第二章PROFIBUS基礎現場總線技術PROFIBUS概況ISO/OSI模型PROFIBUS協議結構和類型PROFIBUS層總線拓撲PROFIBUS總線網絡中的總線存取控制第二章PROFIBUS基礎現場總線技術PROFIBUS概1PROFIBUS概況現場總線技術PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場總線標準PROFIBUS由三部分組成：PROFIBUS－DP、PROFIBUS－PA、PROFIBUS－FMSPROFIBUS概況現場總線技術PROFIBUS是一種國際化2PROFIBUS－DP現場總線技術PROFIBUS－DP是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS－DP可取代4－20mA或24VDC信號傳輸PROFIBUS－DP現場總線技術PRO3PROFIBUS－PA現場總線技術PROFIBUS－PA是一種專為過程自動化設計，可使傳感器和執行機構聯在一根總線上，并有本征安全規范。PROFIBUS－PA現場總線技術PRO4PROFIBUS－FMS現場總線技術PROFIBUS－FMS是一種用于車間級監控網絡，是一個令牌結構、實時多主網絡PROFIBUS－FMS現場總線技術PR5現場總線技術PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。現場總線技術PROFIBUS是一種用6ISO/OSI模型現場總線技術ISO/OSI通信標準模型有7層組織，分為兩類。一類是面向用戶的第5層到第7層，另一類是面向網絡的第1層到第4層。第1層到第4層描述數據從一個地方傳輸到另一個地方，而第5層到第7層給用戶提供適當的方式去訪問網絡系統。ISO/OSI模型現場總線技術ISO/7ISO/OSI模型現場總線技術ISO/OSI模型現場總線技術8PROFIBUS協議結構和類型現場總線技術

PROFIBUS提供了三種通信協議類型PROFIBUS－DPPROFIBUS－PAPROFIBUS－FMSPROFIBUS協議結構和類型現場總線技術PROFIBUS9PROFIBUS－DP現場總線技術

PROFIBUS－DP使用了第1層、第2層和用戶接口層。第3到第7層未使用，這種精簡的結構確保高速數據傳輸。DDLM提供對第2層的訪問。在用戶接口中規定了設備的應用功能，以及各種類型的系統和設備的行為特性PROFIBUS－DP現場總線技術PRO10PROFIBUS－PA現場總線技術PROFIBUS－PA使用擴展的PROFIBUS－DP協議進行數據傳輸。它執行規定現場設備特性的PA設備行規。傳輸技術依據IEC1158－2標準，確保本質安全和通過總線對現場設備供電。使用段耦合器可將PROFIBUS－PA設備很容易地集成到PROFIBUS－DP網絡之中。PROFIBUS－PA現場總線技術PROFIB11PROFIBUS－FMS現場總線技術PROFIBUS－FMS使用了第1層、第2層和第7層。應用層（第7層）包括FMS和LLI。FMS包含應用協議和提供的通信服務。LLI建立各種類型的通信關系，并給FMS提供不依賴于設備的對第2層的訪問。PROFIBUS－FMS現場總線技術PR12PROFIBUS層現場總線技術DP/FMS(RS485)的物理層(第一層)DP/FMS(光纖電纜)的物理層(第一層)PA的物理層(第一層)現場總線數據鏈路(第二層)應用層(第七層)PROFIBUS層現場總線技術DP/FMS(RS485)13DP/FMS(RS485)的物理層(第一層)現場總線技術RS485傳輸特點傳輸程序總線導線總線連接總線終端器DP/FMS(RS485)的物理層(第一層)現場總線技術14現場總線技術現場總線技術15傳輸程序現場總線技術傳輸程序現場總線技術16總線導線現場總線技術總線導線現場總線技術17總線連接現場總線技術總線連接現場總線技術18總線終端器現場總線技術總線終端器現場總線技術19總線終端器現場總線技術總線終端器現場總線技術20DP/FMS(光纖電纜)的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特點總線導線總線連接DP/FMS(光纖電纜)的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特21總線導線現場總線技術總線導線現場總線技術22總線連接（OBT技術）現場總線技術如PROFIBUS站點設備沒有光纖接頭，只有電氣接口，可通過OBT連接一個電氣接口設備到光纖網上。OBT是一個有源網絡元件，在網段里也是一個站點。OBT只能連接一個RS485的PROFIBUS站點。連接光纖只能是塑料光纖和PCF光纖，PCF光纖只能購買已安裝接頭的光纖，不宜穿管安裝。因為總線網不能組成環網，中間任一站點損壞或光纖斷開，整個網絡就不能工作。總線連接（OBT技術）現場總線技術如PROFIBUS站點設備23總線連接（OBT技術）現場總線技術總線連接（OBT技術）現場總線技術24總線連接（OBT技術）現場總線技術總線連接（OBT技術）現場總線技術25總線連接（OLM技術）現場總線技術將電信號轉換為光信號三種類型：OLM/P11、OLM/P12連接塑料光纖和PCF光纖；OLM/G11、OLM/G12連接多模玻璃光纖，發送波長860nm；OLM/G11-1300、OLM/G12-1300連接多模玻璃光纖，發送波長1300nm。拓撲結構：總線結構、星形結構、冗余環。OLM與OBT的對比兩個OLM間距可達15km，OBT只有300m。OLM可以組成冗余環網，而OBT不能。OLM的電氣接口可連接RS485的網段32個節點，而OBT的電氣接口只能連接一個節點。