PROFIBUS-DP總線及在煙草設備上的應用

四、PROFIBUS-DP的總線存取協議

　　1. 三種PROFIBUS（DP.FMS.PA）均使用一致的總線存取協議。該協議是通過OSI參考模型第二層（數據鏈路層）來實現的。它包括了保證數據可靠性技術及傳輸協議和報文處理。

　　2. 在PROFIBUS中，第二層稱之為現場總線數據鏈路層（Fieldbus Data Link - FDL）。介質存取控制（Medium Access Control - MAC）具體控制數據傳輸的程序，MAC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發送數據。

　　3.PROFIBUS協議的設計要滿足介質控制的兩個基本要求：

　　①. 在復雜的自動化系統（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通信任務。

　　②. 在復雜的程序控制器和簡單的I/O設備（從站）間通信，應盡可能快速又簡單地完成數據的實時傳輸。

　　為了滿足以上設計要求，PROFIBUS總線存取協議，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。

　　4.令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規定的時間內得到總線存取權（令牌）。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進行。主站得到總線存取令牌時可與從站通信。每個主站均可向從站發送或讀取信息。因此，可能有以下三種系統配置：

　　①.純主-從系統

　　②.純主-主系統

　　③.混合系統

　　如圖三所示，以一個由3個主站.7個從站構成的PROFIBUS系統為例。3個主站之間構成令牌邏輯環。當某主站得到令牌報文后，該主站可在一定時間內執行主站工作。在這段時間內，它可依照主-從通訊關系表與所有從站通信，也可依照主-主通訊關系表與所有主站通信。

　　5. 在總線系統初建時，主站介質存取控制MAC的任務是制定總線上的站點分配并建立邏輯環。

　　在總線運行期間，斷電或損壞的主站必須從環中排除，新上電的主站必須加入邏輯環。

　　6. 第二層的另一重要工作任務是保證數據的可靠性。PROFIBUS第二層的數據結構格式可保證數據的高度完整性。

　　7. PROFIBUS在第二層按照非連接的模式操作，除提供點對點邏輯數據傳輸外，還提供多點通信，其中包括廣播及選擇廣播功能.

　　8. PROFIBUS-DP用戶數據的接受和發送一般通過現場總線數據鏈路（FDL）采用帶應答的數據發送和請求（SRD）服務方式完成，其報文格式如下：

　　SRD請求：

　　SRD響應：

　　SYN—同步位：每個握手報文前必須保持33位長的空閑狀態（二進制“1”信號）。

　　SD2—啟動符：規定報文類型。

　　SD1：不帶數據域的信息域長度固定格式

　　SD2：信息域長度可變格式

　　SD3：帶數據域的信息域長度固定格式

　　SD4：令牌報文

　　SD5：短確認

　　LE­—報文長度

　　LEr—重復報文長度

　　DA—目的地址

　　SA—源地址

　　FC—功能碼（幀控制）：定義報文類型。

　　UD（UNIT DATD）—數據域

　　FCS—校驗字節（幀校驗序列）。

　　ED—終止字節