profibus通信协议基础

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1 什么是profibus

PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准，一种串行通信协议，在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究*所推动[1]，PROFIBUS是程序总线网络（PROcess FIeld BUS）的简称。Profibus广泛用于工业自动化领域中传输数据和控制信号。

Profibus标准化组织隶属于 Profibus&Profinet intermational（PI），位于德国的Karlsruhe。

PI 官网

1.1 profibus和profinet的区别

首先，profibus和用在工业以太网的profinet是两种不同的通信协议。

1.2 profibus的特性

可以通过一根电缆传输数据和控制信号。

• 传输速度：传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6Kb/s到12Mb/s不等。
• 信息长度：最大传输信息长度为255B，最大数据长度为244B，典型长度为120B。
• 拓扑结构：网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。
• 站点个数：站点数取决于信号特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），最多127个站点带转发器。
• 传输介质：屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。
• 传输长度：当用双绞线时，传输距离最长可达9.6km，用光纤时，最大传输长度为90km。
• 传输技术：DP的RS485传输…

1.3 DP PA FMS区别

1.4 Profibus安装指南

1.4.x 电缆布线

1.4.x 终端电阻

1.4.x 电缆引脚

1.5 Profibus 设计指南摘录

1.5.x 应用

1.5.x 拓扑

1.5.x 总线周期时间

1.5.x 线缆

1.6 调试指导原则

1.6.1 CNTR-P信号

1.6.2 测量电压

1.6.3 有源屏蔽

1.6.4 供电

1.6.5 等电位连接系统

1.6.6 电感耦合

2 profibus DP

profibus DP用于现场层的高速数据传送。更多地应用在工业现场总线之间的通讯。

Profibus dp可以取代24伏DC或4~20mA的信号传输。

2.1 主站从站

主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。

2.2 传输特性

• 传输介质：RS－485双绞线．双线电缆或光缆。
• 波特率：波特率从9.6K bit/s到12M bit。
• 传输方式： 基于RS485差分信号的串行通信方式。

2.3 协议结构

Dp在七层模型中定义了第1、2层和用户接口。

• 用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能。
• 用户接口也详细定义了不同profibus dp设备的设备行为。

3 profibus PA

可以使传感器和执行机构连在同一根总线上。

Pa的数据传输采用扩展的profibus dp协议。

根据IEC1158-2标准，pa的传输技术可以保证其本征安全性。

Profibus PA连接器

4 Profibus FMS

• 实际应用非常少。

西门子MPI野史

Multi – PointInterface 多点交互。属于西门子的内部协议，并不公开。

Mpi是主站之间的通信。通信速率为12兆。最多可连接32个节点，最大通信距离50米。

Mpi适用于plc200 300 400等。