PROFIBUS接口简介

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PROFIBUS 总线详解

PROFIBUS 总线简介及应用PROFIBUS 是一个用在自动化技术的现场总线标准，常用于PLC 与现场设备的数据通信和控制。

目前的PROFIBUS 可分为二种，分别是大多数人使用的PROFIBUS DP 和用在过程控制的PROFIBUS PA。

通信速率在9.6kb/s~12Mb/s。

PROFIBUS PA（过程自动化，Process Automation）应用在过程自动化系统中，由过程控制系统监控量测设备控制，是本质安全的通信协议，可适用于防爆区域（工业防爆危险区分类中的Ex-zone 0 及Ex-zone 1）。

PROFIBUS DP（分布式周边，Decentralized Peripherals）用在工厂自动化的应用中，可以由中央控制器控制许多的传感器及执行器，也可以利用标准或选用的诊断机能得知各模块的状态。

Profibus DP 是工业现场比较常用的总线形式。

Profibus DP 物理接口一般采用RS485形式，通信线缆包括RS485 的A 和B 两根数据线和一个屏蔽线。

因为Profibus DP 的通信速率较高(最高达12Mb/s),所以现场安装中一定要注意加入阻抗匹配，线缆尽量使用带有屏蔽的线缆。

DP 接头如下，红色的拨片就是匹配阻抗的开关，打到ON 及加入匹配电阻。

需要注意的是同一条Profibus 总线上，只能有两个DP 头打开阻抗匹配。

Profibus 由于其较快的通信速度和较强的故障诊断能力，在工业现场中的到非常广泛的应用。

然而在实际应用过程中，Profibus 总线总会出现一些不理想的情况。

如：1）PLC 控制器和其他需要通信的设备相距比较远，profibus 布线会比较长。

较长的电缆布线会使Profibus 信号不稳定，经常出现数据错误，丢包，设备掉线等情况，使整个系统运行很不稳定。

2）一些电磁干扰特别强的现场，采用电缆布线后也会出现Profibus 通信不稳定的情况。

PROFIBUS概述与应用

PROFIBUS概述与应用一、PROFIBUS的概述1 PROFIBUS现场总线技术的产生早在 20 世纪80年代中期，国外就提出了现场总线，但研究工作进展缓慢，且没有国际标准可以遵循。

直到1984 年，美国仪表协会（ISA ）下属的标准与实施组工作中的 ISA/SP50开始制订现场总线的标准。

1985 年国际电工委员会决定由 Proway Working Group负责现场总线体系结构与标准的研究工作。

1986 年德国开始制订过程现场总线（Process Fieldbus ）标准，简称为 PROFIBUS，由此拉开了现场总线标准制订和产品开发的序幕。

PROFIBUS 现场总线技术是德国国家科学技术部审视了数字技术发展的必然趋势以及德国工业经济对自控技术的需要，特别在规范化和开放性方面的要求，把它列为德国的国家科技研究项目，从1987 年开始集中了SIEMENS 等13 家公司和5家研究所的力量，按照ISO （国际标准化组织）OSI （开放系统互连参考模型）参考模型开始研究制订现场总线的德国国家标准。

经过两年多的努力，终于完成了制订工作，并于1989年4 月在DIN19245 中发表，成为德国国家现场总线标准。

同年12月一些自愿地在其产品中采用PROFIBUS标准的企业组成用户组织（PNO ），从而使这项标准得到进一步完善，相应的产品也不断地被开发、推广和应用。

1995 年PROFIBUS国际组织（PI）成立，1996年6月PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-DP 被批准为欧洲现场总线标准 EN50170 V.2,1998年PROFIBUS-PA被批准纳入EN50170 V.2,1999年成为国际标准IEC61158的组成部分。

PROFIBUS 现场总线技术是德国国家科学技术部审视了数字技术发展的必然趋势以及德国工业经济对自控技术的需要，特别在规范化和开放性方面的要求，把它列为德国的国家科技研究项目，从 1987 年开始集中了SIEMENS 等13 家公司和5家研究所的力量，按照 ISO （国际标准化组织）OSI （开放系统互连参考模型）参考模型开始研究制订现场总线的德国国家标准。