OLM有雙路電源接入端子，OBT沒有。OBT只能連接塑料光纖和PCF光纖。總線連接（OLM技術）現場總線技術將電信號轉換為光信號26總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologieswithOLMs總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologie27總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologieswithOLMs總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologie28總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術29總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術30總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術31總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術32總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術33總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術34總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術35總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術36總線連接（OLP技術）現場總線技術總線連接（OLP技術）現場總線技術37總線連接（OLM技術）OPPLCPLCPLCPCRemoteI/OOLMOLMOLMOLMOLM現場總線技術總線連接（OLM技術）OPPLCPLCPLCPCRemote38總線連接（OLM與OBT組合網絡）現場總線技術總線連接（OLM與OBT組合網絡）現場總線技術39ILM紅外線通信現場總線技術一個ILM電氣接口可以連接主站和從站，另一個只能連接從站。ILM是一個有源網絡元件，在網段里也是一個站點。ILM之間連接可以是點對點，也可以是一點對多點。ILM紅外線通信現場總線技術一個ILM電氣接口可以連接主站和40ILM紅外線通信現場總線技術ILM紅外線通信現場總線技術41ILM紅外線通信現場總線技術ILM紅外線通信現場總線技術42PowerRailBooster(PRB)現場總線技術用于固定的PROFIBUS站點與在滑軌上移動站點之間的數據交換。PRB的連接可以是點對點，也可以是一點對多點，不同的PRB網段要斷開或電氣絕緣。PowerRailBooster(PRB)現場總線技術用43PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術44PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術45PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術46PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術47PA的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特點總線導線PA的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特點48現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術第二層規定總線存取控制、數據安全性以及傳輸協議和報文的處理，稱為FDL（現場總線數據鏈路層）現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術49現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術第二層報文格式提供高等級的傳輸安全性。所有報文均具有海明距離HD=4。HD=4的含義是：在數據報文中，可以檢查出最多3個同時出錯的位。現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術50現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術邏輯的點對點數據傳輸廣播通信：一個主站發送信息給所有其他站（主站和從站），數據的接收不需應答群播通信：一個主站發送信息給一組站（主站和從站），數據的接收不需應答現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術邏輯的點對點數據傳輸51第二層提供的數據服務現場總線技術第二層提供的數據服務現場總線技術52現場總線技術現場總線技術53應用層(第七層)現場總線技術ISO/OSI參考模型的應用層(第七層)提供用戶需要的各種通信服務。PROFIBUS的應用層由FMS接口和LLI接口組成。應用層(第七層)現場總線技術ISO/O54現場總線技術FMS行規DP用戶接口和DP行規PA行規現場總線技術FMS行規55總線拓撲現場總線技術RS485光纖符合IEC1158－2（PROFIBUS－PA）的總線拓撲總線拓撲現場總線技術RS48556總線拓撲現場總線技術A:TreeB:LineC:LineandtreeD:Line,treeandrepeater總線拓撲現場總線技術A:TreeB:LineC:Li57總線拓撲現場總線技術A:TreeB:LineC:LineandtreeD:Line,treeandrepeater總線拓撲現場總線技術A:TreeB:LineC:Li58PROFIBUS總線網絡中的總線存取控制現場總線技術

