ROFIBUS新培訓(xùn)由低到高ppt課件

1、PROFIBUS概述概述1PROFIBUS的協(xié)議構(gòu)造的協(xié)議構(gòu)造2PROFIBUS的的GSD文件文件3；PROFIBUS概述概述 Profibus是Process Fieldbus的簡(jiǎn)稱，中文稱號(hào):過程現(xiàn)場(chǎng)總線。 PROFIBUS首先是在87年由Siemens公司等13家企業(yè)和5 家研討機(jī)構(gòu)結(jié)合開發(fā)，到如今曾經(jīng)成為了國際上通用的現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范之一，全面覆蓋了工程自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。；傳統(tǒng)總線與PROFIBUS總線；PROFIBUS總線的優(yōu)點(diǎn) 與傳統(tǒng)的總線相比，PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、節(jié)省硬件本錢 2、設(shè)計(jì)組態(tài)安裝調(diào)試簡(jiǎn)便 3、系統(tǒng)的平安可靠性好減少缺點(diǎn)停機(jī)時(shí)間 4、系統(tǒng)維護(hù)設(shè)備改換

2、和系統(tǒng)擴(kuò)展方便 5、用戶對(duì)系統(tǒng)配置 設(shè)備選型有最大的自主權(quán) 6、完善了企業(yè)信息系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合自動(dòng)化提供了根底；PROFIBUS族員 PROFIBUS家族成員包括PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-DP以及PROFIBUS-PA。；PROFIBUS-DP 用于電氣自動(dòng)化和設(shè)備自動(dòng)化中快速的數(shù)據(jù)交換。它具有設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)錢低廉，功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。DP的根本版本是DP-V0,擴(kuò)展版本DP-V1，DP-V2。 DP-V0：實(shí)現(xiàn)1類主站和從站之間的循環(huán)數(shù)據(jù)通訊。 DP-V1：實(shí)現(xiàn)循環(huán)數(shù)據(jù)I/O數(shù)據(jù)交換和專為過程控制而設(shè)計(jì)的非循環(huán)數(shù)據(jù)交換。 DP-V2：實(shí)現(xiàn)高精度控制多個(gè)輸入同時(shí)采樣、等時(shí)同步控制

3、；PROFIBUS-PA PORFIBUSPA：專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征平安規(guī)范。通俗的了解就是它替代了過程控制中傳統(tǒng)的4-20mA規(guī)范信號(hào)。；PROFIBUS-FMS PROFIBUSFMS：用于車間級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌構(gòu)造、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。主要運(yùn)用領(lǐng)域是大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸，把假設(shè)干個(gè)分散過程部分集中到一個(gè)公共過程中。；PROFIBUS工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)；PROFIBUS協(xié)議構(gòu)造協(xié)議構(gòu)造 PROFIBUS的協(xié)議構(gòu)造以ISO/OSI為參考模型，所以它的協(xié)議構(gòu)造符合開放性和規(guī)范化的要求。；PROFIBUS協(xié)議構(gòu)造物理層物理層1數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層2運(yùn)用層運(yùn)用層7

4、用戶層用戶層8；物理層 物理層定義了“物理的即電氣的和機(jī)械的特性，在這其中包括PROFIBUS設(shè)備的物理傳輸線路技術(shù)以及規(guī)范。 PROFIBUS傳輸技術(shù)： 1、用于DP傳輸：RS485傳輸技術(shù) 2、用于PA傳輸：IEC11582傳輸技術(shù)MBP 3、光纖傳輸技術(shù)：用于提高抗干擾性和增大網(wǎng)絡(luò)間隔3；用于DP傳輸?shù)腞S-485傳輸技術(shù) RS-485RS-485傳輸是傳輸是PROFIBUSPROFIBUS最常用的的一種傳輸技術(shù)。主最常用的的一種傳輸技術(shù)。主要用于要用于DPDP傳輸。這種技術(shù)采用的電纜是屏蔽雙絞銅線傳輸。這種技術(shù)采用的電纜是屏蔽雙絞銅線，具有簡(jiǎn)單、本錢低、傳輸速率快等特點(diǎn)。，具有簡(jiǎn)單、本