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;。

Profibus_DP概述

第七页，共47页。
应用层（第七层）及PROFIBUS行规
ISO/OSI参考模型的应用层提供用户需要的各种通信服务。 FMS使用LLI(Lower Layer Interface)实现连接的建立及监控。 S7是一种优化的协议，可以通过PROFIBUS实现编程监控等功能。 DP行规规定了相关应用的参数和行规的使用，使不同生产商的DP设备使用相同的标准。 1: NC/RC行规 2: 编码器行规 3：传动行规 4：操作员控制和过程监控行规
11 0 1 0
通过示波器可以监控信号传输的状态
第四页，共47页。
PROFIBUS
数据传输时的信号形状 •如果电缆过长，则信号开始变圆滑
第五页，共47页。
PROFIBUS
PROFIBUS 电器接口需要注意的问题
1:PROFIBUS接头问题
大于1.5M时，避免连接站的电容性负载引起的导线反射，需要使用附加轴向电感的总线接头。
PROFIBUS物理层支持光纤通信
第二页，共47页。
PROFIBUS总线段
5V
390Ohm
220Oh m
390Oh m
0V
……
5V
总线终端电阻开关
390Oh m
220Oh m
390Oh m
连PROFIBUS电缆
0V
第三页，共47页。
PROFIBUS
数据传输时的信号形状
B导线
二进制信号
A导线
10
PROFIBUS(RS485)使用的是屏蔽双绞电缆，PROFIBUS的第一层实现对称的数据传输，一个总线段的导线是屏蔽双绞电缆，段的两端各有一个终端电阻。
传输速率： 9.6Kbit/sec~12Mbit/sec

关于PROFIBUS 连接器的针脚定义及终端电阻的连接

PROFIBUS 连接器的针脚定义及终端电阻的连接1 PROFIBUS接口ROFIBUS接口是RS485串口，一般采用SUB-D female的接口，其管脚定义为：PROFIBUS总接线口和管脚定义一般CPU或者CP板卡都采用该接口。

该接口外部的金属部分一般连接到CPU或者CP的内部的“PE”。

而当CPU安装在底板上时，其“PE”与底板是连通的，此时如果将安装底板在电气柜内做接地处理，则该SUB-D接口的外部金属部分也是接地的。

2 PROFIBUS接线连接器及DP插头示意图2.1 PROFIBUS插头实际接法PROFIBUS插头用于连接PROFIBUS电缆和PROFIBUS的站点在PROFIBUS插头上，有一个进线孔（In）和一个出线孔（Out），分别连接至前一个站和后一个站。

当各站点通过插头连接以及网线连接到网络上时，根据RS485串口通讯的规范，每个物理网段支持32个物理设备，且在物理网段终端的站点应该设置终端电阻防止浪涌保证通讯质量。

而每个PROFIBUS插头上，都内置了终端电阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。

当终端电阻设置为“On”时，表示一个物理网段的终结，因此连接在出线端口“Out”后面的网段的信号也将被中断。

因此，在每个物理网段两个终端站点上的插头，需要将网线连接在进线口“In”，同时将终端电阻设置为“On”，而位于网段中间的站点，需要依次将网线连接在进线口“In”和出线口“Out”，同时将终端电阻设置为“Off”。

PROFIBUS插头的连接和设置需要注意的是，PROFIBUS插头有一种带编程口（PG口）的，建议至少每个网段的两个终端站点处的插头尽量使用带编程口的（如下图所示），便于系统的诊断和维护。

2.2 PROFIBUS总线连接器的实际图示2.3 终端电阻PROFIBUS电缆的两端应该连接终端电阻。

终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射在通信过程中，有两种原因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。

