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本章從profibus協(xié)議標準角度，概要說明了profibus技術要點。使讀者可快速了解profibus技術概貌。
2.1 profibus概貌
(1) profibus是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標準。廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通、電力等其他領域自動化。
(2) profibus由三個兼容部分組成，即profibus-dp（decentralized periphery）、profibus-pa(process automation)、profibus-fms(fieldbus message specification)。
(3) profibus-dp：是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統(tǒng)與分散式i/o的通信。使用profibus-dp可取24vdc或4-20ma信號傳輸。
(4) profibus-pa：專為過程自動化設計，可使傳感器和執(zhí)行機構聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。
(5) profibus-fms：用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡，是一個令牌結構、實時多主網(wǎng)絡。
(7) profibus是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層與控制的現(xiàn)場總線技術。可實現(xiàn)現(xiàn)場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設備智能化提供了可行的解決方案。
2.2 prfibus基本特性
2.2.1 profibus協(xié)議結構
profibus協(xié)議結構是根據(jù)iso7498國際準，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡（open system interconnection—sio）作為參考模型的。該模型共有七層，如下圖2-1所示：
圖2-1：profibus協(xié)議結構
(1) profibus-dp：定義了第一、二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設備可調(diào)用的應用功能，并詳細說明了各種不同profibus-dp設備的設備行為。
(2) profibus-fms：定義了第一、二、七層，應用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（fieldbus message specification-fms）和低層接口（lower layer interface—lli）。fms包括了應用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務。lli協(xié)調(diào)不同的通信關系并提供不依賴設備的第二層訪問接口。
(3) profibus-pa：pa的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的profibus-dp協(xié)議。另外，pa還描述了現(xiàn)場設備行為的pa行規(guī)。根據(jù)iec1158-2標準，pa的傳輸技術可確保其本征安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場設備供電。使用連接器可在dp上擴展pa網(wǎng)絡。
2.2.2 profibus傳輸技術
profibus提供了三種數(shù)據(jù)傳輸類型：
· 用于dp和fms的rs485傳輸。
· 用于pa的iec1158-2傳輸。
· 光纖
2.2.2.1用于dp/fms的rs485傳輸技術
由于dp與fms系統(tǒng)使用了同樣的傳輸技術和統(tǒng)一的總線訪問協(xié)議，因而，這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時操作。
rs-485傳輸是profibus的一種傳輸技術。這種技術通常稱之為h2。采用的電纜是屏蔽雙絞銅線。
rs-485傳輸技術基本特征：
· 網(wǎng)絡拓撲：線性總線，兩端有有源的總線終端電阻。
· 傳輸速率：9.6k bit/s~12m bit/s
· 介質：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件（emc）。
· 站點數(shù)：每分段32個站（不帶中繼），可多到127個站（帶中繼）。
· 插頭連接：最好使用9針d型插頭。
2.2.2.2 rs-485傳輸設備安裝要點
(1) 全部設備均與總線連接。
(2) 每個分段上最多可接32個站（主站或從站）。
(3) 每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保操作運行不發(fā)生誤差。兩個總線終端電阻必須永遠有。見圖2-2所示。
(4) 當分段站超過32個時，必須使用中繼器用以連接各總線段。串聯(lián)的中繼器一般不超過3個。見圖2-3所示：
圖2-2：profibud-dp和profibus-fms的電纜接線和總線終端電阻