5、錢低、傳輸速率快等特點(diǎn)。 RS-485RS-485傳輸技術(shù)根本特征：傳輸技術(shù)根本特征： 1 1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌嚎偩€型，兩端有有源的總線終端電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌嚎偩€型，兩端有有源的總線終端電阻。阻。 2 2傳輸速率：傳輸速率：9.6K9.6Kbitbit/s/s12M12Mbit/bit/s s 3 3介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件環(huán)境條件EMCEMC。 4 4站點(diǎn)數(shù)：每分段站點(diǎn)數(shù)：每分段3232個(gè)站不帶中繼器，可多個(gè)站不帶中繼器，可多到到126126個(gè)站帶中繼器。個(gè)站帶中繼器。 5 5插頭銜接：最好運(yùn)用插頭銜接：最好運(yùn)用9 9針針D D型插頭型插頭3

6、；用于DP傳輸?shù)腞S-485傳輸技術(shù) PROFIBUS交換數(shù)據(jù)運(yùn)用異步傳輸技術(shù)和NRZ編碼，NRZ編碼的二進(jìn)制信號(hào)“0和“1的信號(hào)電平在信號(hào)繼續(xù)期間維持不變。3；9針D型銜接器的針腳分配9針D 型銜接器的針腳分配3；規(guī)范A型電纜參數(shù) RS485傳輸技術(shù)采用的電纜型號(hào)多種多樣，普通現(xiàn)場(chǎng)中采用規(guī)范的A型電纜：3標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的A型電纜數(shù)據(jù)型電纜數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)值阻抗在頻率為3-20MHz時(shí)為135-165電容0.64mm導(dǎo)體面積0.34mm2；每個(gè)波特率對(duì)應(yīng)的網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度在RS485傳輸技術(shù)中，每個(gè)網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度，隨著波特率的添加，而減少。其中，規(guī)范A型電纜對(duì)應(yīng)的每個(gè)網(wǎng)段最大長(zhǎng)度如下：留意：由于受電纜本身

7、電阻，以及質(zhì)量的問題，普通的電纜無法到達(dá)上述長(zhǎng)度要求。信號(hào)傳輸速率信號(hào)傳輸速率最大網(wǎng)段長(zhǎng)度最大網(wǎng)段長(zhǎng)度/m 9.6 kbit/s120019.2 kbit/s120045.45 kbit/s120093.75 kbit/s1200187.5 kbit/s1000500 kbit/s4001.5 Mbit/s2003 Mbit/s1006 Mbit/s10012 Mbit/s100；總線網(wǎng)絡(luò)中可擴(kuò)展的最大長(zhǎng)度在PROFIBUS-DP安裝中，必需選擇一個(gè)與該總線銜接的一切設(shè)備都支持的數(shù)據(jù)傳輸速率。所選擇的數(shù)據(jù)傳輸速率決議了如上所述的最大網(wǎng)段的長(zhǎng)度。在每一個(gè)PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)總線站之

8、間的最大答應(yīng)的間隔可計(jì)算如下:(NO_REP + 1)x網(wǎng)段長(zhǎng)度NO_REP=串聯(lián)銜接的中繼器的最大數(shù)量例：中繼器制造商的規(guī)定允許串聯(lián)9個(gè)中繼器，那么在1.5M bit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率下，兩總線站之間的最大間隔如下：(9+1)x200m=2000m；終端電阻的運(yùn)用 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中的終端電阻及運(yùn)用 當(dāng)信號(hào)在電纜上傳輸時(shí)，任何附加的電阻、電容，以及線路終端都會(huì)引起信號(hào)反射，像回聲一樣，反射會(huì)在線路上引起許多信號(hào)的疊加，產(chǎn)生嚴(yán)重的信號(hào)干擾，特別是在高速率傳輸時(shí)，這種情況更嚴(yán)重。為減少反射，最好的方法就是在PROFIBUS網(wǎng)段的兩端加上一個(gè)適當(dāng)?shù)慕K端電阻。這個(gè)終端電阻可以設(shè)置在設(shè)備中，也可以