profibus总线接口

P**58PROFIBUS-FACTORY AUTOMATION11 (4)1.1 ..............................................................................................41.2 ..................................................................................................41.3 Profibus ..........................................................................................51.4 ..................................................................................................52 . (6)2.1...................................................................................62.1.1 ................................................................................................................62.1.2 (6)2.2 .................................................................................72.3 ........................................................................................82.4 ...............................................................................................82.5 ...............................................................83 .................................................................................................103.1 ...........................................................................................103.2 "Encoder Class" - .................................................................113.3 "Encoder Class" - ..............................................................124 Profibus Encoder Classes ...............................................134.1 (13)4.1.1 .................................................................................................................144.1.2 Class2 ...........................................................................................................144.1.3 .................................................................................................................144.1.4 .................................................................................................................144.1.5 ..............................................................................................................154.1.6 (15)4.2 (16)4.2.1 ..............................................................................................................164.2.2 . (16)5Encoder Class (17)5.1 (18)5.1.1 ...........................................................................................185.1.2 ......................................................................................................185.1.3 .........................................................................................................195.1.4 .........................................................................................................205.1.5 .........................................................................................................215.1.6 .................................................................................................................215.1.7 ......................................................................................................235.1.8 .....................................................................................................235.1.9.........................................................................................................245.2 (25)25.3 (26)5.3.1 ...................................................................................................265.3.2 TEACH-IN ......................................................................................................275.3.3 TEACH-IN ......................................................................................................275.3.4 .. (28)6 (29)6.1 .........................................................................................................296.2 (30)6.2.1 ...............................................................................................306.2.2 ................................................................................................................306.2.3 ................................................................................................................306.2.4 .....................................................................................................306.2.5 .............................................................................................................306.2.6 ........................................................................................................................316.2.7 ...............................................................................................316.2.8 ................................................................................................................316.2.9 ................................................................................................................316.2.10 ................................................................................................................316.2.11 .............................................................................................................316.2.12 ..................................................................................................326.2.13 ..............................................................................................326.2.14 ....................................................................................................................326.3 LED ....................................................................................337 ...................................................................................347.1 Gsd ...........................................................................................347.2 ........................................................................................357.3 ...........................................................................................367.4 ..................................................................................................367.5 ............................................................................................398 ...............................................................................................408.1 ...................................................................................................408.2 ...................................................................................................408.3 ...................................................................................................418.4 (42)8.4.1 .....................................................................................428.4.2 .....................................................................................438.4.3 . (44)9 (45)9.1 (45)3Koenigsberger Allee 87D-68307 Mannheim Phone +49 621 776-0Internet Fax +49 621 776-1000E-mail fa-info@Profibus 01/2004 3.0+49 7461-9298-041Profibus-DP Profibus Profibus1.1P**58D-63801 ISO 90011.265,536 1616,384 =14Profibus Profibus51.3ProfibusProfibus EN50170 EN50254 : DP , FMS, PA DP 12 MClass1 Class 2 PROFIBUS 3.062 PROFIBUS PROFIBUS Haid-und-Neu-strasse 776131 karisruhe: +49 721 9658-590 : +49 721 9658-589 : 1.46215 sub-D2.12.1.1Profibus x 10 x 1 1 99 "Set_slave_Add”2.1.2X72.2. Bus Out .⊥ B( ) B, BUS In A( ) A, BUS In -0V +10V ... 30V B( ) B, BUS Out A( ) A, BUS Out -0V +10V (30V)82.3•• 55 mm 50 mm • 5 mm • •• •2.4/2.593"Encoder Class""Encoder Class""Encoder Class""Class 1" "Class 2""Encoder Class""Encoder Class"Profibus "DDLM-Set-Prm"5.3" "-"DDLM-Data-Exchange modus" .3.13.2"Encoder Class" -Class 1 -16 -Class 1 -32 -Class 2 -16-16Class 2 -32-32P+F 2.1 -32/TEACH-IN( 32 )P+F 2.1 -32/TEACH-IN( 32 )P+F 2.2 -32/TEACH-IN( 32 )( 16P+F 2.2 -32/TEACH-IN( 32 )( 16 )3.3"Encoder Class" -→ →Class 1 D020810413Class 1 D120920Class 2 F024011Class 2 F124122P+F 2.1 F124122P+F 2.1 F124122P+F 2.2 F1D0241 208212517P+F 2.2F1D0241 2082124Profibus Encoder Classes"Encoder Class" Class1 Class 2 Profibus Profibus3.0624.11 ... 8Profibus9 0 4.1.1, 13Class 2 1 4.1.2, 142 4.1.3, 143 4.1.4, 1445Class 1 Class 2 6Class 1 Class 2 710 ... 13 / 4.1.5, 1414 ... 17 4.1.6, 1518 (25)26 Class 1 Class 2P+F 2.1 P+F 2.24.1.19 bit 0 (0 ) 4.1.2Class2Class2 Class 1 Class2 9 Bit1 4.1.34.1.4Class2 . 9, bit 00 1Class 1,9, bit 1Class 20 19, bit 30 14.1.54.1.6100 12800, 0 , 128 11799,7.4, 34光10111213 31 ... 2423 ... 1615 ... 87 0231 224223 216215 2827 2014151617 31 ... 2423 ... 1615 ... 87 0231 224223 216215 2827 2016384 16384< x ( )/ 16384 (16384 x ) / =4.2DDLM_Data_Exchange Class2 4.2.132 164.2.20 0EEPROM 40us 31Wordword 1word 0Fuction status bits actual process valueBit 3130292827262524232221201918171615141312111098765432100000000x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x xStatus bitsData bitsBit 313029282726252423222120191817161514131211109876543210Master →Encoder 0000000transfer of desired value ( = Presetvalue)Encoder →Master 0000000new = desired actual process value istransferred Master →Encoder 0000000reset Bit31 - normalmodeEncoder →Master0000000new = desired actual process value istransferred5Encoder ClassP+F 2.1 P+F 2.2 Profibus TEACH-IN1 ... 