西门子CPU313C-2PTP卡件

【资料简介】

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1．PROFIBUS的协议结构

PROFIBUS协议结构是根据ISO7498，以OSI作为参考模型的。PROFIBUS-DP定义了第1、2层和用户接口。第3到7层未加描述。用户接口规定了用户及以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同PROFIBUS-DP设备的设备行为。PROFIBUS-FMS定义了第1、2、7层，应用层包括现场总线信息规范（FMS）和低层接口（LLI）。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强的通信服务；LLI协调不同的通信关系并提供不依赖设备的第2层访问接口。PROFIBUS-PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS-DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1157-2，PA的传输技术可确保其本质性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。

    2．PROFIBUS的传输技术

PROFIBUS提供了三种数据传输型式：RS-485传输、IEC1157-2传输和光纤传输。
 

   （1) RS-485传输技术

    RS-485传输是PROFIBUSzui常用的一种传输技术，通常称之为H2。RS-485传输技术用于PROFIBUS-DP与PROFIBUS-FMS。

    RS-485传输技术基本特征是：网络拓扑为线性总线，两端有有源的总线终端电阻；传输速率为9.6kbps~12Mbps；介质为屏蔽双电缆，也可取消屏蔽，取决于条件；不带中继时每分段可连接32个站，带中继时可多到127个站。

    RS-485传输设备安装要点：全部设备均与总线连接；每个分段上zui多可接32个站（主站或从站）；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4个；传输速率可选用9.6kbps~12Mbps，一旦设备投入运行，全部设备均需选用同一传输速率。电缆zui大长度取决于传输速率。

采用RS-485传输技术的PROFIBUS网络使用9针D型插头。当连接各站时，应确保数据线不要拧，在高电磁发射下运行应使用带屏蔽的电缆，屏蔽可电磁兼容性（EMC）。如用屏蔽编织线和屏蔽箔，应在两端与保护接地连接，并通过尽可能的大面积屏蔽接线来复盖，以保持良好的传导性。
 

（2）IEC1157-2传输技术

IEC1l57-2的传输技术用于PROFIBUS-PA，能化工和石油化工业的要求。它可保持其本质性，并通过总线对现场设备供电。IEC1157-2是一种位同步协议，可进行无电流的连续传输，通常称为H1。
 

    （3）光纤传输技术

    PROFIBUS在电磁很大的下应用时，可使用光纤导体，以高速传输的距离。可使用两种光纤导体：一种是价格低廉的塑料纤维导体，供距离小于50m情况下使用；另一种是玻璃纤维导体，供距离小于1km情况下使用。许多厂商提供总线插头可将RS-485转换成光纤导体或将光纤导体转换成RS-485。
 

    3. PROFIBUS总线存取控制技术

    PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一样的总线存取控制技术，它是通过OSI参考模型第2层（数据链路层）来实现的，它包括保证数据可靠性技术及传输协议和报文处理。在PROFIBUS中，第2层称之为现场总线数据链路层（FDL，Fieldbus Data link）。介质存取控制（M A C，   Medium Access Control）具体控制数据传输的程序，MAC必须确保在任何一个时刻只有一个站点发送数据。PROFIBUS协议的设计要介质存取控制的两个基本要求：
 

1）在复杂的自动化（主站）间的通信，必须保证在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有足够的时间来完成通信任务。
 

2）在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通信，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。

因此PROFIBUS主站之间采用令牌传送，主站与从站之间采用主从。令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时间内总线存取权（令牌），令牌在所有主站中循环一周的zui长时间是事先规定的。在PROFIBUS中，令牌传递仅在各主站之间进行。主站总线存取令牌时可依照主-从通信关系表与所有从站通信，向从站发送或读取信息，也可依照主-主通信关系表与所有主站通信。所以可能有3种配置：纯主-从、纯主-主和混合。

    在总线初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。在总线运行期间，断电或损坏的主站必须从环中排除，新上电的主站必须加入逻辑环。

    第2层的另一重要工作任务是保证数据的高度完整性。PROFIBUS在第2层按照非连接的操作，除提供点对点逻辑数据传输外，还提供多点通信，包括广播和选择广播功能。
 

    4．PROFIBUS-DP基本功能

PROFIBUS-DP用于现场设备级的高速数据传送，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。总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和处理。