兩個基本要求：同一級的PLC或PC之間的通信必須使每一個總線站（節點）在確定的時間范圍內能獲得足夠的機會來處理它自己的通信任務復雜的PLC或PC與簡單的分散的過程I/O外圍設備之間的數據交換必須是快速而又盡可能地實現很少的協議開銷PROFIBUS總線網絡中的總線存取控制現場總線技術兩59混合的總線存取控制現場總線技術主站間通信的分散的令牌傳遞程序主站與從站間通信的集中的主從程序混合的總線存取控制現場總線技術主站間通信的分散的令牌傳遞程序60混合的總線存取控制的系統配置現場總線技術純主－主系統（令牌傳遞程序）純主－從系統（主從程序）兩種程序的組合混合的總線存取控制的系統配置現場總線技術純主－主系統（令牌傳61現場總線技術現場總線技術62現場總線技術現場總線技術63現場總線技術現場總線技術64第二章PROFIBUS基礎現場總線技術PROFIBUS概況ISO/OSI模型PROFIBUS協議結構和類型PROFIBUS層總線拓撲PROFIBUS總線網絡中的總線存取控制第二章PROFIBUS基礎現場總線技術PROFIBUS概65PROFIBUS概況現場總線技術PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場總線標準PROFIBUS由三部分組成：PROFIBUS－DP、PROFIBUS－PA、PROFIBUS－FMSPROFIBUS概況現場總線技術PROFIBUS是一種國際化66PROFIBUS－DP現場總線技術PROFIBUS－DP是一種高速低成本通信，用于設備級控制系統與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS－DP可取代4－20mA或24VDC信號傳輸PROFIBUS－DP現場總線技術PRO67PROFIBUS－PA現場總線技術PROFIBUS－PA是一種專為過程自動化設計，可使傳感器和執行機構聯在一根總線上，并有本征安全規范。PROFIBUS－PA現場總線技術PRO68PROFIBUS－FMS現場總線技術PROFIBUS－FMS是一種用于車間級監控網絡，是一個令牌結構、實時多主網絡PROFIBUS－FMS現場總線技術PR69現場總線技術PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。現場總線技術PROFIBUS是一種用70ISO/OSI模型現場總線技術ISO/OSI通信標準模型有7層組織，分為兩類。一類是面向用戶的第5層到第7層，另一類是面向網絡的第1層到第4層。第1層到第4層描述數據從一個地方傳輸到另一個地方，而第5層到第7層給用戶提供適當的方式去訪問網絡系統。ISO/OSI模型現場總線技術ISO/71ISO/OSI模型現場總線技術ISO/OSI模型現場總線技術72PROFIBUS協議結構和類型現場總線技術

PROFIBUS提供了三種通信協議類型PROFIBUS－DPPROFIBUS－PAPROFIBUS－FMSPROFIBUS協議結構和類型現場總線技術PROFIBUS73PROFIBUS－DP現場總線技術

PROFIBUS－DP使用了第1層、第2層和用戶接口層。第3到第7層未使用，這種精簡的結構確保高速數據傳輸。DDLM提供對第2層的訪問。在用戶接口中規定了設備的應用功能，以及各種類型的系統和設備的行為特性PROFIBUS－DP現場總線技術PRO74PROFIBUS－PA現場總線技術PROFIBUS－PA使用擴展的PROFIBUS－DP協議進行數據傳輸。它執行規定現場設備特性的PA設備行規。傳輸技術依據IEC1158－2標準，確保本質安全和通過總線對現場設備供電。使用段耦合器可將PROFIBUS－PA設備很容易地集成到PROFIBUS－DP網絡之中。PROFIBUS－PA現場總線技術PROFIB75PROFIBUS－FMS現場總線技術PROFIBUS－FMS使用了第1層、第2層和第7層。應用層（第7層）包括FMS和LLI。FMS包含應用協議和提供的通信服務。LLI建立各種類型的通信關系，并給FMS提供不依賴于設備的對第2層的訪問。PROFIBUS－FMS現場總線技術PR76PROFIBUS層現場總線技術DP/FMS(RS485)的物理層(第一層)DP/FMS(光纖電纜)的物理層(第一層)PA的物理層(第一層)現場總線數據鏈路(第二層)應用層(第七層)PROFIBUS層現場總線技術DP/FMS(RS485)77DP/FMS(RS485)的物理層(第一層)現場總線技術RS485傳輸特點傳輸程序總線導線總線連接總線終端器DP/FMS(RS485)的物理層(第一層)現場總線技術78現場總線技術現場總線技術79傳輸程序現場總線技術傳輸程序現場總線技術80總線導線現場總線技術總線導線現場總線技術81總線連接現場總線技術總線連接現場總線技術82總線終端器現場總線技術總線終端器現場總線技術83總線終端器現場總線技術總線終端器現場總線技術84DP/FMS(光纖電纜)的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特點總線導線總線連接DP/FMS(光纖電纜)的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特85總線導線現場總線技術總線導線現場總線技術86總線連接（OBT技術）現場總線技術如PROFIBUS站點設備沒有光纖接頭，只有電氣接口，可通過OBT連接一個電氣接口設備到光纖網上。