8Profibus9 0 4.1.1, 13Class 2 1 4.1.2, 142 4.1.3, 143 4.1.4, 1445Class 1 Class 2 6Class 1 Class 2 710 ... 13 / 4.1.5, 1414 ... 17 4.1.6, 1518 (25)265.1.3, 19 12 5.1.4, 203 5.1.5, 2045 5.1.6, 206 5.1.6, 2027 7 5.1.1, 18 27 ... 30 5.1.6, 20 31 ... 34 5.1.6, 20 35 ... 38 5.1.7, 215.14 5.1.1• 26 9 6 • 27 ... 39 26P+F 2.1 P+F 2.2 5.1.2390 1 5.1.8, 2223 4 5.1.9, 22 5 679, bit 6260 126, bit 727 (39)0 15.1.3 4.1.65.1.35.1.2•• •10111213 31 ... 2423 ... 1615 ... 87 0231 224223 216215 2827 207.4, 344.1.65.1.7 12 4096 5.1.426 2 "TEACH-IN" LED5.326, 026, 10010 ( 35 ... 38)126, 20 15.1.5Profibus : 5716"class 1"主 1626, 30 = 571 = 165.1.627 "1""0"" "26 5 626, 5126, 617.4, 3427282930 31 ... 2423 ... 1615 ... 87 0231 224223 216215 2827 2031323334 31 ... 2423 ... 1615 ... 87 0231 224223 216215 2827 205.1.7400 133.333" "12 4096 x 3 = 12,288400 400 12,288 400 4005.1.839 135363738 31 ... 2423 ... 1615 ... 87 0231 224223 216215 2827 207.4, 3439, 10 15.1.9P+F 2.239 4 54 5/ 00/100 10/10 01/ 115.2P+F 2.1 P+F 2.232 257F1 D0→ ++224223 ... 216215 ... 2827 ... 20215 ... 2827 (20)→ ++224223 ... 216215 ... 2827 (20)28 27 26 250 =1 =0 =1 =0 = = =1 = > <0 =1 =5.3"TEACH-IN"LED 26EEPROM EEPROM •• 5.1.4 • •• TEACH-IN •• TEACH-IN •• TEACH-IN • 5.3.128 0: / 1: 28EEPROMStatus bitsData bitsBit 313029282726252423222120191817161514131211109876543210Master →Encoder0001000changeover of direction of rotation via Bit 28Encoder →Master0000/1001rotary encoder acknowledged in Bit 0 and Bit 28 with new direction of rotation0/1Master →Encoder0000000changeover is ended by resetting Bit 28Encoder →Master0000/1x 01output of actual process value with modified direction of rotation5.3.2TEACH-INTEACH-IN5.3.3TEACH-INTEACH-IN 2047TEACH-INStatus bitsData bitsBit 313029282726252423222120191817161514131211109876543210Master →Encoder0100000start of TEACH-IN by setting Bit 30Encoder →Master010x x 01rotary encoder acknowledges start of TEACH-IN by setting Bit 30Master →Encoder0000000reset Bit 30Encoder →Master010x x 01output of uncalculated feedback value (gear factor = 1,Preset not active)1Status bitsData bitsBit 313029282726252423222120191817161514131211109876543210Master →Encoder0010000number of desired steps via measurement path traversed Encoder →Master011x x 01determination of overall resolution for new gear factor (should be noted for later reference)Master →Encoder0000000reset Bit 29Encoder →Master000x x 01output of actual value calculated with the new gear factorTEACH-INTEACH-IN5.1.25.1.34.1.15.3.44.2.2Encoder Class P+F2.1 P+F 2.2Status bits Data bitsBit313029282726252423222120191817161514131211109876543210 Master→1000000transfer of desired value (= Preset value)Encoder1000001new = desired actual process value is transferredEncoder→MasterMaster→0000000reset Bit 31 – normal modeEncoderEncoder0000001new = desired actual process value is transferred→Master66.1"DDLM_Slave_Diag"575.1.5Profibus 1 ... 6 71( ) 112( ) 213( ) 3141Profibus 5, 6171819110111 (141)15 (161)17218, 19220, 21222, 23224, 25226, 27228 (312)32 (352)36 (392)40 (432)44 (472)ASCII 48 (572)6.26.2.176.2.28 40146.2.3Dia其nosti干 O干t兴t 先干an b兴 us兴平 to qu兴ry op兴ratin其 param兴t兴rs t具at ar兴 s兴t by param兴t兴r assi其nm兴nt.011Class2236.2.4101016.2.511 (14)6.2.615 161 40966.2.720 4105 "1"6.2.824 25242515 ... 87 027 ... 2027 (20)6.2.926 27262715 ... 87 027 ... 2027 (20)6.2.1028 (31)6 0.16.2.1132 (35)6.2.1240 (43)6.2.1344 (47)6.2.1448 (57)6.3LEDLED LED LEDLED9 7LEDLED LED /1234540677CPU315-2DP Profibus7.1 GSDGSD "PFDG5046.gsd""HW config""Install new GSD"("PFDG5746.gsd") Array GSD"Profibus-DP"-"additional field devices"-"Encoders"-"Rotaryencoders"7.2Profibus "Insert"-"Insert object"主 Profibus7.33Profibus "rotary encoder"7.4"DP slave properties""Parameter assignment""Device-specific parameters"P+F 2.2 - STEP 7 32"1""64064"65536 129,600/65536 = 1,977539 → = 1 → 1129,600 - 1 x 65536 = 64,064 → = 64,064 → 64,064129,60000 01 FA 4000011FA 4064, 0647.5STEP 7"SFC 13" Profibus .4088.18.2DIN VDE 0160, III, II 10VDC ... 30VDC 2.5WEMC EN61000-6-4 EN 61000-6-212MBaud; 6MBaud; 3MBaud; 1.5MBaud; 500KBaud; 187.5KBaud; 93.75KBaud; 19.2KMBaud; 9.6MBaud : 8192 / : 65536 / : 4096 : 16,384± 2LSB/ 16 , ± 1LSB/ 13 , ± 0.5LSB/ 12 100KHz > 1056 mm 10 mm 10 mm20 mm: 40 N, : 110 N ≤ 3 Ncm 30 gcm 2>105 h 1000 min -112,000 min -1 (EN60068-2-27)≤ 100 g, 6 ms418.3(EN60068-2-6)≤ 10 g,10 Hz ... 2000 Hz550 g1100 g600 g1200 g-40°C ... 85°C -40°C ... 85°C 98 %( )IP65IP64 IP66428.48.4.1438.4.2448.4.34599.1))PROFIBUSTDOCT-0242_CN 06/2009。

