ProfiBus通讯原理详解
ProfibusDP数据传递通信原理
简单Profibus/DP实验系统的组建引言：为了让更多刚接触到Profibus系统的朋友能对Profibus的网络架构及系统运行机制有一个整体的认识，笔者根据自身的运用经历编写这篇文章，以期望能带领各位读者快速进入到Profibus的世界。
本文所采用的系统是Siemens S7 300的CPU，加上ET200M并带AI和DI 模块，另加一Siemens MMX420变频器带Profibus接口板组成。
系统的目的是实五、PLC编程当网络组态工作正确完成之后，接下来继续进行PLC端梯形图的编程，S7 Manager提供了强大的PLC编程系统。
我们的任务是编写一个简单的梯形图程序，以能过ET200M上的DI和AI模块来对MMX Drives进行操作及参数访问。
DI模块用来对变频器进行启动，停止，正向，反向等控制操作，AI模块用来设定变频器的频率。
回到S7 Manager的主窗口，因为在Configure的过程中，我们已经加入了S7-300的CPU系统，故在右边的列表里已经多了一个CPU 315-2 DP。
现远程控制变频器启动，停止，及频率给定的操作，并实现变频器参数的访问。
按右图所示的路径点开列表，在最后的Blocks里面，有一个OB1，这是PLC主程序的入口模块，一般的程序都在此模块中进行设计，PLC程序也从此模块开始调用执行。
OB1模块打开，如图所示。
这时便可以在此窗口进行PLC程序的设计。
有关S7-300PLC 的指令列表请参阅详细的手册，在此不再详述。
梯形图是一种最直观的PLC程序设计语言，使用即方便也便于维护。
我们先产生一个永远为True的变量M0.0。
梯形图程序必须存在一个Input和一个Output，故我们在很多地方会使用M0.0来作为永远为True的Input。
现在我们要实现变频器的启动操作，根据ET200M模块上挂接的DI模块，确定其输入端子上的接线方法，然后接上数字输入信号。
SM321 DI模块使用24VDC 信号输入。
profibus通讯协议
profibus通讯协议Profibus通讯协议。
Profibus是一种用于工业自动化领域的通讯协议，它是一种开放的标准，被广泛应用于工业控制系统中。
Profibus通讯协议的出现，为工业自动化领域的通讯提供了更加可靠和高效的解决方案。
本文将从Profibus通讯协议的基本原理、应用领域以及未来发展趋势等方面进行介绍。
首先，我们来了解一下Profibus通讯协议的基本原理。
Profibus是一种基于现场总线的通讯协议，它采用了现场总线技术，可以实现在工业控制系统中的各个设备之间进行数据通讯。
Profibus通讯协议采用了主-从结构，通过主站和从站之间的通讯实现数据的传输和控制。
同时，Profibus通讯协议还支持多种传输介质，包括RS-485、光纤等，可以满足不同工业环境下的通讯需求。
其次，Profibus通讯协议在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以应用于工业控制系统中的各种设备，如PLC、传感器、执行器等，实现它们之间的数据通讯和控制。
同时，Profibus通讯协议还可以应用于过程控制系统、制造执行系统等领域，为工业自动化系统的通讯提供了可靠的解决方案。
在工业现场布线中，Profibus通讯协议也有着较好的抗干扰能力，能够适应复杂的工业环境。
最后，我们来看一下Profibus通讯协议的未来发展趋势。
随着工业自动化的不断发展，对通讯协议的要求也越来越高，希望能够实现更加高效、可靠的通讯。
因此，Profibus通讯协议在未来的发展中，可能会面临着更高的性能要求和更广泛的应用场景。
同时，随着工业互联网的发展，Profibus通讯协议可能会与互联网技术相结合，实现工业设备之间的更加智能化的通讯和控制。
总的来说，Profibus通讯协议作为一种用于工业自动化领域的通讯协议，具有着较好的稳定性和可靠性，被广泛应用于工业控制系统中。
在未来的发展中，Profibus通讯协议可能会面临着更高的性能要求和更广泛的应用场景，但它依然会是工业自动化领域中重要的通讯协议之一。
《PROFIBUS总线》课件
楼宇自动化
Profibus用于智能建筑和楼宇自动化系统，实现 照明、空调、安防等系统的集中控制和管理。
PART 02
Profibus总线的工作原 理
REPORTING
数据传输方式
串行通信
Profibus总线采用串行通信方式，数 据在总线上按位传输，按顺序排列。
Profibus总线技术将不断完善行业标准与规范，促进 技术的普及和应用。
详细描述
为了推动Profibus总线技术的普及和应用，相关的行 业标准和规范将不断完善，以确保技术的可靠性和互 操作性，同时也有助于技术的推广和交流。
THANKS
感谢观看
REPORTING
异步传输
Profibus总线采用异步传输方式，数 据传输速率可变，不受时钟信号控制 。
通信协议
主从结构
Profibus总线采用主从通信协议，主设备发起通信请求，从设备响应请求并发送数据。
寻址机制
Profibus总线采用寻址机制，主设备通过地址码选择从设备进行通信。
总线拓扑结构
线形结构
Profibus总线可以采用线形结构，设备串 联在总线上，首尾设备可连接至总线。
应用领域的拓展
总结词
Profibus总线技术的应用领域将不断拓展，从传统的制 造业向其他行业延伸。
详细描述
随着技术的进步和应用需求的增长，Profibus总线技术 的应用领域将不再局限于传统的制造业，而是向能源、 环保、城市管理等领域拓展，实现更广泛的自动化控制 和数据交互。
行业标准与规范
总结词
VS
树形结构
Profibus总线也可以采用树形结构，设备 并联在总线上，分支可连接至总线。
《PROFIBUS总线》PPT课件
8>使用半双工传输； 9>地址定义范围为:0～127； 10>使用两类站:主站 <主动站,具有总线存取控制权
>和从站 <被动站,没有总线存取控制权>； 11>总线存取基于混合、分散、集中3种方式； 12>数据传输服务有两类: 非循环的:有/无应答要求的发送数据;有应答要求的
发送和请求数据. 循环的 <轮询>:有应答要求的发送和请求数据.
