profibus习题及答案

1.查阅资料比较CAN、FF、PROFIBUS总线的实际应用情况包括应用领域、特点、趋势？

答：CAN总线能提高系统的可靠性、实时性及灵活性，世界上主要的汽车制造厂商都采用CAN总线作为数据通信系统，目前已发展成为汽车电子系统的主流总线，目前是为数不多的国际标准现场总线。目前其技术比较成熟，控制芯片已经商品化，NXP，TI，意法，Atmel等各大主流的芯片制造商，都集成了一个或多个CAN总线控制器，由此形成了一定的价格优势。

由于其高性能，高可靠及独特的设计，在现代分布式测量与控制技术领域的应用愈加广泛，在铁路、交通、自控、仪表、航空航海、机械工业等领域逐步提高了市场范围。

基金会现场总线FF是一个国际性的协会组织，有100多个会员单位，包括Foxboro、横河电机、ABB, Siemens等全球主要的过程控制供应商与最终用户。FF物理介质支持双绞线、光缆和无线发射。协议符合IEC61158-2标准。其物理介质的传输信号采用曼彻斯特编码。由于世界上大的仪表公司与用户都参加了FF，因此FF开发的现场总线产品在品种与性能上都能满足控制要求，选择范围比较广，使用方便并且价格合理。FF能实现产品的可互操作性与可互换性。功能块比较完全，用户组网及使用都比较方便。并且留有空间，可供用户开发具有独特功能的功能块。产品开发、试验及推广实力雄厚，考虑完善，产品的可靠性与实用性较高。FF总线由于其本质安全以及易于集成、便于开发、网络协议完善等特点，广泛应用于工业自动化和过程自动化领域，特别是仪表领域。在过程自动化领域中，FF 总线的市场份额占有并仍将占用巨大优势。

PROFIBUS由三部分组成，即PROFIBUS-FMS(现场总线报文规范)、PEOFIBUS-DP(分散型外围设备)及PROFIBUS -PA(过程自动化)。其中，PROFIBUS -DP是专门为自动控制系统与分散I/0的设备级之间进行通信使用的。PROFIBUS-PA是专门为过程自动化设计的，可使传感器和执行器接在同一根公用的总线上，甚至在本质安全区也可接上。根据IEC1158-2国际标准，PROFIBS -PA用双线进行总线供电和数据通信。PROFIBUS-FMS用来解决车间级通用性通信任务。FMS提供强有力的通信服务，用于完成中等传输速度的循环和非循环的通信任务。PROFIBUS现场总线技术投放时间较长，因而它的渗透领域比较宽广，并且它对OSI标准的第三层到第七层进行了简化，这种结构确保了数据传输的快速和有效进行，适应性更强，同时有稳定的标准及全世界许多厂家的支持和应用，拥有全球最多的供货厂商数。目前市场份额占欧洲首位，而且PROFIBUS总线产品在市场份额中的占有率以每年25%的增长率增长，在国内PROFIBUS第一个取得国标GB/T 10308.3-2001,目前国内占有率最高，可以预见未来几年依然起主导作用，有望成为在国际上推广速度最快、用户最多、应用范围最广及最有发展前景的现场总线。

2.比较RS485与RS232协议的区别

答：RS232：

（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。

（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

（4）传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。

RS485：

（1）逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。

（2） RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

（3）RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。

（4） RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。

3.为什么有的书籍里描述Profibus中DU数据域的数据长度最大为244而不是246？

答：Profibus中DU数据域的最大长度是246字节，但是由于最开始的两个字节是DSAP 和SSAP，作为扩展地址使用，因此用户可以使用的用户数据部分最大为244个字节。

4.CAN、FF、总线技术在主从结构上分别采取什么形式？

答：CAN总线上的节点不分主从。

FF总线上可以有多个链路主设备和多个基本设备，但是同一个网段上只有一个LAS，由LAS按照预定的时间调度表对总线进行控制，只有得到LAS许可的设备才可以在总线上传输数据。

Profibus总线可以有多个主站和多个从站，主站以令牌环的方式取得对总线的控制权，并按照轮询表与下属的从站进行通信。

5.描述PROFIBUS中1类主站与2类主站的功能

答：1类主站功能是控制若干从站、完成总线通信控制与管理，2类主站的作用是管理1类主站的组态数据和诊断数据，也可以完成1类主站的通信任务。用于完成各站点的数据读写、系统组态、监视、故障诊断等。

6.Profibus包含哪三个子集，分别针对哪种应用？

答：包含Profibus-DP,Profibus-PA,Profibus-FMS。

Profibus-DP,用于现场层的高速数据传送。在这一级，中央处理器（如PLC，PC）通过高速串行线同分散的现场设备（i/0，驱动器、阀门等）进行通讯。

Profibus-PA 适用于Profibus过程自动化。PA 将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来，并可用来替代4-20mA的模拟技术。

Profibus-FMS的设计旨在解决车间监控级通信任务，提供大量的通信服务。可编程序控制器（如如PLC，PC机等）之间需要比现场层更大量的数据传送，用以完成中等传输速度进行的循环与非循环的通信服务，但通信的实时性要求低于现场层。

7.为什么一个Profibus网络上的设备个数为126而不是127个？

答：Profibus的地址域中低7位表示实际的地址，在0~127间，其中的127作为广播地址保留，而地址126则是作为初始化时的默认现场设备地址。在一个Profibus系统进入运行状态之前必须预先赋给各个站点一个明确的地址。这样在实际运行状态下，在一个网段中最多只能有126个站点（0~125）

8.描述Profibus协议的令牌传递方式。

答：Profibus属于令牌总线网。Profibus把总线上一些智能程度高的节点（像PLC）设置为主站，智能程度低的节点（像仪表、执行器）设为从站。构成逻辑上的令牌环的节点只