【正文】 MP1和DP從站之間的數(shù)據(jù)傳送分為參數(shù)設(shè)定、組態(tài)和數(shù)據(jù)交換3個(gè)階段。（4） DPM1和DP從站間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸DPM1和相關(guān)DP從站之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸是由DPM1按照確定的遞歸順序自動(dòng)進(jìn)行。如果在DPM1的數(shù)據(jù)傳輸階段中發(fā)生錯(cuò)誤，DPM1將所有相關(guān)的DP從站的輸出數(shù)據(jù)立即轉(zhuǎn)入清除狀態(tài)，而DP從站將不再發(fā)送用戶數(shù)據(jù)。在運(yùn)行狀態(tài)下，DPM1處于輸入和輸出數(shù)據(jù)的循環(huán)傳輸，DPM1從DP從站讀取輸入信息并向DP從站寫(xiě)入輸出信息；在清除狀態(tài)下，DPM1讀取 DP從站的輸入信息并使輸出信息保持在故障安全狀態(tài)；在停止?fàn)顟B(tài)下，DPM1和DP從站之間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸。如圖1所示，任何一個(gè)主站均可讀取DP從站的輸入／輸出映像，但只有一個(gè)DP主站允許對(duì)DP從站寫(xiě)入數(shù)據(jù)。圖32 ProfibusDP單主站系統(tǒng)ProfibusDP多主站系統(tǒng)中總線上連有多個(gè)主站。ProfibusDP單主站系統(tǒng)中，在總線系統(tǒng)運(yùn)行階段，只有一個(gè)活動(dòng)主站。 第12頁(yè) 共25頁(yè)（2）ProfibusDP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)在同一總線上最多可連接126個(gè)站點(diǎn)。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。典型的DPM1如PLC、PC等；DPM2是編程器、組態(tài)設(shè)備或操作面板，在DP系統(tǒng)組態(tài)操作時(shí)使用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的；DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備，是帶二進(jìn)制值或模擬量輸入輸出的I/O設(shè)備、驅(qū)動(dòng)器、閥門等。每個(gè)ProfibusDP系統(tǒng)包括3種類型設(shè)備：第一類DP主站（DPM1）、第二類DP主站（DPM2）和DP從站。對(duì)DP從站的輸入/輸出進(jìn)行存取保護(hù)。所有信息的傳輸按海明距離HD=4進(jìn)行。通過(guò)總線給DP從站賦予地址。強(qiáng)大的診斷功能，三級(jí)診斷信息。各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和可激活。控制指令允許輸入和輸出同步。采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（用戶數(shù)據(jù)傳送）或廣播（控制指令）通信。各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主從傳送。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，ProfibusDP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。4． ProfibusDP基本功能ProfibusDP用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)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。Profibus在第2層按照非連接的模式操作，除提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)邏輯數(shù)據(jù)傳輸外，還提供多點(diǎn)通信，包括廣播和選擇廣播功能。在總線運(yùn)行期間，斷電或損壞的主站必須從環(huán)中排除，新上電的主站必須加入邏輯環(huán)。所以可能有3種系統(tǒng)配置：純主從系統(tǒng)、純主主系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。在Profibus中，令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行。因此Profibus主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。Profibus協(xié)議的設(shè)計(jì)要滿足介質(zhì)存取控制的兩個(gè)基本要求： 1） 在復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時(shí)間間隔中，任何一個(gè)站點(diǎn)要有足夠的時(shí)間來(lái)完成通信任務(wù)。在Profibus中，第2層稱之為現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL，F(xiàn)ieldbus Data Link）。許多廠商提供專用總線插頭可將RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換成光纖導(dǎo)體信號(hào)或?qū)⒐饫w導(dǎo)體信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)。（3） 光纖傳輸技術(shù) Profibus系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應(yīng)用時(shí)，可使用光纖導(dǎo)體，以增加高速傳輸?shù)木嚯x。它可保持其本質(zhì)安全性，并通過(guò)總線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護(hù)接地連接，并通過(guò)盡可能的大面積屏蔽接線來(lái)復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。第10頁(yè) 共25頁(yè)～12Mbps，一旦設(shè)備投入運(yùn)行，全部設(shè)Profibus網(wǎng)絡(luò)最好使用9針D型插頭。RS485傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)：全部設(shè)備均與總線連接；每個(gè)分段上最多可接32個(gè)站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個(gè)總線終端電阻，確保操作運(yùn)行不發(fā)生誤差；兩個(gè)總線終端電阻必須一直有電源；當(dāng)分段站超過(guò)32個(gè)時(shí)，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(guò)4個(gè)；備均需選用同一傳輸速率。RS485傳輸技術(shù)用于ProfibusDP與ProfibusFMS。圖31 Profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)2．Profibus的傳輸技術(shù)Profibus提供了三種數(shù)據(jù)傳輸型式：RS485傳輸、IEC11572傳輸和光纖傳輸。根據(jù)IEC11572標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本質(zhì)安全性，而且可通過(guò)總線給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。ProfibusPA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的ProfibusDP協(xié)議。