口模块IM1531，添加到PROFIBUS网络上，如图“9-5所示”。添加是通过拖 拽完成的，如果位置有效，则会在鼠标的箭头上出现“+”标记， 此时释放“IM 153-1”。在释放鼠标的同时，会弹出图9-6所示 对话框，进行IM153的PROFIBUS网络参数配置。图9-5 加载IM 153-1至PROFIBUS（1）网络过程示意，定义ET200M接口模块 IMl53-2的PROFIBUS站地址，组态的站地址必须与IMl53-2上拨 码开关设定的站地址相同，本例中站地址为4。然后组态ET200M 上I／O模块，设定I/O点的地址，ET200M的I／O地址区与中央扩 展的I／O地址区一致，不能冲突，本例中ET200M上组态了16点 输入和16点输出，开始地址为1，访问这些点时用I区和Q区，例 如输入点为I1.0，第一个输出点为Q1.0，实际使用时ET200M所 带的I/O模块就好象是集成在CPU 315-2DP上的一样，编程非常 简单。硬件组态结果见图9-7。
1、硬件连接
PG 带CP5611卡
输入 电源 315-2DP /
输出 模块
输入 输入 ET200M 或 或
输出 输出 模块 模块
ProfiBus总线连接
ProfiBus总线连接
图9-1 集成DP口CPU与ET200M硬件连 接
2、资源需求
• 带集成DP口的S7-300的CPU315-2DP作为主站。 • 从站为带I/O模块的ET200M。 • MPI网卡CP5611。 • ProfiBus总线连接器以及电缆。 • STEP7 V5.2系统设计软件
• 2.1 利用I/O口实现小于4个字节直接ProfiBus通信 • 2.2 系统功能SFC14、SFC15的ProfiBus通信应用 • 2.3 通过CP342-5实现ProfiBus通讯
利用I/O口实现小于4个字节直接ProfiBus通信
直接利用I/O口实现小于4个字节直接ProfiBus的通讯方法包 含两个方面的内容：⑴、用装载指令访问实际I/O口——比如主 站与ET200M扩展I/O口之间的通讯；⑵、用装载指令访问虚拟 I/O口——比如主站与智能从站的I/O口之间的通讯，下面分别予 以介绍。