PROFIBUSDP協(xié)議簡介剖析

1、PROFIBUS-DP協(xié)議簡介一.PROFIBUS - DP用于現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)時間 必須要比主站（PLC程序循環(huán)時間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外,PROFIBUS-Dp還 提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進行組態(tài).診斷和報警處理。傳輸技術(shù)：RS-485雙絞線.雙線電纜或光纜。波特率從 9.6K bit/s至U 12M bit/s。總線存?。焊髦髡鹃g令牌傳遞，主站與從站間為主-從傳送。支持單主或多主系 統(tǒng)?？偩€上最多站點（主-從設(shè)備數(shù)為126。通信:點對點（用戶數(shù)據(jù)傳送或廣播（控制指令。循環(huán)主-從用戶數(shù)據(jù)傳送和非 循環(huán)主-主

2、數(shù)據(jù)傳送。運行模式：運行.消除.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(huán)用戶有數(shù)據(jù)傳送。各 DP從站的動態(tài)激活 和可激活。DP從站組態(tài)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，每個 DP從站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最大為246字節(jié)?？煽啃院捅Ｗo機制：所有信息的傳卒&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(shù)據(jù)傳送監(jiān)視。設(shè)備類型：

3、第二類DP主站（DPM2是可進行編程.組態(tài).診斷的設(shè)備。第一類 DP主站（DPMI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(qū)動器.閥門等。（1PROFIBUS -DP 基本特征速率:在一個有著32個站點的分布系統(tǒng)中，PROFIBUS-DP對所有站點傳送512 bit/s輸入和512bit/s輸出，在12M bit/s時只需1毫秒。診斷功能：經(jīng)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(shè)備的一般操作狀態(tài)，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

4、。（通過診斷操作：一個單獨輸入/輸出位的故障。（2PROFIBUS-DP允許構(gòu)成單主站或多主站系統(tǒng)。在同一總線上最多可連接 126個站點。系統(tǒng)配置的描述包括：站數(shù).站地址輸入/輸出地址.輸入/輸出數(shù)據(jù)格式. 診斷信息格式及所使用的總線參數(shù)。每個 PROFIBUS-DP系統(tǒng)可包括以下三種壞同 類型設(shè)備：一級DP主站（DPMI:一級DP主站是中央控制器，它在預(yù)定的周期內(nèi)與分散的 站（如DP從站交換信息。典型的 DPMI如PLC或PC。二級DP主站（DPM2:二級DP主站是編程器.組態(tài)設(shè)備或操作面板，在DP系統(tǒng) 組態(tài)操作時使用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的。DP從站:DP從站是進行輸入和輸出信息采集和發(fā)送

5、的外圍設(shè)備 （I/O設(shè)備.驅(qū) 動器.HMI.閥門等。單主站系統(tǒng)：在總線系統(tǒng)的運行階段，只有一個活動主站多主站系統(tǒng)：總線上連有多個主站。這些主站與各自從站構(gòu)成相互獨立的子 系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)包括一個 DPMI.指定的若干從站及可能的 DPM2設(shè)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(shù)據(jù)。（3系統(tǒng)行為系統(tǒng)行為主要取決于DPMI的操作狀態(tài)，這此狀態(tài)由本地或總線的配置設(shè)備所 控制。主要有以下三種狀態(tài)：（停止:在這種狀態(tài)下,DPM1和DP從站之間沒有數(shù)據(jù)傳輸。（清除:在這種狀態(tài)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(tài)。（運行:在

6、這種狀態(tài)下,DPM1處于數(shù)據(jù)傳輸階段，循環(huán)數(shù)據(jù)通信時，DPMI從DP站 讀取輸入信息并向從站寫入輸出信息。DPMI設(shè)備在一個預(yù)先設(shè)定的時間間隔內(nèi)，以有選擇的廣播方式將其本地狀 態(tài)周期性地發(fā)送到每一個有關(guān)的 DP從站。如果在DPMI的數(shù)據(jù)傳輸階段中發(fā)生錯誤，DPM1將所有有關(guān)的DP從站的輸 出數(shù)據(jù)立即轉(zhuǎn)入清除狀態(tài)，而DP從站將不在發(fā)送用戶數(shù)據(jù)。在次之后，DPM1轉(zhuǎn)入 消除狀態(tài)。（4DPM1和DP從站間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸DPMI和相關(guān)DP從站之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸是由 DPMI按照確定的遞歸順序自 動進行。在對總線系統(tǒng)進行組態(tài)時，用戶對DP從站與DPMI的關(guān)系作出規(guī)定，確定 哪些DP從站被納入信息交換的循

