PROFIBUS—DP/FMS/PA分析
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1．Profibus – Dp用于現場層的高速數據傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發送輸出信息。總線循環時間必須要比主站（PLC）程序循環時間短。除周期性用戶數據傳輸外，PROFIBUS-Dp還提供智能化設備所需的非周期性通信以進行組態、診斷和報警處理。
傳輸技術：RS－485雙絞線．雙線電纜或光纜。波特率從9.6K bit/s到12M bit/s。
總線存取：各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主—從傳送。支持單主或多主系統。總線上最站點（主－從設備）數為126。
通信：點對點（用戶數據傳送）或廣播（控制指令）。循環主－從用戶數據傳送和非循環主－主數據傳送。
運行模式：運行、清除、停止。
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。
功能：DP主站和DP從站間的循環用戶有數據傳送。各DP從站的動態激活和可激活。DP從站組態的檢查。強大的診斷功能，三級診斷診斷信息。輸入或輸出的同步。通過總線給DP從站賦予地址。通過部線對DP主站（DPM1）進行配置，每DP從站的輸入和輸出數據最大為246字節。
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據傳送監視。
設備類型：第二類DP主站（DPM2）是可進行編程、組態、診斷的設備。第一類DP主站（DPM1）是中央可編程控制器，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。
（1）Profibus–DP基本特征
①速率：在一個有著32個站點的分布系統中，Profibus-DP對所有站點傳送512 bit/s 輸入和512bit/s輸出，在12Ｍbit/s時只需１毫秒。
②診斷功能：經過擴展的Profibus-DP診斷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，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。
通過診斷操作：一個單獨輸入/輸出位的故障。
（2）Profibus-DP允許構成單主站或多主站系統。在同一總線上 最多可連接126個站點。系統配置的描述包括：站數、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數據格式、診斷信息格式及所使用的總線參數。每個PROFIBUS-DP系統可包括以下三種壞同類型設備：
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．組態設備或操作面板，在DP系統組態操作時使用，完成系統操作和監視目的。
③DP從站：DP從站是進行輸入和輸出信息采集和發送的外圍設備（I/O設備．驅動器．HMI．閥門等）。
④單主站系統：在總線系統的運行階段，只有一個活動主站。
⑤多主站系統：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。每個子系統包括一個DPMI．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/輸出映象，但只有一個DP主站允許對DP從站寫入數據。
（3）系統行為
系統行為主要取決于DPM1的操作狀態，這此狀態由本地或總線的配置設備所控制。主要有以下三種狀態：
停止：在這種狀態下，DPM1和DP從站之間沒有數據傳輸。
清除：在這種狀態下，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。
運行：在這種狀態下，DPM1處于數據傳輸階段，循環數據通信時，DPM1從DP站讀取輸入信息并向從站寫入輸出信息。
①DPM1設備在一個預先設定的時間間隔內，以有選擇的廣播方式將其本地狀態周期性地發送到每一個有關的DP從站。
②如果在DPM1的數據傳輸階段中發生錯誤，DPM1將所有有關的DP從站的輸出數據立即轉入清除狀態，而DP從站將不在發送用戶數據。在次之后，DPM1轉入清除狀態。
（4）DPM1和DP從站間的循環數據傳輸
DPM1和相關DP從站之間的用戶數據傳輸是由DPM1按照確定的遞歸順序自動進行。在對總線系統進行組態時，用戶對DP從站與DPM1的關系作出規定，確定哪些DP從站被納入信息交換的循環周期，哪些被排斥在外。
DMP1和DP從站之間的數據傳送分三個階段：參數設定、組態、數據交換。在參數設定階段，每個從站將自己的實際組態數據與從DPM1接受到的組態數據進行比較。只有當實際數據與所需的組態數據相匹配時，DP從站才進入用戶數據傳輸階段。因此，設備類型、數據格式、長度以及輸入輸出數量必須與實際組態一致。
（5）DPM1和系統組態設備間的循環數據傳輸
除主—從功能外，Profibus－DP允許主—主之間的數據通信，這些功能使組態和診斷設備通過總線對系統進行組態。
（6）同步和鎖定模式
除DPM1設備自動執行的用戶數據循環傳輸外，DP主站設備也可向單獨的DP從站。一組從站或全體從站同時發送控制命令。這些命令通過有選擇的廣播命令發送的。使用這一功能將打開DP從站的同及鎖定模式，用于DP從站的事件控制同步。
主站發送同步命令后，所選的從站進入同步模式。在這種模式中，所編址的從站輸出數據鎖定在當前狀態下。在這之后的用戶數據傳輸周期中，從站存儲接收到輸出的數據，但它的輸出狀態保持不變；當接收到下一同步命令時，所存儲的輸出數據才發送到外圍設備上。用戶可通過非同步命令退出同步模式。
鎖定控制命令使得編址的從站進入鎖定模式。鎖定模式將從站的輸入數據鎖定在當前狀態下，直到主站發送下一個鎖定命令時才可以更新。用戶可以通過非鎖定命令退出鎖模式。
（7）保護機制
對DP主站DPM1使用數據控制定時器對從站的數據傳輸進行監視。每個從站都采用獨立的控制定時器。在規定的監視間隔時間中，如數據傳輸發生差錯，定時器就會超時。一旦發生超時，用戶就會得到這個信息。如果錯誤自動反應功能“使能”，DPM1將脫離操作狀態，并將所有關聯從站的輸出置于故障安全狀態，并進入清除狀態。
2．擴展DP功能
DP擴展功能是對DP基本功能的補充，與DP基本功能兼容。
（1）DPM1與DP從站間非循環的數據傳輸。
（2）帶DDLM讀和DDLM寫的非循環讀/寫功能，可讀寫從站任何希望數據。
（3）報警響應，DP基本功能允許DP從站用診斷信息向主站自發地傳輸事件，而新增的DDLM－ALAM－ACK功能被用來直接響應從DP從站上接收的報警數據。
（4）DPM2與從站間的非循環的數據傳輸。
3．電子設備數據文件（GSD）
為了將不同廠家生產的Profibus產品集成在一起，生產廠家必須以GSD文件（電子設備數據庫文件）方式將這些品的功能參數（如I/O點數、診斷信息、波特率、時間監視等）。標準的GSD數據將通信擴大到操作員控制級。使用根據GSD所作的組態工具可將不同廠商生產的設備集成在同一總線系統中。
GSD文件可分為三個部分：
（1）總規范：包括了生產廠商和設備名稱、硬件和軟件版本．波特率．監視時間間隔．總線插頭指定信號。
（2）與DP有關的規范：包括適用于主站的各項參數，如允許從站個數．上裝/下裝能力。
（3）與DP從站有關的規范：包括了與從站有關的一切規范，如輸入/輸出通道數、類型、診斷數據等。
4．Profibus-DP行規
Profibus–DP協議明確規定了用戶數據怎樣在總線各站之間傳遞，但用戶數據的含義是在PROFIBUS行規中具體說明的。另外，行規還具體規定了PROFIBUS－DP如何用于應用領域。使用行規可使不同廠商所生產的不同設備互換使用，而工廠操作人員毋須關心兩者之間的差異。因為與應用有關的含義在行規中均作了精確的規定說明。下面是PROFIBUS－DP行規，括弧中數字是文件編號：
（1）NC/RC行規（3.052）
（2）編碼器行規（3.062）
（3）變速傳動行規（3.071）
關鍵詞：
PROFIBUS—DPFMSP
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