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PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)源

作者: 時(shí)間:2016-12-12 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
  Profibus是聯(lián)邦德國于九十年代初制定的國家工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議標準,代號DIN19245,由十三家工業(yè)企業(yè)及五家研究所經(jīng)過(guò)兩年多的時(shí)間完成。1996年經(jīng)歐洲電工委員會(huì )批準被列為歐洲標準EN50170。根據歐洲標準化規則,EN50170于當年自動(dòng)地在法律上得到歐洲所有國家標準化機構的認可。德國注銷(xiāo)了原有的PROFIBUS國家標準DIN19245,以EN50170取而代之。從現在起,歐洲所有公開(kāi)的招標都是在EN50170的基礎上進(jìn)行的.EN50170在保護投資方面為生產(chǎn)廠(chǎng)家和用戶(hù)提供了一個(gè)最高的標準。    PROFIBUS 提供一個(gè)從傳感器直至管理層的透明網(wǎng)絡(luò )。正因為如此,PROFIBUS 可以在許多方面——從汽車(chē)工業(yè)、機器制造業(yè)、食品工業(yè)、運輸業(yè)直到環(huán)保工程等,獲得應用。近年來(lái),PROFIBUS在眾多的現場(chǎng)總線(xiàn)中占據首位,并以其約占40%的市場(chǎng)份額居歐洲之冠.作為開(kāi)放式通信系統工業(yè)標準,PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)公布了網(wǎng)絡(luò )各層協(xié)議的所有規范。按照這些規范設計設備網(wǎng)絡(luò )接口,不同的設備可以實(shí)現網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)。這給控制設備的生產(chǎn)廠(chǎng)家、系統設計安裝調試單位和用戶(hù)帶來(lái)了極大的方便。用戶(hù)可根據需要選擇不同的設備,構成相應的系統,以減少設備的冗余度,降低成本,也為以后系統的擴充提供了方便?! ?p>   Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的特點(diǎn)?PROFIBUS為多主多從結構,可方便地構成集中式、集散式和分布式控制系統。網(wǎng)絡(luò )協(xié)議以 ISO/OSI參考模型為基礎,對第三層到第六層進(jìn)行了簡(jiǎn)化。
  Profibus協(xié)議的第一部分是物理層和鏈路層協(xié)議。物理層采用RS-485標準通信規范,傳輸介質(zhì)為雙絞線(xiàn),其技術(shù)指標如下:
  技術(shù)標準:EN50170 接口標準:EIA RS-485; 網(wǎng)絡(luò )插口:SUB-D9芯插頭; 波 特 率:9.6K,19.2K,93.75K,187.5K,500K 響應時(shí)間:<20ms; 編碼方式:IEC規定之ManchesterⅡ標準 ;
拓撲結構:兩端帶有終端器的總線(xiàn)結構 ;傳輸距離:波特率9.6K,19.2K,93.75K時(shí) 1200m; 波特率187.5K時(shí)600m ;波特率500K時(shí)200m(可通過(guò)中繼器增加傳輸距離) ;站 點(diǎn) 數:主站+從站共126個(gè) 電 纜:屏蔽雙絞線(xiàn),截面>0.22mm ,阻抗120 W   
             
   Profibus鏈路層又稱(chēng)FDL,它采用混合介質(zhì)存取方式,即主站間按令牌方式,主站和從站間按主從方式工作。令牌是一條特殊的電文,它在主站之間按照地址的升序傳遞總線(xiàn)控制權(即令牌),得到令牌的主站可在一定的時(shí)間內執行本站的工作。這種方式保證了在任一時(shí)刻只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數據,并且任一個(gè)主站在一個(gè)特定的時(shí)間片內都可以得到總線(xiàn)操作權,這就完全避免了沖突。鏈路層保證損壞或掉電的站點(diǎn)從環(huán)中排除,新上電的主站加入令牌環(huán)。鏈路層的另一個(gè)主要任務(wù)是保證數據的無(wú)差錯傳輸,這是通過(guò)海明間距=4、按照國際標準IEC870-5-1制定的特殊的起始和結束界定符、每個(gè)字節的奇偶校驗和每條電文的CRC循環(huán)校驗保證的.(可通過(guò)中繼器增加傳輸距離) PROFIBUS鏈路層提供的服務(wù)有:SDA (發(fā)送數據并要求回答) SDN (發(fā)送數據,不要求回答) SRD (發(fā)送數據并要求回送數據)CSRD(循環(huán)發(fā)送數據并要求回送數據)