〔1〕NC/RC行规 <3.052>:机床和装配机器人
〔2〕编码器行规 <3.062>:回转式、转角式 和线性编码器与PROFlBUS-DP的连接.
〔3〕变速传动行规 <3.071>:传动技术设备 生产厂商共同制定了PROFIDRIVE行规.
〔4〕操作员控制和过程监视行规 <HMI>:通 过PROFIBUS-DP与更高一级自动化部件的连
PROFIBUS通信模型
第三节 PROFIBUS的通信模型
一、物理层 1.DP/FMS<RS-485>的物理层 2.DP/FMS<光缆>的物理层 3.PA的物理层
1.DP/FMS<RS-485>的物理层
屏蔽双绞电缆符合EIA RS-485标准<也称 H2>
总线段的两端各有一个终端器 传输速率从9.6kbit/s到12Mbit/s可选
组成部分 <TYPEIII>； 20XX成为中国的机械行业标准/T10308-3-
2001.
PROFIBUS由以下三个兼容部分组成: 1.PROFIBUS-DP 用于传感器和执行器级的高速数据传输,它以
DIN19245的第三部分为基础,根据其所需要达 到的目标对通信功能加以扩充,DP的传输速率 可达12Mbit/s,一般构成单主站系统,主站、 从站间采用循环数据传输方式工作.
第5章 PROFIBUS通信原理资料
8
2020/9/10
现场总线原理及应用
4.1 PROFIBUS的通信模型
4.1.1 PROFIBUS协议组成 4.1.2 PROFIBUS 的通信模型概述 4.1.3 PROFIBUS 的通信方式概述
9
2020/9/10
现场总线原理及应用
4.1.2 PROFIBUS 通信协议模型
10
2020/9/10
32
2020/9/10
现场总线原理及应用
4.3.2 PROFIBUS数据链路层服务
1.发送数据需应答（SDA）
2.发送数据无需应答（SDN）
3.发送并请求数据需回答（SRD）
4.循环地发送并请求数据需回答（CSRD）
33
2020/9/10
现场总线原理及应用
4.3.2 PROFIBUS数据链路层提供的数据传输服务
20
2020/9/10
现场总线原理及应用
4.2.1 FMS/DP 的物理层
21
2020/9/10
现场总线原理及应用
4.2.1 FMS/DP 的物理层 三、拓扑结构
PROFIBUS网络的拓扑结构可以采用总线型、环形以及 冗余等结构。使用双绞线作为传输介质时，一般采用总线 型结构。
22
2020/9/10
29
2020/9/10
现场总线原理及应用
4.3.1 PROFIBUS数据链路层概述
数据链路可以粗略地理解为数据通道。物理层要为终端 设备间的数据通信提供传输媒体及其连接。媒体是长期的， 连接是有生存期的。在连接生存期内，收发两端可以进行 不等的一次或多次数据通信。每次通信都要经过建立通信 联络和拆除通信联络的过程。这种建立起来的数据收发关 系就叫做数据链路.。
第6讲 PROFIBUS-DP从站之间的DX方式通讯
插入工作站 分别插入一个主站（命名为“Master”）、一个接收数据 的从站（命名为“Rec_Slave”）和一个发送数据的从站（命 名为“Send_Slave” 。
三、组态发送数据的从站
①选择 PROFIBUS-DP 站点地址
②点击新建按钮，建立网络
③选择波特率 ④选择行规
⑤确认
三、组态发送数据的从站
在接收从站的OB1中调用SFC14
七、编写读写程序
在发送从站的OB1中调用SFC15
下面用STEP软件进行组态。
创建数据交换区
四、组态DP主站
按照上述方法组态主站： CPU 选用CPU 314C -2DP ，将 PROFIBUS地址设为2，波特率设为1.5Mbit/s，行规设为DP。 在DP属性设置对话框中，切换到“Operating Mode”标签，选 择“DP Master”操作模式。
五、连接从站
在硬件组态窗口中，打开硬件目录，选择“PROFIBUS DP”→“Configured Stations”子目录，将CPU 31x拖拽到连接 主站CPU集成DP接口的PROFIBUS总线符号上，这时会同时弹出 DP从站连接属性对话框，选择所要连接的从站后，点击“连 接”按钮确认。
六、组态接收数据的从站
建立DX和DS数据区
六、组态接收数据的从站
组态完该从站后，再打开主站的硬件组态窗口，将第二 个从站挂到PROFIBUS总线上去。点击“连接”按钮，建立主 从站的链接。设定主站与从站的地址对应关系，并将数据一 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 性选为ALL。
完成后的PROFIBUS总线系统
七、编写读写程序
在插入该从站CPU时创建PROFIBUS网络，注意将PROFIBUS 地址设为4 ，波特率设为 1.5 Mbit/s ，行规设为DP。并在 Configuration页面中新建两个数据交换区，分别设置为MS （主-从）模式和DX（直接交换）模式。设定DX模式下的通讯 交换区时，需要设定发送数据从站的站地址，本例为3。 本例在接收数据的从站中配置了2个数据区，分别与发送 数据的从站和DP主站建立如下的数据交换关系：
