【文章內容簡介】 如下圖2所示：圖2 PROFIBUS協(xié)議結構第一層:物理層（Physical Layer）定義了網(wǎng)絡信道上的信號與連接方式、傳輸介質、傳輸速率、每條線路連接儀表的數(shù)量、最大傳輸距離、電源等。當處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)時，該層接受數(shù)據(jù)鏈路層（DLL）下發(fā)的數(shù)據(jù)，并將以某種電氣信號進行編碼并發(fā)送。當處于數(shù)據(jù)接受狀態(tài)時，將相應的電氣信號編碼為二進制數(shù)，并送到鏈路層。第二層:數(shù)據(jù)鏈路層（Data Link Layer）定義了一系列服務于應用層的功能和向下與物理層的接口，使用物理層的服務，提供了介質存取控制功能、信息傳輸?shù)牟铄e檢驗。DLL提供原語服務和相關事件、與原語服務相關的參數(shù)格式，以及這些服務及事件之間的相關關系，DLL為用戶提供了可靠且透明的數(shù)據(jù)傳送服務。數(shù)據(jù)鏈路層是現(xiàn)場總線的核心。所有連接到同一物理通道上的應用進程實際上都是通過鏈路層的實時管理來協(xié)調的。為了突出實時性，現(xiàn)場總線沒有采用以往IEE802. 4標準中定義的分布式物理通道管理，而是采用了集中式管理方式。在這種方式下，物理通道被有效地利用起來，并可有效地減少或避免實時通信的延遲。第三層:應用層（Fieldbus Application Layer）為用戶提供了一系列的服務，擁有簡化或實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)中應用進程之間的通信，同時為分布式現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)提供了應用接口的操作標準，實現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性。應用層與其它層的網(wǎng)絡管理機構一起對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流動、網(wǎng)絡設備及網(wǎng)絡服務進行管理。第四層:用戶（User Layer）是專門針對工業(yè)自動化領域現(xiàn)場裝置的控制和具體應用而設計的，它定義了現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)庫間互相存取的統(tǒng)一規(guī)則，用戶憑標準功能塊可組態(tài)成系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶的應用程序，這是使現(xiàn)場總線標準超過一項通信標準而成為一項系統(tǒng)標準的關鍵，也是使現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)開放與可互操作性的關鍵。此外，現(xiàn)場總線基金會系統(tǒng)結構還為每個設備定義了一個網(wǎng)絡管理代理，可提供組態(tài)管理、性能管理和差錯管理的功能。系統(tǒng)管理負責完成設備地址分配、功能塊執(zhí)行調度、時鐘同步和標記定位等功能。 （1）PROFIBUSDP：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)以及不同設備可調用的應用功能，并詳細說明了各種不同PROFIBUSDP設備的設備行為。（2）PROFIBUSFMS：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 SpecificationFMS）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)調不同的通信關系并提供不依賴設備的第二層訪問接口。（3）PROFIBUSPA：PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的PROFIBUSDP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)IEC11582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。3 PROFIBUSDP概述PROFIBUSDP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)時間必須要比主站（PLC）程序循環(huán)時間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUSDP還提供智能化現(xiàn)場設備所需的非周期性通信以進行組態(tài)、診斷和報警處理。 PROFIBUSDP的基本功能（1）傳輸技術：RS485雙絞線、雙線電纜或光纜。（2）總線存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主—從傳送。支持單主或多主系統(tǒng)?？偩€上最多站點（主—從設備）數(shù)為126。（3）通信：點對點（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）。