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本章從profibus協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)角度,概要說明了profibus技術(shù)要點(diǎn)。使讀者可快速了解profibus技術(shù)概貌。
2.1 profibus概貌
(1) profibus是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動化。
(2) profibus由三個(gè)兼容部分組成,即profibus-dp(decentralized periphery)、profibus-pa(process automation)、profibus-fms(fieldbus message specification)。
(3) profibus-dp:是一種高速低成本通信,用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式i/o的通信。使用profibus-dp可取24vdc或4-20ma信號傳輸。
(4) profibus-pa:專為過程自動化設(shè)計(jì),可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上,并有本征安全規(guī)范。
(5) profibus-fms:用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。
(7) profibus是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)??蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò),從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。
2.2 prfibus基本特性
2.2.1 profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)
profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)iso7498國際準(zhǔn),以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(open system interconnection—sio)作為參考模型的。該模型共有七層,如下圖2-1所示:
圖2-1:profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)
(1) profibus-dp:定義了第一、二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能,并詳細(xì)說明了各種不同profibus-dp設(shè)備的設(shè)備行為。
(2) profibus-fms:定義了第一、二、七層,應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范(fieldbus message specification-fms)和低層接口(lower layer interface—lli)。fms包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。lli協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第二層訪問接口。
(3) profibus-pa:pa的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的profibus-dp協(xié)議。另外,pa還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的pa行規(guī)。根據(jù)iec1158-2標(biāo)準(zhǔn),pa的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性,而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用連接器可在dp上擴(kuò)展pa網(wǎng)絡(luò)。
2.2.2 profibus傳輸技術(shù)
profibus提供了三種數(shù)據(jù)傳輸類型:
· 用于dp和fms的rs485傳輸。
· 用于pa的iec1158-2傳輸。
· 光纖
2.2.2.1用于dp/fms的rs485傳輸技術(shù)
由于dp與fms系統(tǒng)使用了同樣的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線訪問協(xié)議,因而,這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時(shí)操作。
rs-485傳輸是profibus的一種傳輸技術(shù)。這種技術(shù)通常稱之為h2。采用的電纜是屏蔽雙絞銅線。
rs-485傳輸技術(shù)基本特征:
· 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線,兩端有有源的總線終端電阻。
· 傳輸速率:9.6k bit/s~12m bit/s
· 介質(zhì):屏蔽雙絞電纜,也可取消屏蔽,取決于環(huán)境條件(emc)。
· 站點(diǎn)數(shù):每分段32個(gè)站(不帶中繼),可多到127個(gè)站(帶中繼)。
· 插頭連接:最好使用9針d型插頭。
2.2.2.2 rs-485傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)
(1) 全部設(shè)備均與總線連接。
(2) 每個(gè)分段上最多可接32個(gè)站(主站或從站)。
(3) 每段的頭和尾各有一個(gè)總線終端電阻,確保操作運(yùn)行不發(fā)生誤差。兩個(gè)總線終端電阻必須永遠(yuǎn)有。見圖2-2所示。
(4) 當(dāng)分段站超過32個(gè)時(shí),必須使用中繼器用以連接各總線段。串聯(lián)的中繼器一般不超過3個(gè)。見圖2-3所示:
圖2-2:profibud-dp和profibus-fms的電纜接線和總線終端電阻