  Profibus的最大電文長(cháng)度為255個(gè)字節。電文由標識符、源及目的地址、數據長(cháng)度、數據、命令字和循環(huán)校驗碼等構成,有效數據最長(cháng)246字節。
  Profibus協(xié)議的第二部分是應用層協(xié)議(FMS),第三部分為DP協(xié)議,它們都使用相同的底層協(xié)議,用于不同的應用領(lǐng)域。
  FMS定義了應用層(第七層)的內容。由于Profibus沒(méi)有第三層到第六層,所以這幾層的必要功能在一個(gè)稱(chēng)為“底層接口”(LLI)的模塊中完成,由LLI將這些功能映射到FMS中。FMS提供了多種強有力的通信服務(wù),這些服務(wù)是著(zhù)名的MAP協(xié)議中MMS服務(wù)的一個(gè)子集。為使這些功能適應不同應用領(lǐng)域當中真正的實(shí)際需要,FMS包括稱(chēng)為“行規”(PROFILE)的特殊定義。行規規定不同制造商制造的、遵從同一行規的PRIFIBUS設備應具有相同的通信功能。行規中除通信參數的選擇外,還包括隊狀態(tài)和錯誤的解釋及針對應用的定義等許多信息。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201612/329019.htm

  目前已經(jīng)完成的有大樓自動(dòng)化、驅動(dòng)器、傳感器和執行器、可編程控制器、紡織機器和低壓開(kāi)關(guān)設備等行規,這些行規的制定為用戶(hù)使用提供了極大的方便,也是Profibus得到廣泛應用的一個(gè)重要原因。
  Profibus協(xié)議的第三部分是PROFIBUS的DP協(xié)議,用于傳感器和執行器級的高速數據傳輸。它以PROFIBUS-FDL為基礎,根據其所需要達到的目標對通信功能加以擴充。DP的傳輸速率可達12Mbit/S,一般構成單主站系統,主站、從站間采用循環(huán)數據傳送方式(CSRD)工作。PROFIBUS-DP廣泛地應用在德國西門(mén)子公司生產(chǎn)的控制設備當中。DP和FMS可混合工作。
  Profibus協(xié)議的第四部分是PROFIBUS的PA協(xié)議,適用于對安全性要求較高的場(chǎng)合,這由PROFIBUS的第四部分描述,PA實(shí)現了IEC1158-2規定的通信規程,設備行規定義了設備各自的功能,設備描述語(yǔ)言(DDL)及功能塊允許對設備進(jìn)行完全的內部操作。
  綜上所述,Profibus嚴格的定義和完善的功能使其成為開(kāi)放式系統的典范。特別需要指出的是,除了使用專(zhuān)門(mén)的ASIC芯片之外,PROFIBUS也可以用通用電子器件實(shí)現(如8050,8086,V25等),價(jià)格低廉,容易推廣。這些特點(diǎn)使得它在短短幾年內在化工、冶金、機械加工以及其它自動(dòng)控制領(lǐng)域得到了迅速普及和應用。

  Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)的應用:據1997年統計,世界上已有約100多萬(wàn)臺PROFIBUS儀表在自動(dòng)化設備中應用,而且每年增長(cháng)20-30%。目前,世界上約有650家廠(chǎng)商加入了PROFIBUS用戶(hù)協(xié)會(huì )并提供上千種PROFIBUS產(chǎn)品。以著(zhù)名的西門(mén)子公司為例,它可提供一百多種PROFIBUS產(chǎn)品并已經(jīng)把它們應用在中國的許多自動(dòng)控制系統中.為在中國推廣應用PROFIBUS工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)標準,PROFIBUS中國用戶(hù)協(xié)會(huì )于1997年7月成立。協(xié)會(huì )的會(huì )員由生產(chǎn)廠(chǎng)商(包括國際PROFIBUS用戶(hù)協(xié)會(huì )成員在中國開(kāi)辦的合資或獨資企業(yè))、科研單位、學(xué)校、廠(chǎng)礦企業(yè)及其他用戶(hù)組成。協(xié)會(huì )的宗旨是竭城為廣大用戶(hù)服務(wù),通過(guò)舉辦技術(shù)講座及發(fā)行不定期內部刊物等手段介紹國際國內PROFIBUS發(fā)展及應用的最新動(dòng)態(tài),宣傳和介紹有關(guān)生產(chǎn)廠(chǎng)家的最新產(chǎn)品及應用實(shí)例,促進(jìn)用戶(hù)之間的信息交流。



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