循環(huán)主—從用戶數(shù)據(jù)傳送和非循環(huán)主—主數(shù)據(jù)傳送。（4）運行模式：運行、清除、停止。（5）同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。（6）功能：DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳送。各DP從站的動態(tài)激活和可激活。DP從站組態(tài)的檢查。強大的診斷功能，三級診斷信息。輸入或輸出的同步。通過總線給DP從站賦予地址。通過總線對DP主站（DPM1）進行配置。每DP從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為246字節(jié)。（7）可靠性和保護機制：所有信息的傳輸按海明距離HD=4進行。DP從站帶看門狗定時器（Watchdog Timer）。對DP從站的輸入/輸出進行存取保護。DP主站上帶可變定時器的用戶數(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。（8）設備類型：第二類DP主站（DPM2）是可進行編程、組態(tài)、診斷的設備。第一類DP主站（DPM1）是中央可編程序控制器，如PLC、PC等。DP從站是帶二進制值或模擬量輸入輸出的驅動器、閥門等。 PROFIBUSDP基本特征（1）速率：在一個有著32個站點的分布系統(tǒng)中，PROFIBUSDP對所有站點傳送512 bit/s輸入和512 bit/s輸出，在12M bit/s時只需1毫秒。（2）診斷功能：經(jīng)過擴展的PROFIBUSDP診斷能能對故障進行快速定位。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。診斷信息分三級： 本站診斷操作：本站設備的一般操作狀態(tài)，如溫度過高、壓力過低。 模塊診斷操作：一個站點的某具體I/O模塊故障。 通道診斷操作：一個單獨輸入/輸出位的故障。4 PROFIBUSDP控制系統(tǒng) PROFIBUSDP系統(tǒng)配置和設備類型PROFIBUSDP允許構成單主站或多主站系統(tǒng)。在同一總線上最多可連接126個站點。系統(tǒng)配置的描述包括：站數(shù)、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數(shù)據(jù)格式、診斷信息格式及所使用的總線參數(shù)。每個PROFIBUSDP系統(tǒng)可包括以下三種不同類型設備：（1）一級DP主站（DPM1）：一級DP主站是中央控制器，它在預定的信息周期內與分散的站（如DP從站）交換信息。典型的DPM1如PLC或PC。（2）二級DP主站（DPM2）：二級DP主站是編程器、組態(tài)設備或操作面板，在DP系統(tǒng)組態(tài)操作時使用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的。（3）DP從站：DP從站是進行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設備（I/O設備、驅動器、HMI、閥門等）。具體介紹如下:PLC(智能型1/0) : PLC自身有程序存儲器，PLC的CPU部分執(zhí)行程序并按程序指令驅動I/O，可以作為Profibus的一個從站。在PLC存儲器中劃分出一段特定區(qū)域，作為PLC與主站通信的共享數(shù)據(jù)區(qū)。主站可以通過通信間接控制從站PLC的I/O接口。分散式1/O(非智能型I/O ):通常由電源部分、通信適配器部分、接線端子部分組成。分散式I/O不具有程序存儲和程序執(zhí)行，通信適配器部分接收主站指令，按主站指令驅動I/O，并將I/O輸入及故障診斷等信息返回給主站。通常分散型I/O是由主站統(tǒng)一編址，這樣在主站編程時使用分散式I/O與使用主站的I/O沒有什么區(qū)別。驅動器、傳感器、執(zhí)行機構等現(xiàn)場設備:即帶Profibus接口的現(xiàn)場設備，可由主站在線完成系統(tǒng)配置、參數(shù)修改、數(shù)據(jù)交換等功能。至于哪些參數(shù)可進行通信及參數(shù)格式由Profibus行規(guī)決定。（4）單主站系統(tǒng)：在總線系統(tǒng)的運行階段，只有一個活動主站。如圖3所示：單主系統(tǒng)實現(xiàn)最短的總線循環(huán)時間，他們的組成：● 1個DP1類主站● 1到125個DP從站● 1到DP2類主站（可選）圖3 單主站系統(tǒng)（5）多主站系統(tǒng)：總線上連有多個主站。這些主站與各自從站構成相互獨立的子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)包括一個DPM指定的若干從站及可能的DPM2設備。任何一個主站均可讀取DP從站的輸入/輸出映像，但是只有一個DP主站允許對DP從站寫入數(shù)據(jù)。如圖4所示： 　 圖4 多主站系統(tǒng) PROFIBUS控制系統(tǒng)配置的幾種形式 按現(xiàn)場設備類型分根據(jù)現(xiàn)場設備是否具備Profibus接口，Profibus控