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PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)源

作者: 時(shí)間:2016-12-12 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
  Profibus是聯(lián)邦德國(guó)于九十年代初制定的國(guó)家工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),代號(hào)DIN19245,由十三家工業(yè)企業(yè)及五家研究所經(jīng)過(guò)兩年多的時(shí)間完成。1996年經(jīng)歐洲電工委員會(huì)批準(zhǔn)被列為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則,EN50170于當(dāng)年自動(dòng)地在法律上得到歐洲所有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。德國(guó)注銷(xiāo)了原有的PROFIBUS國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245,以EN50170取而代之。從現(xiàn)在起,歐洲所有公開(kāi)的招標(biāo)都是在EN50170的基礎(chǔ)上進(jìn)行的.EN50170在保護(hù)投資方面為生產(chǎn)廠家和用戶(hù)提供了一個(gè)最高的標(biāo)準(zhǔn)。    PROFIBUS 提供一個(gè)從傳感器直至管理層的透明網(wǎng)絡(luò)。正因?yàn)槿绱?,PROFIBUS 可以在許多方面——從汽車(chē)工業(yè)、機(jī)器制造業(yè)、食品工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)直到環(huán)保工程等,獲得應(yīng)用。近年來(lái),PROFIBUS在眾多的現(xiàn)場(chǎng)總線中占據(jù)首位,并以其約占40%的市場(chǎng)份額居歐洲之冠.作為開(kāi)放式通信系統(tǒng)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線公布了網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議的所有規(guī)范。按照這些規(guī)范設(shè)計(jì)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口,不同的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。這給控制設(shè)備的生產(chǎn)廠家、系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝調(diào)試單位和用戶(hù)帶來(lái)了極大的方便。用戶(hù)可根據(jù)需要選擇不同的設(shè)備,構(gòu)成相應(yīng)的系統(tǒng),以減少設(shè)備的冗余度,降低成本,也為以后系統(tǒng)的擴(kuò)充提供了方便?! ?p>   Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn)?PROFIBUS為多主多從結(jié)構(gòu),可方便地構(gòu)成集中式、集散式和分布式控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以 ISO/OSI參考模型為基礎(chǔ),對(duì)第三層到第六層進(jìn)行了簡(jiǎn)化。
  Profibus協(xié)議的第一部分是物理層和鏈路層協(xié)議。物理層采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)范,傳輸介質(zhì)為雙絞線,其技術(shù)指標(biāo)如下:
  技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):EN50170 接口標(biāo)準(zhǔn):EIA RS-485; 網(wǎng)絡(luò)插口:SUB-D9芯插頭; 波 特 率:9.6K,19.2K,93.75K,187.5K,500K 響應(yīng)時(shí)間:<20ms; 編碼方式:IEC規(guī)定之ManchesterⅡ標(biāo)準(zhǔn) ;
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):兩端帶有終端器的總線結(jié)構(gòu) ;傳輸距離:波特率9.6K,19.2K,93.75K時(shí) 1200m; 波特率187.5K時(shí)600m ;波特率500K時(shí)200m(可通過(guò)中繼器增加傳輸距離) ;站 點(diǎn) 數(shù):主站+從站共126個(gè) 電 纜:屏蔽雙絞線,截面>0.22mm ,阻抗120 W   
             
   Profibus鏈路層又稱(chēng)FDL,它采用混合介質(zhì)存取方式,即主站間按令牌方式,主站和從站間按主從方式工作。令牌是一條特殊的電文,它在主站之間按照地址的升序傳遞總線控制權(quán)(即令牌),得到令牌的主站可在一定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行本站的工作。這種方式保證了在任一時(shí)刻只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù),并且任一個(gè)主站在一個(gè)特定的時(shí)間片內(nèi)都可以得到總線操作權(quán),這就完全避免了沖突。鏈路層保證損壞或掉電的站點(diǎn)從環(huán)中排除,新上電的主站加入令牌環(huán)。鏈路層的另一個(gè)主要任務(wù)是保證數(shù)據(jù)的無(wú)差錯(cuò)傳輸,這是通過(guò)海明間距=4、按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC870-5-1制定的特殊的起始和結(jié)束界定符、每個(gè)字節(jié)的奇偶校驗(yàn)和每條電文的CRC循環(huán)校驗(yàn)保證的.(可通過(guò)中繼器增加傳輸距離) PROFIBUS鏈路層提供的服務(wù)有:SDA (發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回答) SDN (發(fā)送數(shù)據(jù),不要求回答) SRD (發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回送數(shù)據(jù))CSRD(循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回送數(shù)據(jù))