如何通过Profibus总线与ABB变频器实现S7—300的通信原理与实现方法
如何通过Profibus总线与ABB变频器实现S7—300的通信原理与实现方法摘要：随着我国国民经济与科学技术的不断发展，现场总线控制系统集成技术的地位不断上升，作为现场总线控制系统集成的一个重要组成部分，通讯问题也成为了当今社会广泛关注的热点问题之一，本文对通过PROFIBUS总线与ABB变频器实现S7-300的通讯原理与实现方法进行探讨，并且结合相应实例开始分析，以期为该项技术的发展提供相应的帮助。
关键词：Profibus总线;ABB变频器;S7-300;分析研究前言目前，PROFIBUS在工控系统中占有着相当重要的地位，并且在各行各业都有着应用，因为其能实现上位操作，并且将传统开关触电的接触方式进行修改，使得在生产建设过程中对设备的控制速度以及准确度也相应的得到了提高，并且能对变频器的重要运行数据时时进行监控，及时的对变频器出现的问题进行警示，维修人员会根据这些警示数据对变频器进行维修，确保了生产过程的顺利进行，对于我国的经济建设有着重大的意义。
1.PROFIBUS-DP现场总线的起重机控制网络系统分析讨论1.1PROFIBUS的通讯实现原理PROFIBUS通讯主要分为主站以及从站，通过混合的总线存取控制机制来保证PROFIBUS的正常通讯，主站与主站间互相发送逻辑令牌来完成传递，一旦主站拥有了逻辑令牌，那么就等于这个主站在这个时间段内拥有了总线的控制权，进而决定整个系统的通讯，通过主站到从站的循环方式和从站之间进行信息交流。
1.2PROFIBUS-DP现场总线的起重机控制网络系统的组成PROFIBUS-DP现场总线的起重机控制网络系统主要由两个从站，一个上位机以及一个SIMATICS7-300/400PLC通过一些辅助设备进行连接而成[1]。
其中上位机采用的是SIEMENS公司生产的工控机，并且使用CP5611接口卡将PROFIBUS与工控机相连接，因此，上位机能够实现现场总线的操作以及运行等功能的网络系统控制。
profibus总线原理
profibus总线原理
Profibus是一种常用的工业领域数字通信总线技术，其采用主/
从结构的通信方式。
下面将介绍Profibus总线的原理。
Profibus总线采用了串行的通信方式，数据通过总线以二进制
的形式传输。
在Profibus总线中，主站负责控制通信过程，从
站负责接收并响应主站的指令。
在通信开始时，主站会发出一个帧同步序列，用于同步所有从站的时钟。
接着，主站发送一个许可帧，从站收到许可帧后开始准备发送数据。
主站会根据需要发送一帧或多帧的数据，每一帧都包含有关目标从站和传输数据的信息。
从站在收到数据后，会进行CRC校验，以确保数据传输的准
确性。
如果校验通过，从站会发送一个确认帧通知主站数据已经接收成功。
如果校验不通过，主站会请求从站重传数据。
当所有数据传输完成后，主站会发送一个结束帧，用于通知从站数据传输的结束。
从站收到结束帧后，会进行确认，并准备接收下一次的通信。
Profibus总线基于CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）
的冲突检测机制，即在数据传输过程中，节点会对总线上的信号进行监听，如果有多个节点同时发送数据，就会发生冲突。
当发生冲突时，节点会停止发送，并等待一个随机时间后再重新发送。
这样可以避免多个节点同时发送数据导致的干扰问题。
总的来说，Profibus总线通过主/从结构、帧同步序列、CRC 校验和CSMA/CD机制实现了可靠的工业领域通信。
它被广泛应用于自动化系统、工厂自动化、过程控制等领域，提高了工业生产的效率和安全性。
ProfiBus通讯原理【2024版】
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 簇
工厂自动化
PROFIBUS-DP RS 485 / FO
- 即 插 即 用 - 高 效、廉 价
DP的协议结构
PA的协议结构
PA主要应用于过程控制领域，可以把测量变送器、阀门、执行机构用一根总线连接起来 PA数据传输采用扩展的DP协议，只是在上层增加了描述现场设备行为的PA行规 简单的说，PA就相当于DP通信协议加上最适合现场仪表的传输协议IEC1158-2 根据IEC1158-2标准，PA可通过总线给现场设备供电，并可确保数据传输的本质安全性 当使用分段耦合器，PA装置能很方便的连接到DP网络
DP- 行规
RS-485 / 光纤
DP 基本功能
FMS的协议结构