7、環(huán)周期，哪些被排斥在外。DMP1和DP從站之間的數(shù)據(jù)傳送分三個階段：參數(shù)設(shè)定.組態(tài).數(shù)據(jù)交換。在參 數(shù)設(shè)定階段，每個從站將自己的實際組態(tài)數(shù)據(jù)與從 DPMI接受到的組態(tài)數(shù)據(jù)進行比較。只有當(dāng)實際數(shù)據(jù)與所需的組態(tài)數(shù)據(jù)相匹配時，DP從站才進入用戶數(shù)據(jù)傳輸階 段。因此，設(shè)備類型.數(shù)據(jù)格式.長度以及輸入輸出數(shù)量必須與實際組態(tài)一致。(5DPM1和系統(tǒng)組態(tài)設(shè)備間的循環(huán)數(shù)據(jù)傳輸除主-從功能外，PROFIBUS-DP允許主-主之間的數(shù)據(jù)通信，這些功能使組態(tài)和診 斷設(shè)備通過總線對系統(tǒng)進行組態(tài)。(6同步和鎖定模式除DPMI設(shè)備自動執(zhí)行的用戶數(shù)據(jù)循環(huán)傳輸外，DP主站設(shè)備也可向單獨的DP 從站.一組從站或全體從站同時發(fā)送

8、控制命令。這些命令通過有選擇的廣播命令發(fā) 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(fā)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(shù)據(jù)鎖定在當(dāng)前狀態(tài)下。在這之后的用戶數(shù)據(jù)傳輸周期中，從站存儲接收到輸出的數(shù)據(jù)，但它的輸出狀態(tài)保持不變；當(dāng)接收到下一同步命令時，所存儲的 輸出數(shù)據(jù)才發(fā)送到外圍設(shè)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(shù)據(jù)鎖定 在當(dāng)前狀態(tài)下，直到主站發(fā)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DPMI使用數(shù)據(jù)控制定

9、時器對從站的數(shù)據(jù)傳輸進行監(jiān)視。每個從站 都采用獨立的控制定時器。在規(guī)定的監(jiān)視間隔時間中 ，如數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生差錯，定時器 就會超時。一旦發(fā)生超時，用戶就會得到這個信息。如果錯誤自動反應(yīng)功能使能”，DPM脩脫離操作狀態(tài)，并將所有關(guān)聯(lián)從站的輸出置于故障安全狀態(tài)，并進入清 除狀態(tài)二.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。(1DPM1與DP從站間非循環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸。(2帶DDLM讀和DDLM寫的非循環(huán)讀/寫功能,可讀寫從站任何希望數(shù)據(jù)。(3報警響應(yīng)，DP基本功能允許DP從站用診斷信息向主站自發(fā)地傳輸事件，而新 增的DDLM-ALAM-ACK 功能被用來直接響應(yīng)從DP從站上接收的

10、報警數(shù)據(jù)。(4DPM2與從站間的非循環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸。三.電子設(shè)備數(shù)據(jù)文件(GSD為了將不同廠家生產(chǎn)的PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠家必須以GSD文件 (電子設(shè)備數(shù)據(jù)庫文件方式將這些品的功能參數(shù) (如I/O點數(shù).診斷信息.波特率.時間 監(jiān)視等。標(biāo)準(zhǔn)的GSD數(shù)據(jù)將通信擴大到操作員控制級。使用根據(jù) GSD所作的組態(tài) 工具可將不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中。GSD文件可分為三個部分：(1總規(guī)范:包括了生產(chǎn)廠商和設(shè)備名稱.硬件和軟件版本.波特率.監(jiān)視時間間隔. 總線插頭指定信號。(2與DP有關(guān)的規(guī)范：包括適用于主立勺各項參數(shù)，如允許從站個數(shù).上裝/下裝能 力。(3與DP從站有關(guān)的規(guī)范：包括了與從站有關(guān)的一切規(guī)范，如輸入/輸出通道數(shù).類 型診斷數(shù)據(jù)等。四.PROFIBUS-DP 行規(guī)PROFIBUS QP協(xié)議明確規(guī)定了用戶數(shù)據(jù)怎樣在總線各站之間傳遞 ，但用戶數(shù) 據(jù)的含義是在PROFIBUS行規(guī)中具體說明的。另外，行規(guī)還具體規(guī)定了 PROFIBUS- DP 如