PROFIBUS—DP/FMS/PA剖析

1．Profibus – Dp用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时刻有必要要比主站（PLC）程序循环时刻短。除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-Dp还供给智能化设备所需的非周期性通讯以进行组态、确诊和报警处理。

　　传输技能：RS－485双绞线．双线电缆或光缆。波特率从9.6K bit/s到12M bit/s。

　　总线存取：各主站间令牌传递，主站与从站间为主—从传送。支撑单主或多主体系。总线上最站点（主－从设备）数为126。

　　通讯：点对点（用户数据传送）或播送（操控指令）。循环主－从用户数据传送和非循环主－主数据传送。

　　运转形式：运转、铲除、中止。

　　同步：操控指令答应输入和输出同步。同步形式：输出同步；确认形式：输入同步。

　　功用：DP主站和DP从站间的循环用户有数据传送。各DP从站的动态激活和可激活。DP从站组态的查看。强壮的确诊功用，三级确诊确诊信息。输入或输出的同步。经过总线给DP从站赋予地址。经过部线对DP主站（DPM1）进行装备，每DP从站的输入和输出数据最大为246字节。

　　可靠性和维护机制：全部信息的传输按海明距离HD＝４进行。DP从站带看门狗定时器（Watchdog Timer）。对DP从站的输入/输出进行存取维护。DP主站上带可变定时器的用户数据传送监督。

　　设备类型：第二类DP主站（DPM2）是可进行编程、组态、确诊的设备。第一类DP主站（DPM1）是中心可编程操控器，如PLC．PC等。DP从站是带二进制值或模拟量输入输出的驱动器、阀门等。

　　（1）Profibus–DP基本特征

　　①速率：在一个有着32个站点的散布体系中，Profibus-DP对全部站点传送512 bit/s 输入和512bit/s输出，在12Ｍbit/s时只需１毫秒。

　　②确诊功用：经过扩展的Profibus-DP确诊能对毛病进行快速定位。确诊信息在总线上传输并由主站收集。确诊信息分三级：

　　本站确诊操作：本站设备的一般操作状况，如温度过高．压力过低。

　　模块确诊操作：一个站点的某详细I/O模块毛病。

　　经过确诊操作：一个独自输入/输出位的毛病。

　　（2）Profibus-DP答应构成单主站或多主站体系。在同一总线上 最多可衔接126个站点。体系装备的描绘包含：站数、站地址、输入/输出地址、输入/输出数据格局、确诊信息格局及所运用的总线参数。每个PROFIBUS-DP体系可包含以下三种坏同类型设备：

　　①一级DP主站（DPM1）：一级DP主站是中心操控器，它在预订的周期内与涣散的站（如DP从站）交流信息。典型的DPM1如PLC或PC。

　　②二级DP主站（DPM2）：二级DP主站是编程器．组态设备或操作面板，在DP体系组态操作时运用，完结体系操作和监督意图。

　　③DP从站：DP从站是进行输入和输出信息收集和发送的外围设备（I/O设备．驱动器．HMI．阀门等）。

　　④单主站体系：在总线体系的运转阶段，只要一个活动主站。

　　⑤多主站体系：总线上连有多个主站。这些主站与各自从站构成彼此独立的子体系。每个子体系包含一个DPMI．指定的若干从站及或许的DPM2设备。任何一个主站均可读取DP从站的输入/输出映象，但只要一个DP主站答应对DP从站写入数据。

　　（3）体系行为

　　体系行为首要取决于DPM1的操作状况，这此状况由本地或总线的装备设备所操控。首要有以下三种状况：

　　中止：在这种状况下，DPM1和DP从站之间没有数据传输。

　　铲除：在这种状况下，DPM1读取DP从站的输入信息并使输出信息坚持在毛病安全状况。

　　运转：在这种状况下，DPM1处于数据传输阶段，循环数据通讯时，DPM1从DP站读取输入信息并向从站写入输出信息。

　　①DPM1设备在一个预先设定的时刻距离内，以有挑选的播送方法将其本地状况周期性地发送到每一个有关的DP从站。

　　②假如在DPM1的数据传输阶段中产生过错，DPM1将全部有关的DP从站的输出数据当即转入铲除状况，而DP从站将不在发送用户数据。在次之后，DPM1转入铲除状况。

　　（4）DPM1和DP从站间的循环数据传输

　　DPM1和相关DP从站之间的用户数据传输是由DPM1依照确认的递归次序主动进行。在对总线体系进行组态时，用户对DP从站与DPM1的联系作出规则，确认哪些DP从站被归入信息交流的循环周期，哪些被排挤在外。