PROFIBUS现场总线

RS-485总线段的结构
VP（6）
390Ohm
390Ohm
总线终端电阻开关
220Ohm
220Ohm
390Ohm
……
390Ohm
DGND（5）站点数 Max：32个
连接PROFIBUS电缆
1. 传输序列半双工、异步、无间隙同步 NRZ（不归零）编码 1个字符祯 = 1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验
PROFIBUS第1层的另一种类型是通过光纤导体中光的传输来传送数据。
站与站之间的距离最大到15km。用玻璃或塑料纤维制成的光纤电缆。玻璃光纤能处理的连接距离达到15km，而塑料光纤
只能达到80m（最新的塑料光纤能达到900m）。距离较远或电磁干扰较大时使用。
4.2.3 光纤传输技术（用于DP和FMS） 1.总线导线塑料纤维光纤，一般在百米以下使用玻璃纤维光纤，一般在千米以下使用
光纤总线终端）一个不带集成纤维光缆接头的PROFIBUS站或
一个RS-485段可以通过OBT连接到一个光纤电路。
4.3 PROFIBUS的总线存取控制机制
PROFIBUS(DP、FMS、PA)均使用一致的总线存取协议，通过模型的第2层来实现。
数据链路层(Fieldbus Data Link，FDL) ：保证数据可靠性技术、传输协议和报文处理。
PROFIBUS-PA的数据传输
4.2.2 用于PA的IEC61158-2传输技术 2. 传输电缆采用屏蔽/非屏蔽双绞线 4种电缆类型总线长度：200-1900米
3. PA的总线连接
4. 拓扑结构
Profibus-PA的网络拓扑树型、总线型和混合型

PROFIBUS-DP介绍

PROFIBUS技术是唯一可以满足两类通信应用（制造业和过程工业应用）的现场总线。
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一、PROFIBUS-DP简介
DP是Decentralized Periphery（分布式外部设备）的缩写。 PROFIBUS-DP（简称为DP)主要用于制造业自动化系统中单元级和现场级通信。特别适合PLC与现场级分布式I/O设备之间的快速循环效据交换。DP是PROFIBUS中应用最广的通信方式。
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三、PROFIBUS-DP设备的分类
PROFIBUS-DP网络的硬件由主站、从站、网络部件和网络组态与诊断工具组成。网络部件包括通信电缆、总线连接器、中继器、耦合器，以及用于连接串行通信、以太网、AS-i、 EIB等网络系统的网络连接器。
PROFIBUS-DP设备分为以下3种不同类型的站：
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4.2、PLC的PROFIBUS通信处理器
S7-200的PROFIBUS通信处理器为EM277，在网络中只能作从站。
S7-300的PROFIBUS通信处理器为CP342-5、CP343-5 和有光纤接口的CP 342-5 FO。
S7-400的PROFIBUS通信处理器为CP443-5基本型、CP 443-5扩展型、IM 467和IM467-FO。CP 443-5支持冗余的总线拓扑结构。
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3.3、DP从站
DP从站是PROFIBUS网络上的被动节点，用于输入信息的采集和输出信息的发送，DP从站只与它的DP主站交换用户数据，向主站报告本地诊断中断和过程中断。典型的从站设备是传感器、执行器和测量变送器。在DP通信过程中，从站是被动的。
非智能型的分布式I/O没有程序存储和程序执行功能，通信适配器或接口模块用来接收主站的指令，按主站指令驱动I/O，并将I/O输入及故障诊断等信息返回给主站。

浅析profibus现场总线的应用

浅析profibus现场总线的应用计算机技术, 网络技术和数字通信技术的迅速发展引起了工业自动控制系统结构的巨大变化。

Profibus作为一种由智能化设备组成的计算机网络，近年来，凭借其独特的优势已成为自动控制领域研究的热点，应用于众多领域。

在我国冶金工艺中，profibus现场总线主要应用在炼焦配煤优化系统、焦炉加热计算机控制及管理系统、烧结过程智能控制管理系统、烧结终点判断与智能控制系统、炼铁优化专家系统、高炉人工智能系统中，通过对这些子系统的控制，确保了整个冶金工作的自动化流程的实现。