9、設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)銜接器中。；終端電阻的運(yùn)用；終端電阻的運(yùn)用；網(wǎng)段設(shè)備數(shù)量分布一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中最多只能有126個(gè)設(shè)備包括主站和從站，假設(shè)間隔過長(zhǎng)或某一處的從站設(shè)備過多，就需求把DP網(wǎng)絡(luò)分成假設(shè)干個(gè)網(wǎng)段。在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段中，最多只能有32個(gè)設(shè)備。假設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備數(shù)量多于32個(gè)或由于受間隔以及設(shè)備性質(zhì)的限制，那就必需劃分出多個(gè)網(wǎng)段，網(wǎng)段之間用中繼器或者段耦合器銜接。；IEC1158IEC11582 2的傳輸技術(shù)的傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)IEC1158IEC11582 2的傳輸技術(shù)是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)展無電流的的傳輸技術(shù)是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)展無電流的延續(xù)傳輸。傳輸運(yùn)用固定波特延續(xù)傳輸。傳輸運(yùn)用固定波特

10、31.25kbit/s31.25kbit/s用于用于PAPA傳輸，能滿足化傳輸，能滿足化工和石油化工業(yè)的要求。它可堅(jiān)持其本征平安性，并經(jīng)過總線對(duì)工和石油化工業(yè)的要求。它可堅(jiān)持其本征平安性，并經(jīng)過總線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。IEC1158IEC11582 2傳輸技術(shù)特性：傳輸技術(shù)特性：數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字式、位同步、曼徹斯特編碼。數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字式、位同步、曼徹斯特編碼。傳輸速率：傳輸速率：31.25K31.25Kbitbit/s/s，電壓式。，電壓式。數(shù)據(jù)可靠性：前同步信號(hào)數(shù)據(jù)可靠性：前同步信號(hào), ,采用起始和終止限定符防止誤差采用起始和終止限定符防止誤差。電纜：雙絞線，屏蔽式或非屏蔽式。電纜：

11、雙絞線，屏蔽式或非屏蔽式。遠(yuǎn)程電源供電：可選附件，經(jīng)過數(shù)據(jù)線。遠(yuǎn)程電源供電：可選附件，經(jīng)過數(shù)據(jù)線。站數(shù)：每段最多站數(shù)：每段最多3232個(gè)，總數(shù)最多為個(gè)，總數(shù)最多為126126個(gè)。個(gè)。中繼器：最多可擴(kuò)展至中繼器：最多可擴(kuò)展至4 4臺(tái)。臺(tái)。 ；光纖傳輸技術(shù) 光纖傳輸技術(shù)：可用塑料光纖和玻璃光纖。塑料光纖光纖傳輸技術(shù)：可用塑料光纖和玻璃光纖。塑料光纖廉價(jià)，銜接方便，但傳輸間隔小于廉價(jià)，銜接方便，但傳輸間隔小于50m；玻璃光纖價(jià)；玻璃光纖價(jià)錢較貴，但傳輸間隔遠(yuǎn)。錢較貴，但傳輸間隔遠(yuǎn)。 光纖傳輸優(yōu)點(diǎn)：光纖傳輸優(yōu)點(diǎn)： 1傳輸間隔長(zhǎng)；傳輸間隔長(zhǎng)； 2抗電磁干擾；抗電磁干擾； 3電氣隔離特性防止了電勢(shì)差和接地

12、電流的問題；電氣隔離特性防止了電勢(shì)差和接地電流的問題； 4光纜分量輕，不會(huì)被腐蝕。光纜分量輕，不會(huì)被腐蝕。 留意：光纖傳輸技術(shù)，需求用專門的設(shè)備進(jìn)展接納與留意：光纖傳輸技術(shù)，需求用專門的設(shè)備進(jìn)展接納與發(fā)送，針對(duì)光纖傳輸技術(shù)，鼎實(shí)公司專門研發(fā)了單模發(fā)送，針對(duì)光纖傳輸技術(shù)，鼎實(shí)公司專門研發(fā)了單模光纖模塊光纖模塊PB-OLM-S和多模光纖模塊和多模光纖模塊PB-OLM-M，用，用于信號(hào)的接納和發(fā)送。于信號(hào)的接納和發(fā)送。；數(shù)據(jù)鏈路層 PROFIBUS的數(shù)據(jù)交換發(fā)生在主站和從站之間，而一切的這種數(shù)據(jù)交換都必需按一定的協(xié)議來完成。數(shù)據(jù)鏈路層中包含了對(duì)數(shù)據(jù)傳輸報(bào)文的普通構(gòu)造描畫、平安機(jī)制設(shè)置以及能夠提供的效