FMS定义了物理层、数据链路层和应用层和用户接口，三到六层未加描述 物理层提供了光纤和RS485二种传输技术 数据链路层完成总线的存取控制并保证数据的可靠性 应用层定义了低层接口LLI和现场总线信息规范FMS LLI的作用是协调不同的通信关系并提供不信赖设备的第二层访问接口，FMS提供了范围广泛的功能来保证它的普遍应用 在不同的应用领域中，具体需要的功能范围必须与具体应用要求要适应，这些适应性定义称之为行规，行规提供了设备的可互换性，保证不同厂商生产的设备具有相同的通信功能 FMS在用户接口中规定了相应的用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，定义了现场设备行为的行规
二 传输技术
现场总线系统的应用在很大程度上取决于选择哪种传输技术 除了传输可靠性、传输速度、传输距离等通用的要求以外，考虑一些使用的灵活性及其它一些机电因素也十分重要 例如，当应用于过程自动化时，特别是涉及本质安全防爆的应用场合，数据和电源在同一根总线上传输就很有必要 由于单一的传输技术不可能满足所有要求，因此Profibus提供了RS485传输、IEC1158-2传输和光纤传输三种类型
PROFIBUS现场总线的通信原理
PROFIBUS现场总线的通信原理PROFIBUS是一种用于工业自动化领域的现场总线通信协议，它具有高可靠性、高性能和广泛适应性的特点。
PROFIBUS采用串行通信方式，在现场设备和控制器之间传输数据，支持实时控制、远程诊断和设备管理等功能。
下面将详细介绍PROFIBUS的通信原理。
首先，PROFIBUS采用主-从式通信结构，主站负责组织和控制整个网络，从站负责接收和响应主站的指令。
主站可以是一个控制器，例如PLC或DCS；从站则是各种各样的现场设备，例如传感器、执行器和驱动器等。
通信过程中，主站发送指令和请求给从站，从站根据指令执行相应的操作，并将结果返回给主站。
主站可以使用轮询方式和点对点通信方式与从站进行通信。
在轮询方式中，主站按照一定的顺序逐个轮询从站，发送指令并接收响应。
在点对点通信方式中，主站直接与一些从站进行通信，这种方式适用于需要快速响应的实时控制应用。
PROFIBUS的通信过程分为数据通信和配置通信两个阶段。
在数据通信阶段，主站发送数据给从站，从站执行相应的操作并返回数据。
数据通过物理层的电缆线路传输，可以采用不同的物理层介质，例如RS485、Fiber Optic和PROFIBUS PA等。
在数据传输过程中，PROFIBUS使用分段传输技术将数据按照帧的形式进行传输，每个帧包括起始码、帧头、数据域、CRC校验和帧尾等字段。
在配置通信阶段，主站与从站进行参数的配置和诊断信息的交换。
主站可以配置从站的通信地址、数据传输速率和通信周期等参数，从而实现对从站的管理和控制。
主站还可以向从站发送诊断命令，获取从站的运行状态和故障信息，实现设备的远程诊断和维护。
为了保证通信的可靠性和实时性，PROFIBUS采用了一系列的通信协议和机制。
例如，PROFIBUS DP（Decentralized Peripherals）协议用于高速数据传输；PROFIBUS PA（Process Automation）协议用于现场仪器设备的连接和控制；PROFIsafe协议用于安全相关的应用；PROFIenergy 协议用于能源管理等。
(最终)浅析PROFIBUS-DP通讯技术
浅析PROFIBUS-DP通讯技术（215123苏州万龙电气集团股份有限公司陈林龙）摘要：本文简要的分析了PROFIBUS-DP的基本功能，同时就其中的数据传输技术进行了重点分析，接着分析了该技术在一些领域的应用，文章最后就该技术在实际运行中可能会出现的故障做了探讨。
关键词：PROFIBUS-DP传输技术总线技术一、PROFIBUS-DP的基本功能中央控制器读取从设备的输入信息并发送输出信息这一过程具有周期性。
总线循环时间需要比中央控制(PLC)的程序循环时间短。
通过相关研究表明，在大多数的应用场合中程序循环的时间一般约为l0ms。
除了循环的用户数据传输外，PROFIBUS-DP同样提供了强有力的组态功能。
数据通信是由主站和从站上的监控功能进行监控的。
PROFIBUS—DP的基本功能可以总结如下：（1）传输技术：在实际工作中可以根据最大传输速率的不同来选用电缆和光缆两种传输介质。
（2）现场总线存取：主站间的传递方式往往是令牌式传递，而主站与从站之间的传递方式为主一从传送，支持单主或多主系统。
在对总线上的设备数量进行选择时，需要根据实际情况来定。
（3）通信功能：使用点对点(用户数据传送)或广播(控制指令)；循环主一从用户数据传送和非循环主一主数据传送。
当用户数据在DPMI从站之间进行传输时，此时便需要按照确定的递归顺序自动执行。
值得注意的一点是：DPMl和DP从站之间的数据传送一般可以分为三个阶段，分别是：参数设定、组态配置、数据交换。
（4）运行模式：PROFIBUS—DP规范中对系统行为进行了详细的描述，以便能够在一定程度上保证各种设备的互换性。