　　DMP1和DP从站之间的数据传送分三个阶段：参数设定、组态、数据交流。在参数设定阶段，每个从站将自己的实践组态数据与从DPM1接受到的组态数据进行比较。只要当实践数据与所需的组态数据相匹配时，DP从站才进入用户数据传输阶段。因而，设备类型、数据格局、长度以及输入输出数量有必要与实践组态共同。

　　（5）DPM1和体系组态设备间的循环数据传输

　　除主—从功用外，Profibus－DP答应主—主之间的数据通讯，这些功用使组态和确诊设备经过总线对体系进行组态。

　　（6）同步和确认形式

　　除DPM1设备主动履行的用户数据循环传输外，DP主站设备也可向独自的DP从站。一组从站或整体从站一起发送操控指令。这些指令经过有挑选的播送指令发送的。运用这一功用将翻开DP从站的同及确认形式，用于DP从站的事情操控同步。

　　主站发送同步指令后，所选的从站进入同步形式。在这种形式中，所编址的从站输出数据确认在当时状况下。在这之后的用户数据传输周期中，从站存储接纳到输出的数据，但它的输出状况坚持不变；当接纳到下一同步指令时，所存储的输出数据才发送到外围设备上。用户可经过非同步指令退出同步形式。

　　确认操控指令使得编址的从站进入确认形式。确认形式将从站的输入数据确认在当时状况下，直到主站发送下一个确认指令时才能够更新。用户能够经过非确认指令退出锁形式。

　　（7）维护机制

　　对DP主站DPM1运用数据操控定时器对从站的数据传输进行监督。每个从站都选用独立的操控定时器。在规则的监督距离时刻中，如数据传输产生过失，定时器就会超时。一旦产生超时，用户就会得到这个信息。假如过错主动反响功用“使能”，DPM1将脱离操作状况，并将全部相关从站的输出置于毛病安全状况，并进入铲除状况。

2．扩展DP功用

DP扩展功用是对DP基本功用的弥补，与DP基本功用兼容。

　　（1）DPM1与DP从站间非循环的数据传输。

　　（2）带DDLM读和DDLM写的非循环读/写功用，可读写从站任何期望数据。

　　（3）报警呼应，DP基本功用答应DP从站用确诊信息向主站自发地传输事情，而新增的DDLM－ALAM－ACK功用被用来直接呼应从DP从站上接纳的报警数据。

（4）DPM2与从站间的非循环的数据传输。

3．电子设备数据文件（GSD）

　　为了将不同厂家出产的Profibus产品集成在一起，出产厂家有必要以GSD文件（电子设备数据库文件）方法将这些品的功用参数（如I/O点数、确诊信息、波特率、时刻监督等）。标准的GSD数据将通讯扩大到操作员操控级。运用依据GSD所作的组态东西可将不同厂商出产的设备集成在同一总线体系中。

　　GSD文件可分为三个部分：

（1）总标准：包含了出产厂商和设备称号、硬件和软件版别．波特率．监督时刻距离．总线插头指定信号。

（2）与DP有关的标准：包含适用于主站的各项参数，如答应从站个数．上装/下装才能。

（3）与DP从站有关的标准：包含了与从站有关的全部标准，如输入/输出通道数、类型、确诊数据等。

　　4．Profibus-DP行规

　　Profibus–DP协议明确规则了用户数据怎样在总线各站之间传递，但用户数据的意义是在PROFIBUS行规中详细阐明的。别的，行规还详细规则了PROFIBUS－DP怎么用于使用领域。运用行规可使不同厂商所出产的不同设备交换运用，而工厂操作人员毋须关怀两者之间的差异。由于与使用有关的意义在行规中均作了准确的规则阐明。下面是PROFIBUS－DP行规，括弧中数字是文件编号：

　　（1）NC/RC行规（3.052）

　　（2）编码器行规（3.062）

　　（3）变速传动行规（3.071）

　　（4）操作员操控和进程监督行规（HMI）