1Profibus现场总线简介随着自动化工业发展，总线分布式机械臂控制系统在工业生产得到了广泛的应用，随着机器人自动化程度的提高，控制技术逐步增大，在工业生产环节的机械臂操作需要多个机械臂的相互协调工作，操作之间的机械需要总线控制，采用机器人实现流水工作，可以有效解决生产精密设备的工作，总线控制技术在工业控制中得到广泛应用，网络通信与信息管理在机器人工业控制中得到了应用，将分散测控设备组合成变成网络节点，融合成总线通信网络，实现设备之间的有效沟通信息、完成自控工作的网络系统与控制系统，CAN总线分布式机械臂控制是一种有效的实时控制，串行通信网络，具有性能搞、可靠强、实时交互便利的特点，被广泛用于控制系统中机械设备之间的数据通信与自动化仪器控制，主要考虑将高速实时处理与分布式工业控制领域中的高可靠性相结合。

PR0FIBUS现场总线是以开放式系统互联网络作为参考模型，采用的是德国国家标准DIN19245和欧洲EN50170现场总线标准，定义了物理传输特性、总线取协议和应用功能的一种计算机网络系统，由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、和PROFIBUS-FMS三个兼容部分组成。

Profibus-DP是一种高速低成本通信, 用于设备级控制系统与分散的I/O形式的通信；Profibus-PA是专为过程控制自动化设计的, 将传感器和执行机构接到一根总线上, 并具有本质安全规范，Profibus-FMS是具有令牌结构的监控网络、具有实时多主的特征。

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。

profibus与modbus的区别

profibus与modbus的区别一、Modbus协议Modbus协议最初由Modicon公司开发出来，在1979年末该公司成为施耐德自动化(Schneider Automation)部门的一部分，现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。

此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。

许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。

有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

当在网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。

如果需要回应，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。

Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。

此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。

标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。

Modbus的ASCII、RTU 协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。

二、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 (Fieldbus Message Specification )。

pfofibus教程1

I-Slave
ET 200B ET 200B ET 200M ET 200X或S7-300
使用该组态，来自DP从站的输入数据可以非常快速的传输到PROFIBUS DP子网中的智能DP从站。
一般来说，所有的简单DP从站以及其它智能DP从站可以使用选定的输入数据，并且将该数据用于DP从站之间的直接数据交换。这些数据只能由像CPU 315-2DP这样的智能DP从站所接收。
4、测试结果，可能会显示如下的消息：
“Wiring ok
(1R) OK
一个总线电阻
用于检测RS485总线电缆的BT200测试设备
测试PROFIBUS电缆：电缆断开/屏蔽层断开电缆之间或电缆和屏蔽层之间短路数据电缆断开/短路时的故障定位检测引起故障的反射电缆替换已安装电缆的长度
检查从站的可访问性：可访问从站的列表对单个从站的专间寻址
检查主站和从站的RS 485接口： RS 485驱动电缆端接器的电源 RTS信号显示PROFIBUS DP地址
PROFIBUS现场总线
1. PROFIBUS简介 2. PROFIBUS的特性 3. 基本特征 4. 总线访问方法 5. 智能从站（I slaves） 6. 传输介质 7. 总线电缆诊断
PROFIBUS简介
• 在具有少数几个站和具有现场设备的单元网络中，用于过程控制和现场通信的总线系统，以及用于符合IEC 61158/EN 50 170数据通信的总线系统。
无线连接红外线（15米以内） • 传输率
通过文本信息转换使不同厂商产品可通讯
9.6kbit/s至12Mbit/s(可调整)
包括用于PROFIBUS PA的31.25kbit/s（固定不可变）
• 节点数目

关于PROFIBUS 连接器的针脚定义及终端电阻的连接

该接口外部的金属部分一般连接到CPU或者CP的内部的“PE”。

而当CPU安装在底板上时，其“PE”与底板是连通的，此时如果将安装底板在电气柜内做接地处理，则该SUB-D接口的外部金属部分也是接地的。

而每个PROFIBUS插头上，都内置了终端电阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。

当终端电阻设置为“On”时，表示一个物理网段的终结，因此连接在出线端口“Out”后面的网段的信号也将被中断。

2.2 PROFIBUS总线连接器的实际图示2.3 终端电阻PROFIBUS电缆的两端应该连接终端电阻。

终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射在通信过程中，有两种原因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。