ProfibusFMS定義了第7層，應(yīng)用層包括第9頁(yè) 共25頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范（FMS）和低層接口（LLI）。第3到7層未加描述。 注：第一層為物理層，第二層為數(shù)據(jù)鏈路層，第三－六層末使用，第七層為應(yīng)用層（二）: Profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以ISO作為參考模型的。根據(jù)IEC1158－2標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性，而且可通過(guò)總線給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。 （3）Profibus－PA：PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的Profibus－DP協(xié)議。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說(shuō)明了各種不同Profibus－DP設(shè)備的設(shè)備行為。 （1）Profibus－DP：定義了第一．二層和用戶接口。 profibis的協(xié)議結(jié)構(gòu)（一） Profibus的協(xié)議結(jié)構(gòu)Profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Open System InterconnectionOSI）作為參考模型的。ProfibusPA專為過(guò)程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)連在一根總線上，并有本質(zhì)安全規(guī)范。 ProfibusDP是一種高速、低成本通信，專門用于設(shè)備級(jí)控制系統(tǒng)與分散式I/O的通信。目前已廣泛應(yīng)用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通電力等領(lǐng)域。 在有些行業(yè)，F(xiàn)CS是由PLC發(fā)展而來(lái)的；而在另一些行業(yè)，F(xiàn)CS又是由DCS發(fā)展而來(lái)的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，又存在著本質(zhì)的差異。 為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯(cuò)技術(shù)。 （7）數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。 （5）數(shù)據(jù)公路的最大允許長(zhǎng)度是多少。 （3）能適應(yīng)多少用戶和裝置（CRT、控制站等）。（2） DCS系統(tǒng)的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)： （1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC沒(méi)有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。近年來(lái)我國(guó)開(kāi)發(fā)的DCS系統(tǒng)也取得了很好的業(yè)績(jī)，如和利時(shí)公司的HS2000 DCS 系統(tǒng)的年銷售額達(dá)到一億元人民幣。分散控制使得系統(tǒng)由于某個(gè)局部的不可靠而造成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的損害降到很低的程度，加之各種軟硬件技術(shù)不斷走向成熟，極大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，因而迅速成為工業(yè)自動(dòng)控制的主流。這種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是“集中管理，分散控制”。七十年代中期出現(xiàn)的分散控制系統(tǒng)DCS（也成集散控制系統(tǒng)）也屬于分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（2）在線性和實(shí)時(shí)性通過(guò)人機(jī)接口和I/O接口，對(duì)過(guò)控對(duì)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、記錄、監(jiān)視、操作控制，可進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組態(tài)回路的在線修局部故障的在線維修。5 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性工作在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線，是專門在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)備前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線，是專為在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境工作而設(shè)計(jì)的，它可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線制實(shí)現(xiàn)電與通信，并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度分散性由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本身已可完成自動(dòng)控制的基本功能，使得現(xiàn)場(chǎng)總線已構(gòu)成一種新的全分布式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。而互用性則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備科進(jìn)行互換而實(shí)現(xiàn)互用。用戶可按自己的需要和對(duì)象把來(lái)自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組陳大小隨意的系統(tǒng)。這里的開(kāi)放是指對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致、公開(kāi)性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從，一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，它可以與任何遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備或系統(tǒng)相連?，F(xiàn)場(chǎng)總線處于信息/控制網(wǎng)絡(luò)最底層，雖然傳輸信息量不是很大，但要求實(shí)時(shí)性好，可靠性高，而且網(wǎng)絡(luò)接口盡可能簡(jiǎn)單，成本盡量降低?！? 第3頁(yè) 共25頁(yè)第2章 現(xiàn)場(chǎng)總線與DCS的異同由于微處理器技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，從80年代中期，即出現(xiàn)了很多帶有微處理器的智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表，從此萌發(fā)了現(xiàn)場(chǎng)總線的思想。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的興起，開(kāi)辟了工廠底層網(wǎng)絡(luò)的新天地。加上商業(yè)利益的驅(qū)使，它們都各自正在十分激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中求得發(fā)展。大