系统行为的确定往往需要根据DPMl的操作状态，这些状态由本地或总体的配置设备所控制，往往有如下三种状态：（1）运行：输入和输出数据的循环传送DPM1由DP从站读取输入信息并向DP从站写入输出信息；（2）清除：DMP1读取DP从站的输入信息并使输出信息保持为故障-安全状态；（3）停止：只能进行主-主数据传送DMP1和DP从站之间没有数据传送。
PROFIBUS现场总线的通信原理
PROFIBUS现场总线的通信原理PROFIBUS 现场总线的通信原理1．引言PROFIBUS 是一种国际性的开放式现场总线标准，是唯一的全集成H1（过程）和H2（工厂自动化）现场总线解决方案[1]，它不依赖于产品制造商，不同厂商生产的设备无须对其接口进行特别调整就可通信，因此它广泛应用于制造加工、楼宇和过程自动化等自动控制领域。
它包括3个兼容版本，Profibus-DP(H2)、Profibus-PA(H1)、Profibus-FMS 。
DP 是经过优化的高速、廉价的通信接口，专为自动控制系统和设备级分散I/O 之间通信设计，可取代24V 或0~20mA 并行信号线。
也可用于分布式控制系统的高速数据传输。
FMS 用于车间级通用性中等传输速度的循环和非循环通信，适用于传感器、执行器、PLC 等一般自动控制系统。
PA 是专为过程自动化设计的标准本质安全传输技术，满足IEC1158-2中规定的通信规程，适用于安全性要求高以及由总线供电的场合。
PROFIBUS 可使分散式数字化控制器从现场底层到车间级网络化，总线系统分为主站和从站，主站决定总线的数据通信，从站仅对接收到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息[2]。
2． PROFIBUS 的协议结构PROFIBUS 的协议结构是根据ISO7498国际标准化开发式互联网络（OSI ）作为参考模型，具体结构如图1所示。
图1 PROFIBUS 协议结构图PROFIBUS-DP 使用了第1、2层和用户接口，这样确保了数据传输快速和有效地进行，直接数据链路映像（DDLM ）使用户接口易于进入第2层。
PROFIBUS-FMS 对第1、2、7层均加以定义。
应用层包括现场总线信息规范（FMS ）和底层接口（LLI ）。
FMS 包括了应物理（1数据链路（2（3）~（6（7...用协议并向用户提供可广泛选用的通信服务；LLI 协调不同通信关系并保证FMS 不依赖设备访问第二层，第二层（FDL ）提供总线访问控制并保证数据的可靠性。
profibus-dp通讯原理
PROFIBUS-DP站点可分为主站和从站，开发从站设备要比开发主站设备容易得多，因为从站只需要响应来自主站的请求即可。
从站接收总线上的每条报文，如果与自己无关，则忽略不处理，如果是发给自己的则按照下图给出的状态机进行响应。
（图略）该状态机中有四个状态：1、Power_On（上电）状态在上电后从站进入Power_On状态，在这个状态下从站首先需要进行初始化，设置各项参数如站地址和报文缓冲区等等。
2、Wait-Prm（等待参数化）状态初始化完毕后，从站进入Wait-Prm状态，等待来自一个主站的Set_Prm报文。
通俗地讲，参数化相当于一个主站告诉一个从站，你是属于我的，同时也指定了从站的一些运行参数。
主站只对被它参数化的从站进行数据轮询。
3、Wait_Cfg（等待组态）状态在进行正确的参数化后，从站进入Wait_Cfg状态，等待Check_Cfg报文。
Check_Cfg报文规定输入和输出字节数，也就是主站和从站每次交换的数据量。
4、Date_Exchange(数据交换)状态当进行正确的参数化和组态后，从站进入Date_Exchange状态，这个时候从站才可以和主站进行正常的数据交换。
下面是我从一个PROFIBUS-DP网络中采集下来的部分报文数据，该网络中有一站地址为1的主站和站地址为3的从站。
我结合有关报文解释一下从站3的工作机制。
(报文数据为16进制)......(从站已经完成初始化)......10 03 01 49 4D 16(该报文为主站1发给从站3的请求帧，查询从站3的FDL状态，即从站3是否“活着”。
)10 01 03 00 04 16(该报文为从站3对主站1的应答帧，告诉主站1“我活着呢”。
).....68 05 05 68 83 81 6D 3C 3E EB 16(该报文为主站1发给从站3的请求帧，读取查询从站3的诊断报文，以获取从站3的进一步信息。
)68 0B 0B 68 81 83 08 3E 3C 02 05 00 FF 00 08 94 16(该报文为从站3对主站1的应答帧，其中包含6个字节的诊断数据：02 05 00 FF 00 08，具体含义可参阅协议，其中第四字节为FF表明从站3尚未被任何主站所参数化。
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。
《PROFIBUS通讯》课件
欢迎来到《PROFIBUS通讯》PPT课件！在本课程中，我们将一同探索 PROFIBUS通讯的各个方面，包括发展历程、应用领域、优势和特点以及工 作原理。
