PROFIBUS总线技术的基础知识

Profibus总线技术
一、什么是Profibus现场总线？
现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通讯的数字总线。

当然，生产过程包括连续生产和断续生产两种。

Profibus现场总线是其中的一种。

简单的说就是Profibus通过总线把各分散的现场设备（传感器和执行机构）连接到控制器或控制系统，同时支持工厂自动化和过程自动化以及驱动应用。

二、Profibus总线的三种行规
Profibus现场总线包括：Profibus-FMS、Profibus-DP、Profibus-PA。

相应的通信方式的应用领域及优点为;FMS主要是是通用目的的自动化，是大范围的应用，多主通信；DP主要是工厂自动化，它的特点主要是快速，即插即用，高效廉洁；而PA主要应用于过程自动化，面向应用，需要总线供电，要求符合本质安全的。

目前来看，市面上主要应用还是Profibus-DP网络，所以接下来的我将主要介绍DP网络的一些知识。

三、Profibus-DP定义的三种设备类型
1、DP-1类主设备（DPM1）
中央控制器，它与分散的I/O设备（DP-从）交换数据；
允许若干个DPM1同时存在，典型性的设备是PLC,PC,VME。

2、DP2类主设备（DPM2）
组态、监视或工程工具，它被用来设定网络或参数、监视DP-从设备
3、DP-从设备
直接连接I/O信号的外围设备；
典型的设备是输入、输出、驱动器、阀、操作面板等等。

四、Profibus-DP-主站和DP从站间的数据传输
1、参数化阶段
从站由DP-主站用现行总线参数、监控时间和从站的特定参数进行参数化。

2、组态阶段
DP-主站对DP-从站所需要的配置和现行的配置进项比较。

3、用户数据传输阶段
在参数化和组态成功后，DP-从站改变其状态进入用户数据交换阶段。

在此阶段，从站的参数化能被更改，而不必中断数据传输。

注意：在这三个阶段中，都可以附加诊断数据和控制命令的传输。

五、Profibus的主要应用
Profibus总线技术现在在国内的发展已经相对比较成熟，它应用的行业也比较广泛。

其中工厂自动化中有：车辆制造、灌装工厂、库存系统、开关设备玻璃生产等等；过程自动化中有：化学工业、石化工业、造纸和纺织工业、食品粮食工业、电站、污水处理等等；另外一些驱动技术和安全应用行业也是非常广泛的。

六、网络的调试、维护和诊断
众所周知，现在Profibus总线网络的应用已经越来越多，那么对于网络的维护和诊断也变得越来越重要，不可忽视。

那么对于网络诊断个工具我们可能了解的不是很多，我也只是接触了几种，其中它包含两种类型，一种是在线式的，T H LINK Profibus硬件加软件TH SCOPE；另一种是手持式的，NetTESTⅡ和Profibus Test 5。

两种类型的工具在诊断过程中的使用可以结合的，所谓在线式的就是长期在线监测，实时记录网络的状态，每个站点的工作状况，是否出现问题，什么时间出现的问题，可能出现了什么问题，并给出相应的建议，这种情况对于那种出现间歇性故障的网络是非常有帮助的，因为这种故障是我们完全没办法预期的，但是这种故障有时会严重影响生产质量的，因此诊断工具的重要性就可想而知了。

同时，检测到网络出现故障之后，可以带着手持式的诊断工具进行检测，一一排查网络中每一个站点可能出现的问题，我们可能都知道，对于Profibus网络的故障来说，百分之**十的故障都是发生在物理层的，那么这两款手持式的诊断工具-NetTESTⅡ和Profibus Test 5在这方面的诊断是非常强大的，他们可以：
comsoft NetTEST II网络分析测试仪，可以系统的检测每一段DP网络，其中大部分的常见错误，比如安装错误，短路，线缆中断，或者屏蔽中断都能够在实际操作之前被检测和解决，而且不管DP从站是连接还是断开，是通电还是断电都是可以的。

NetTEST II能够检测和准确找出以下错误：
◆两根信号线A和B之间的短路
◆信号线A或者信号线B以及屏蔽情况
◆线缆中断或者屏蔽中断
◆交叉的信号线A-B
◆不准确的或者丢失的总线终端
◆总线终端的错误位置
◆线缆长度不合适
◆错误的总线电缆波阻抗
◆错误类型的电缆
◆不够高的传送和接收级别
◆不允许的支线
◆反射
PROFIBUS Tester 5 BC-700-PB是一款功能强大的DP总线诊断和故障排除工具，用于PROFIBUS线缆测试、物理链路层信号质量检测和协议层通信分析。

PB-T5内置充电电池，单机模式下可以图形化显示信号质量柱状图，快速查看检测结果。

存储在PB-T5中的检测结果可导入到PC软件中用于更详细分析。

在不影响PROFIBUS正常运行的情况下，PROFIBUS-Tester 5对DP段内所有主从站的物理层和协议层同时进行完整检测，从而分析网络状况并定位故障
源。

它能准确检测出瞬时干扰和早期错误隐患，比如线缆老化、电阻丢失、接头松动等，可实现预防性维护，有效避免非计划性停机。

功能：
Ø 波特率自动扫描，站点自动检测
Ø PROFIBUS DP段所有主从站的电气信号质量，并以直观地柱状图显示
Ø 安装、调试和维护时的可靠工具
Ø 检测时无电磁干扰产生
Ø 主站仿真、拓朴扫描
Ø 内置示波器
Ø 定位PROFIBUS线缆中的错误、扫描RS-485接口驱动的损坏和其它电气错误
Ø PROFIBUS DP网络和设备的协议分析
Ø 实时清单 (总线上所有在线设备的列表)并以树形排列显示
Ø 全面地在线分析PROFIBUS DP网络中的所有关键参数 (包括主站和从站)
Ø 解析诊断报文、参数化报文、配置报文
Ø 矩阵形式记录重发报文、诊断报文次数
Ø 解码DP-V0、DP-V1、DP-V2报文
Ø 不同颜色记录全部报文，并可过滤记录或过滤显示
Ø 直观地用户界面，红绿灯实时显示物理层和协议层状态
增强型单机模式检测功能：
Ø 可脱离PC机独立检测
Ø 内置锂电池，最长可运行5小时
Ø 彩色图形化显示检测结果
Ø 可存储3组网络的检测结果，网络名称可自定义
Ø 每组可存储5个DP段的快速检测和长期检测结果
Ø 可记录长达99小时的长期检测
Ø 检测结果可导出到PC机用于深入分析
以上时个人的简单认识，仅供参考，谢谢！。