  Profibus的最大電文長(zhǎng)度為255個(gè)字節(jié)。電文由標(biāo)識(shí)符、源及目的地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)、命令字和循環(huán)校驗(yàn)碼等構(gòu)成,有效數(shù)據(jù)最長(zhǎng)246字節(jié)。
  Profibus協(xié)議的第二部分是應(yīng)用層協(xié)議(FMS),第三部分為DP協(xié)議,它們都使用相同的底層協(xié)議,用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
  FMS定義了應(yīng)用層(第七層)的內(nèi)容。由于Profibus沒(méi)有第三層到第六層,所以這幾層的必要功能在一個(gè)稱(chēng)為“底層接口”(LLI)的模塊中完成,由LLI將這些功能映射到FMS中。FMS提供了多種強(qiáng)有力的通信服務(wù),這些服務(wù)是著名的MAP協(xié)議中MMS服務(wù)的一個(gè)子集。為使這些功能適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中真正的實(shí)際需要,F(xiàn)MS包括稱(chēng)為“行規(guī)”(PROFILE)的特殊定義。行規(guī)規(guī)定不同制造商制造的、遵從同一行規(guī)的PRIFIBUS設(shè)備應(yīng)具有相同的通信功能。行規(guī)中除通信參數(shù)的選擇外,還包括隊(duì)狀態(tài)和錯(cuò)誤的解釋及針對(duì)應(yīng)用的定義等許多信息。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/329019.htm

  目前已經(jīng)完成的有大樓自動(dòng)化、驅(qū)動(dòng)器、傳感器和執(zhí)行器、可編程控制器、紡織機(jī)器和低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備等行規(guī),這些行規(guī)的制定為用戶(hù)使用提供了極大的方便,也是Profibus得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。
  Profibus協(xié)議的第三部分是PROFIBUS的DP協(xié)議,用于傳感器和執(zhí)行器級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳輸。它以PROFIBUS-FDL為基礎(chǔ),根據(jù)其所需要達(dá)到的目標(biāo)對(duì)通信功能加以擴(kuò)充。DP的傳輸速率可達(dá)12Mbit/S,一般構(gòu)成單主站系統(tǒng),主站、從站間采用循環(huán)數(shù)據(jù)傳送方式(CSRD)工作。PROFIBUS-DP廣泛地應(yīng)用在德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的控制設(shè)備當(dāng)中。DP和FMS可混合工作。
  Profibus協(xié)議的第四部分是PROFIBUS的PA協(xié)議,適用于對(duì)安全性要求較高的場(chǎng)合,這由PROFIBUS的第四部分描述,PA實(shí)現(xiàn)了IEC1158-2規(guī)定的通信規(guī)程,設(shè)備行規(guī)定義了設(shè)備各自的功能,設(shè)備描述語(yǔ)言(DDL)及功能塊允許對(duì)設(shè)備進(jìn)行完全的內(nèi)部操作。
  綜上所述,Profibus嚴(yán)格的定義和完善的功能使其成為開(kāi)放式系統(tǒng)的典范。特別需要指出的是,除了使用專(zhuān)門(mén)的ASIC芯片之外,PROFIBUS也可以用通用電子器件實(shí)現(xiàn)(如8050,8086,V25等),價(jià)格低廉,容易推廣。這些特點(diǎn)使得它在短短幾年內(nèi)在化工、冶金、機(jī)械加工以及其它自動(dòng)控制領(lǐng)域得到了迅速普及和應(yīng)用。

  Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用:據(jù)1997年統(tǒng)計(jì),世界上已有約100多萬(wàn)臺(tái)PROFIBUS儀表在自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用,而且每年增長(zhǎng)20-30%。目前,世界上約有650家廠商加入了PROFIBUS用戶(hù)協(xié)會(huì)并提供上千種PROFIBUS產(chǎn)品。以著名的西門(mén)子公司為例,它可提供一百多種PROFIBUS產(chǎn)品并已經(jīng)把它們應(yīng)用在中國(guó)的許多自動(dòng)控制系統(tǒng)中.為在中國(guó)推廣應(yīng)用PROFIBUS工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn),PROFIBUS中國(guó)用戶(hù)協(xié)會(huì)于1997年7月成立。協(xié)會(huì)的會(huì)員由生產(chǎn)廠商(包括國(guó)際PROFIBUS用戶(hù)協(xié)會(huì)成員在中國(guó)開(kāi)辦的合資或獨(dú)資企業(yè))、科研單位、學(xué)校、廠礦企業(yè)及其他用戶(hù)組成。協(xié)會(huì)的宗旨是竭城為廣大用戶(hù)服務(wù),通過(guò)舉辦技術(shù)講座及發(fā)行不定期內(nèi)部刊物等手段介紹國(guó)際國(guó)內(nèi)PROFIBUS發(fā)展及應(yīng)用的最新動(dòng)態(tài),宣傳和介紹有關(guān)生產(chǎn)廠家的最新產(chǎn)品及應(yīng)用實(shí)例,促進(jìn)用戶(hù)之間的信息交流。



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