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。

现场总线技术-4-Profibus

Pressure
Temperatur e Leve
l
4.2.3 光纤传输技术（用于DP和FMS）
PROFIBUS第1层的另一种类型是通过光纤导体中光的
传输来传送数据。
站与站之间的距离最大到15km。用玻璃或塑料纤维制成的光纤电缆。玻璃光纤能处理的连接距离达到15km，而塑料光纤
连接PROFIBUS电缆
1. 传输序列
半双工、异步、无间隙同步 NRZ（不归零）编码 1个字符祯 = 1个起始位、8个数据位、1个奇偶校验
位、1个停止位
二进制 “1” 对应于RXD/TXD-P线上的正电位，而在
RXD/TXD-N线上为负电位
各报文之间的空闲（idle）状态对应于二进制的
4种电缆类型
总线长度：200-1900米
3. PA的总线连接
4. 拓扑结构 Profibus-PA的网络拓扑
树型、总线型和混合型
4. 拓扑结构
树型结构是典型的现场安装技术，现场分配
器负责连接现场设备与主干总线，所有连接在现场总线上的设备通过现场分配器进行并行切换。
4.2.1 用于DP和FMS的RS-485传输技术
4.2.2 用于PA的IEC61158-2传输技术
4.2.3 光纤传输技术
4.2.1 用于DP和FMS的RS-485传输技术
Profibus最常用的传输技术采用屏蔽双绞电缆连接（符合EIA RS-485标准)
总线段的两端各有一个终端器
现场设备 I 控制室现场多路分配器 I IEC61158-2 I 现场设备终端电阻非本质安全区本质安全区 PROFIBUS-PA/ 终端电阻 I 现场设备 I 现场设备

PROFIBUS现场总线介绍

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3. 适应本质安全区的安装。
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4. 更高的安全性与有效性。
5. 开放的国际标准，投资安全。
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有效性：高速通信、GSD文件、行规等；
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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
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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。
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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。
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传输技术的比较
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பைடு நூலகம்
实现方法
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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通讯接口板调试说明

PROFIBUS通讯接口板(xCU-DP_CB)调试说明XHG2.908.052-DS设计： _____________ 校对： _____________ 审核： _____________ 标准检查：_____________ 审定： _____________ 批准： _____________新华控制技术(集团)有限公司PROFIBUS通讯接口板 (xCU-DP_CB)调试说明XHG2.908.052-DS1、概述PROFIBUS通讯接口板 (xCU-DP_CB，XHG2.908.052)安装于xCU内，实现与下位机（xCC-DP 通讯模块）之间的通讯链接。

2、PROFIBUS通讯接口板简图图2-1、PROFIBUS通讯接口板简图图中B1是PC104接口插针，可与xCU-DP_PWR板相连；P8是9芯D型插，可接插PROFIBUS通讯电缆。

3、调试3.1、准备工作(1)、设备准备24V直流稳压电源 1台xCU-DP(调试完好) 2套双机切换电缆 1根PC机(预装XDC MMI软件) 1台xCC-DP 1块XDC I/O模块若干网线、PROFIBUS通讯电缆若干(2)、用万用表测量板上C7、C32电容两端电阻，确认无短路。

3.2、CPLD烧录说明(1)、安装软件Xilinx ISE 6。

(2)、正确的将CPLD烧录线连接到PC机并口和CPLD，其中连接CPLD一端应插入板上JTAG插座，烧录线红线应对准“▼”标记处，然后上电。

(3)、PC机上运行impact程序。

弹出选项全部选择“下一步”。

(4)、点击鼠标右健弹出菜单，选择Add Xilinx Device，选择jed目标文件(XHG2.908.051LG)。

(5)、点中器件，器件会变为绿色，然后点击鼠标右键弹出菜单，运行Program进行烧录（见图3-2），出现蓝色Success字样表明烧录成功。

图3-1、impact程序界面图3-2、impact程序烧录界面3.3、将预备好的一套xCU-DP中的PROFIBUS通讯接口板拔下，换装待调试的PROFIBUS通讯接口板(以下称该xCU-DP为X2)，并连接好PROFIBUS通讯电缆、PROFIBUS主站模块配置电缆(标准RS232电缆，一端连接xCU-DP中电源板的P5口，一端连接PC机串口)、网线、PROFIBUS双机切换电缆，上电，下装I/O配置信息(见3.4节)，并做如下几项测试：(1)、从PC机上打开自检，观察X2是否正常开启，下挂的I/O模块通讯是否正常。