PROFIBUS通讯的发展历程
1
标准化开始
PROFIBUS在1994年开始标准化，成
技术升级
2
为全球工业通讯的重要标准之一。
3 灵活扩展
4 易于集成
PROFIBUS具有灵活的扩展性，可以根据 需求方便地添加、修改和调整网络设备。
PROFIBUS易于集成到现有系统中，提供 了快速、简便的设备之间的连接。
PROFIBUS通讯的工作原理
PROFIBUS通讯使用主从结构，主站负责控制通讯过程，从站负责接收和发 送数据。数据通过总线传输，并使用不同的协议进行通讯。
课程结论
通过本课程，您已经了解了PROF源自BUS通讯的各个方面，以及其在工业自动化和工厂自动化中的重要性 和应用。希望这些知识能够对您有所启发，谢谢！
工厂自动化
PROFIBUS也被广泛应用于工厂自动化领域，实现设备之间的快速集成和数据交换。
过程控制
在过程控制领域，PROFIBUS可以实现实时监控和控制各种过程变量。
PROFIBUS通讯的优势和特点
1 高度可靠
2 快速传输
PROFIBUS具有高度可靠的通讯性能，能 够在恶劣环境下稳定运行。
PROFIBUS支持高速传输，能够快速有效 地传递大量数据。
PROFIBUS通讯的实践案例
1
工业机器人应用
PROFIBUS被广泛应用于工业机器人系统中，实现各个组件之间的高速通讯和 协同工作。
2
制造业自动化
PROFIBUS在制造业自动化领域起到了至关重要的作用，实现了智能工厂的高 效运行。
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及OSI七层模式的简单通俗讲解。容易理解
PROFIBUS及OSI七层模式的简单通俗讲解，望你搞明白一、PROFIBUS过程现场总线PROFIBUS是过程现场总线（Process Field Bus ）的缩写PROFIBUS是过程现场总线（Process Field Bus ）的缩写，它由三个兼容部分组成，即PROFIBUS －DP（Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。
其中PROFIBUS－DP应用于现场级，它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之间的通讯，总线周期一般小于10ms，使用协议第1、2层和用户接口，确保数据传输的快速和有效进行。
PROFIBUS－PA适用于过程自动化，可使传感器和执行器接在一根共用的总线上，可应用于本征安全领域；PROFIBUS－FMS用于车间级监控网络，它是令牌结构的实时多主网络，用来完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换。
PROFIBUS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。
二、OSI七层模式简单通俗理解这个模型学了好多次，总是记不住。
今天又看了一遍，发现用历史推演的角度去看问题会更有逻辑，更好记。
本文不一定严谨，可能有错漏，主要是抛砖引玉，帮助记性不好的人。
总体来说，OSI模型是从底层往上层发展出来的。
这个模型推出的最开始，是是因为美国人有两台机器之间进行通信的需求。
需求1：科学家要解决的第一个问题是，两个硬件之间怎么通信。
具体就是一台发些比特流，然后另一台能收到。
于是，科学家发明了物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。
它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换)。
PROFIBUSDP通讯协议说明
PROFIBUSDP通讯协议说明PROFIBUS DP（Process Field Bus Decentralized Periphery）是一种用于工业自动化系统中进行实时数据交换的通信协议。
它是PROFIBUS （Process Field Bus）家族中的一个重要成员，主要用于连接分布式周边设备和中央控制系统。
PROFIBUS DP的工作原理是基于主/从（Master/Slave）架构。
在一个PROFIBUS DP网络中，通常包括一个主站（Master）和多个从站（Slave）。
主站负责管理从站的通信，并采集和传输数据。
从站通过接收主站的命令来执行相应的操作，并将数据反馈给主站。
这种分布式的架构使得PROFIBUS DP网络可以适用于复杂的工业现场环境。
PROFIBUS DP的物理层使用了RS485总线作为传输介质，支持数据传输速率从9.6 kbit/s到12 Mbit/s。
RS485总线具有抗干扰能力强、传输距离远的特点，非常适合于工业环境中的通信需求。
此外，PROFIBUS DP还可以通过光纤实现远程通信，以满足一些特殊场合的需求。
除了基本的通信功能外，PROFIBUSDP还支持一些高级功能，如自动配置和诊断。