OBT是一個有源網絡元件，在網段里也是一個站點。OBT只能連接一個RS485的PROFIBUS站點。連接光纖只能是塑料光纖和PCF光纖，PCF光纖只能購買已安裝接頭的光纖，不宜穿管安裝。因為總線網不能組成環網，中間任一站點損壞或光纖斷開，整個網絡就不能工作。總線連接（OBT技術）現場總線技術如PROFIBUS站點設備87總線連接（OBT技術）現場總線技術總線連接（OBT技術）現場總線技術88總線連接（OBT技術）現場總線技術總線連接（OBT技術）現場總線技術89總線連接（OLM技術）現場總線技術將電信號轉換為光信號三種類型：OLM/P11、OLM/P12連接塑料光纖和PCF光纖；OLM/G11、OLM/G12連接多模玻璃光纖，發送波長860nm；OLM/G11-1300、OLM/G12-1300連接多模玻璃光纖，發送波長1300nm。拓撲結構：總線結構、星形結構、冗余環。OLM與OBT的對比兩個OLM間距可達15km，OBT只有300m。OLM可以組成冗余環網，而OBT不能。OLM的電氣接口可連接RS485的網段32個節點，而OBT的電氣接口只能連接一個節點。OLM有雙路電源接入端子，OBT沒有。OBT只能連接塑料光纖和PCF光纖。總線連接（OLM技術）現場總線技術將電信號轉換為光信號90總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologieswithOLMs總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologie91總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologieswithOLMs總線連接（OLM技術）現場總線技術BusTopologie92總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術93總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術94總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術95總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術96總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術97總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術98總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術99總線連接（OLM技術）現場總線技術總線連接（OLM技術）現場總線技術100總線連接（OLP技術）現場總線技術總線連接（OLP技術）現場總線技術101總線連接（OLM技術）OPPLCPLCPLCPCRemoteI/OOLMOLMOLMOLMOLM現場總線技術總線連接（OLM技術）OPPLCPLCPLCPCRemote102總線連接（OLM與OBT組合網絡）現場總線技術總線連接（OLM與OBT組合網絡）現場總線技術103ILM紅外線通信現場總線技術一個ILM電氣接口可以連接主站和從站，另一個只能連接從站。ILM是一個有源網絡元件，在網段里也是一個站點。ILM之間連接可以是點對點，也可以是一點對多點。ILM紅外線通信現場總線技術一個ILM電氣接口可以連接主站和104ILM紅外線通信現場總線技術ILM紅外線通信現場總線技術105ILM紅外線通信現場總線技術ILM紅外線通信現場總線技術106PowerRailBooster(PRB)現場總線技術用于固定的PROFIBUS站點與在滑軌上移動站點之間的數據交換。PRB的連接可以是點對點，也可以是一點對多點，不同的PRB網段要斷開或電氣絕緣。PowerRailBooster(PRB)現場總線技術用107PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術108PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術109PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術110PowerRailBooster(PRB)現場總線技術PowerRailBooster(PRB)現場總線技術111PA的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特點總線導線PA的物理層(第一層)現場總線技術傳輸特點112現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術第二層規定總線存取控制、數據安全性以及傳輸協議和報文的處理，稱為FDL（現場總線數據鏈路層）現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術113現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術第二層報文格式提供高等級的傳輸安全性。所有報文均具有海明距離HD=4。HD=4的含義是：在數據報文中，可以檢查出最多3個同時出錯的位。現場總線數據鏈路(第二層)現場總線技術114現場