13、力。；SDSDLELELErLErSDrSDrDADASASAFCFCDU.DU.FCSFCSEDEDPROFIBUSPROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路層的普通格式數(shù)據(jù)鏈路層的普通格式SD： 報(bào)頭；LE： 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度DA： 目的地址SA： 源地址； FC： 功能碼FCS：幀校驗(yàn)序列ED： 報(bào)尾，固定為0 x16；功能碼的含義：功能碼的含義：b7b7b6b6b5b5b4b4b3b3b2b2b1b1b0b0功能編號(hào)站類型和形狀：00：從站01：主站未預(yù)備好10：主站已預(yù)備11：主站正在令牌環(huán)中報(bào)文類型：1：懇求報(bào)文；0：呼應(yīng)報(bào)文總為0；運(yùn)用層 運(yùn)用層FAL是一種運(yùn)用層通訊規(guī)范，它為用戶程序提供訪問現(xiàn)場(chǎng)總線通訊

14、環(huán)境的手段。它從運(yùn)用的角度規(guī)定了如何發(fā)出和傳送懇求和呼應(yīng)，其目的在于支持用戶、功能塊和管理運(yùn)用。PROFIBUS的運(yùn)用層規(guī)定了詳細(xì)的數(shù)據(jù)傳送報(bào)文規(guī)范和數(shù)據(jù)格式。；用戶層 PROFIBUS用戶層主要定義了一些通訊行規(guī)，包括：運(yùn)用行規(guī)和系統(tǒng)行規(guī)。 運(yùn)用行規(guī)：主要涉及到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制和集成工具，它為制造商開發(fā)與行規(guī)一致的、可互操作的設(shè)備提供規(guī)范。 系統(tǒng)行規(guī)：更進(jìn)一步地描畫系統(tǒng)類別，它包含主站功能、規(guī)范程序接口能夠的功能符合IEC61131-3的FB、平安等級(jí)和FDT和集成工具選項(xiàng)GSD、EDD和DTM。 系統(tǒng)行規(guī)充分描畫可供現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)用的特定的系統(tǒng)參數(shù)，而運(yùn)用行規(guī)那么可以運(yùn)用這些系統(tǒng)參數(shù)，最大程度地

15、簡(jiǎn)化它們定義的特性。；PROFIBUS的的GSD文件文件 PROFIBUS中的1類主站和一切從站在進(jìn)展系統(tǒng)組態(tài)時(shí)，必需知道它們的設(shè)備特征和性能，如制造商的名字、該設(shè)備支持的波特率、I/O模塊情況以及其他必需和可選的特性數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都是寫在一個(gè)ASCII格式的文件中的，這個(gè)文件就是GSD文件。；GSD文件的組成GSD文件的組成文件的組成普通特性普通特性主要包括制造商的一些信息，如設(shè)備主要包括制造商的一些信息，如設(shè)備稱號(hào)，稱號(hào)，GSD版本號(hào)，波特率等；版本號(hào)，波特率等；主站特性主站特性主要包括與主站有關(guān)的參數(shù)，如最大主要包括與主站有關(guān)的參數(shù)，如最大能處置的從站數(shù)，上載和下載選擇等。從站能處置的從站數(shù)，上載和下載選擇等。從站沒有該部分；沒有該部分；從站特性從站特性主要包括一切的從站信息，如主要包括一切的從站信息，如I/O通道通道的數(shù)量和類型，診斷功能等，假設(shè)該從站為的數(shù)量和類型，診斷功能等，假設(shè)該從站為模塊類型，那么還包括可獲得的模塊數(shù)量和模塊類型，那么還包括可獲得的模塊數(shù)量和類型。類型。；GSD文件的命名 GSD文件的命名，普通格式為公司