PROFIBUSDP网络中的从站可以通过自动配置功能，自动获取主站发送的参数，简化了网络的设置和调试过程。
同时，PROFIBUSDP还提供了完善的诊断功能，可以实时监测网络的工作状态和识别故障原因，提高了网络的可靠性和维护性。
总的来说，PROFIBUSDP通讯协议是一种在工业自动化系统中使用的实时数据交换协议。
它基于主/从架构，使用RS485总线作为物理传输介质，支持高速数据传输和远程通信。
PROFIBUSDP具有强大的抗干扰能力和高度的可靠性，适用于复杂的工业现场环境。
通过支持自动配置和诊断功能，PROFIBUSDP可以简化网络的设置和调试过程，并实时监测网络的工作状态。
它已经成为工业自动化领域中广泛应用的通信协议之一。
- 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)。
PROFIBUS 簇
EN 50170 Volume 2
通用目的自动化 工厂自动化 过程自动化
PROFIBUS-FMS
RS 485 / FO 通用
-大范围的应用 -多主通信
PROFIBUS-DP
RS 485 / FO 快速
-即插即用 - 高 效、廉 价
PROFIBUS-PA
IEC 1158-2 面向应用
RS 485 的屏蔽 / 接地
主 从 从
接地线
接地线
接地线
数据电缆 接地电缆
数据电缆
详细的安装指示在PROFIBUS-DP / FMS 的安装导则中说明， 订单号 2.112
RS-485 传输的数据位顺序
每个八位二进制数（１字节）按 11 位的顺序被传输 最小的有效位 (LSB) 被第一个发送 最大的有效位 (MSB) 被最后发送 每个八位二进数都补充三位，即开始、终止和奇偶校验位
数据链路层 (2)
物理层 (1) EN 50 170
FMS的协议结构
FMS定义了物理层、数据链路层和应用层和用户接口，三到 六层未加描述 物理层提供了光纤和RS485二种传输技术 数据链路层完成总线的存取控制并保证数据的可靠性 应用层定义了低层接口LLI和现场总线信息规范FMS LLI的作用是协调不同的通信关系并提供不信赖设备的第二 层访问接口，FMS提供了范围广泛的功能来保证它的普遍应 用 在不同的应用领域中，具体需要的功能范围必须与具体应用 要求要适应，这些适应性定义称之为行规，行规提供了设备 的可互换性，保证不同厂商生产的设备具有相同的通信功能 FMS在用户接口中规定了相应的用户及系统以及不同设备可 调用的应用功能，定义了现场设备行为的行规
*终羰电阻供电电源 +5V
数据线
RxD/TxD-P (3)
* 数据线B
数据线
RxD/TxD-N (8)
* 数据线A
屏蔽 保护地 保护地
390
DGND (5)
数据传输结束，即 +5V地
电缆接线
A型电缆的总线终端器
* 注: 中继器没有站地址，但它们被计算在每段的最多站数中
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。
PROFIBUS-DP
PROFIBUS-PA
其它技术特点
信号线可用设备电源线。 每条总线区段可连接32个设备，不同区段用中继器连接。 传输速率可在9.6kB/S～12MB/S间选择。 传输介质可以用金属双绞线或光纤。 提供通用的功能模块管理规范。 在一定范围内可实现相互操作。 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)。 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)。
PROFIBUS 协议符合 ISO/OSI 的开放系统参考模型
FMS
DP
DP- 行规
PA
PA- 行规 DP- 扩充功能 DP 基本功能
Layer
FMS
用户层
设备 行规
应用层 (7) (3)-(6)
现场总线信息规范
未用 现场总线数据链路
RS-485 / 光纤 IEC 接口 IEC 1158-2
PROFIBUS 导则 + 行规
安装 RS 485 (2)
第一个站 总线终端 VP 390 最后一个站
总线终端
VP 数据线 B 数据线 A 390 B 220 A 390 DGND
B
220 A 390 DGND
A 站2
B
A 站3
B
总线的连接示意图
为了在高电磁辐射环境下获得良好的抗干扰性能，可以使用带屏蔽 的数据传输电缆，屏蔽电缆两端的屏蔽编织箔必须与地线连接，并 通过尽可能大面积的屏蔽接线来覆盖。此外，在铺设过程中建议把 数据线和高压线隔离
二 传输技术
现场总线系统的应用在很大程度上取决于选择哪种传 输技术 除了传输可靠性、传输速度、传输距离等通用的要求 以外，考虑一些使用的灵活性及其它一些机电因素也 十分重要 例如，当应用于过程自动化时，特别是涉及本质安全 防爆的应用场合，数据和电源在同一根总线上传输就 很有必要 由于单一的传输技术不可能满足所有要求，因此 Profibus提供了RS485传输、IEC1158-2传输和光纤传 输三种类型
PA的协议结构制领域，可以把测量变送器、阀 门、执行机构用一根总线连接起来 PA数据传输采用扩展的DP协议，只是在上层增加了描 述现场设备行为的PA行规 简单的说，PA就相当于DP通信协议加上最适合现场仪 表的传输协议IEC1158-2 根据IEC1158-2标准，PA可通过总线给现场设备供电， 并可确保数据传输的本质安全性 当使用分段耦合器，PA装置能很方便的连接到DP网络
表 9 针D 型连接器的针脚分配
信号 Shield M24 RxD/TxD-P * CNTR-P DGND * VP * P24 RxD/TxD-N * CNTR-N 规定 屏蔽/保护地 24 V 输出电压的地 接收数据/传输数据阳极 (+) 中继器控制信号 (方向控制) 数据传输势位（对地 5V） 终端电阻-P的供给电压, (P5V) 输出电压 ＋ 24V 接收数据／传输数据阴极（-） 中继器控制信号 （方向控制）
PROFIBUS
现场总线技术
ProfiBus(Process field Bus)通讯简介
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，它既符合德国标准DIN19345及 欧洲标准EN50170，同时也于2000年成为国际标准IEC61158的组成部 份，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是在1987年由Simens等13家企业和5家科研机构在德国联 邦研技部的资助下，联合研究开发的开放式现场总线标准。 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。
此编码原理称非归零码NRZ （即 Non Return to Zero）
1. 字节
空闲 LSB 位顺序:
开始 1 2 3 4 5 6 7
2. 字节
MSB
8
奇偶 终止 开始 校验
LSB
用于PA的IEC1158-2传输技术
根据IEC1158-2的传输技术用于PROFIBUS-PA，能满足石油和化 工工业要求，它可保证其本质安全，并通过总线对现场设备供电 。IEC1158-2是一种位同步协议，其技术特性如下： 本质安全 (可选) 和通过总线对站供电 (可选) ，能满足化工和 石油化工业的要求
拓朴
(PROFIBUS 支持总线型，树型和星型拓扑)
这里提供的拓扑是总线型拓扑 在总线的开头和结尾必须有终端 一段可以由最多 32 个站*组成
终端 终端 中继器
终端
站1
2
终端
中继器
3
30
31
62
61
33
32
* 注: 中继器没有站地址，但它们被计算在每段的最多站数中
在一个PROFIBUS 系统中最大可连接126个站，总线系统 分为若干段，每个分段最多可连接32个站（主站和从 站），每段的头尾都需要一个永远有源的总线连接器， 标准的总线连接器用一个开关来控制终端电阻。两个总 线终端必须一直有电源 如果总线上超过32个站点，各个总线分段之间用中继器 （线路放大器）连接，中继器也计数为其中的一个站点 作为被动的总线站，中继器的作用是保证能明确识别与 之连接站点之间所交换的数据 如果PROFIBUS总线要覆盖更长的距离，中间可建立连接 段，连接段内不挂接任何站点 一般情况下，建议使用的中继器不超过四个
DP的协议结构
DP定义了物理层、数据链路层和用户接口，三至七 层未加描述 这种结构是为了确保数据传输的快速有效地进行 DP中的物理层和数据链路层与FMS中的定义完全相同， 二者采用了相同的传输技术（光纤或RS485传输）和 统一的总线控制协议（报文格式），直接数据链路映 像DDLM为用户接口与数据链路层之间的信息交换提供 了方便。 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DP行规
RS485传输的基本特征和A型导线的特 性参数
传输速率与A型电缆总线长度的关系
PROFIBUS 电缆要求 - RS 485
参数
电缆设计 浪涌阻抗 回路电阻
电缆类型 A
屏蔽双绞电缆
135 ... 165 110 / km
线径
线截面积 每单位长度的电容
0.64 mm
ProfiBus主要有三部分组成，包括：ProfiBus-DP、 ProfiBus-PA、 ProfiBus-FMS ，简称DP、PA和FMS ProfiBus-DP（H2）是一种经优化的高速低成本通信， 专为自动控制系统和设备级分散I/O之间的通信设计 ProfiBus-PA(H1)是专为过程自动化设计，提供本安传 输技术，可使传感器和执行机构联在一根总线上，主要 用于现场设备层的总线 ProfiBus-FMS主要用于车间级监控网络，解决车间级通 用性通信任务，是一个令牌结构的实时多主网络 一般将DP和FMS混合使用 Profibus 的三个兼容产品，使得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。